Технологические аспекты аффинажа платиновых металлов

Для растворения «царской водкой» обычно применяются 33%-ная соляная и 65%-ная азотная кислоты. Расход кислот на 100 кг шлиховой платины составляет: HCl – 500 л, HNO3 – 100 л. В результате растворения «шлиховой платины» в «царской водке» в раствор переходит большая часть (90% при первом растворении) платины, почти весь палладий, около 60% родия, 15% иридия, 90% золота и 100% железа и меди. Часть иридия, родия, платины и серебро в виде AgCl остаются в нерастворившемся остатке. Процентное извлечение платиновых металлов при растворении в «царской водке» определяется составом конкретной партии перерабатываемой «шлиховой платины». В зависимости от этого выход первого нерастворимого остатка изменяется от 10 до 15%.

Растворы, полученные после вскрытия в «царской водке», обрабатывают HCl с целью удаления остатков азотной кислоты. Эта операция проводится при постоянной температуре 120–125 оС. После упаривания раствор охлаждается и отфильтровывается от первого нерастворимого остатка, который еще содержит некоторое количество платины. Поэтому, собрав достаточное количество нерастворимого остатка, производят повторное его растворение примерно по тому же режиму, что и основную «шлиховую платину». Полученный второй нерастворимый остаток содержит мало платины и богат редкими платиновыми металлами, на извлечение которых он направляется.

Растворы после растворения «шлиховой платины» и первого нерастворимого остатка и упаривания с соляной кислотой поступают на доводку, цель которой как можно полнее перевести Pd(IV) в Pd(II), Ir(IV) в Ir(III), Au(III) в золото элементарное. Необходимость доводки определяется тем, что последующая операция – это выделение (осаждение) платины в виде гексахлороплатината(IV) аммония (NH4)2[PtCl6] (ХПА), а Ir(IV) и Pd(IV) также образуют однотипные нерастворимые соли. В то же время (NH4)2[PdCl4] и (NH4)3[IrCl6] хорошо растворимы в воде. Необходимо обратить внимание на то, что в процессе доводки как можно большая часть платины должна остаться в степени окисления+4, чтобы обеспечить высокий выход первого гексахлороплатината(IV) аммония (комплексная соль (NH4)2[PtCl4] подобно (NH4)2[PdCl4] хорошо растворима). Родий в процессе доводки степень окисления не меняет. Доводка осуществляется так: раствор при температуре 120–125 оС упаривается до плотности 1.38, затем обрабатывается 15%-ным этиловым спиртом, расход которого – 250–300 мл на 200 кг шлиховой платины. Этиловый спирт расходуется на процесс восстановления по следующим реакциям:

12H2[IrCl6] + C2H5OH + 3H2O = 12H3[IrCl6] + 2CO2

6H2[PdCl6] + C2H5OH + 3H2O = 6H2[PdCl4] + 2CO2+ 12HCl

4H[AuCl4] + C2H5OH + 3H2O = 4Au + 2CO2+ 16HCl.

Этиловый спирт разрушает и возможно присутствующие в растворе остатки азотной кислоты.

Обрабатываемый раствор прогревается в течение 30 мин и опробуется на качество ХПА. Конец спиртования определяется по следующим признакам:

· по прекращению вспенивания и выделения газообразных оксидов;

· по запаху спирта;

· по пробе на качество (NH4)2[PtCl6]: если окраска ХПА не характерна, то добавляют еще некоторый избыток этилового спирта и прогревают реакционную смесь.

Раствор разбавляют водой до плотности 1.16 – 1.18 и осаждают золото, для чего в раствор вводится щавелевая кислота H2C2O4 расчета 5 г на 1 кг «шлиховой платины», и содержимое котла прогревается в течение 3‑х часов при температуре 95–100 оС. В случае избытка H2C2O4 восстанавливается не только золото, частично иридий, палладий, но и платина по реакции:

H2[PtCl6] + H2C2O4 = Pt + 2HCl + 2CO2

Раствор после нагревания с H2C2O4 вновь разбавляют до плотности 1.16–1.18 и обрабатывают 20%-ным раствором сахара (расход сахара – 2–3 г. на 1 кг шлиховой платины), прогревают в течение 50–60 мин при температуре 95–100 оС и проверяют полноту осаждения золота. Раствор после фильтрации от осадка золота поступает на осаждение ХПА, а золотосодержащий кек – на извлечение золота.

Для получения крупного кристаллического осадка ХПА раствор должен иметь плотность 1.16. Получение крупнокристаллического осадка обеспечивает лучшее качество ХПА, т. к. мелкокристаллическийо осадок имеет более развитую поверхность и сорбирует на себе различные примеси. С целью получения крупнокристаллического осадка ХПА применяют растворы хлорида аммония различной концентрации: сначала вводят 5%-ный раствор NH4Cl, затем 12,5%-ный и, наконец, 25%-ный. По данным практики, количество хлорида аммония, вводимого с растворами различной концентрации, должно быть следующим: