主要采用化学精炼方法,第一步获得纯(NH4)2PtCl6化合物或纯Na2PtCl6溶液,第二步煅烧或水合肼还原为金属,可产出99.9%-99.999%不同纯度要求的产品。
1.氯化铵多次沉淀法
含铂50-80g/L的溶液煮沸,边搅拌边加入NH4Cl,生成黄色(NH4)2PtCl6沉淀:
H2PtCl6+2NH4Cl====(NH4)2PtCI6↓+2HCl
沉淀时保持溶液中游离NH4Cl浓度为5%-10%。过滤后用pH=1的氯化铵洗涤沉淀物,若光谱分析铵盐纯度不合格,氯铂酸铵可用王水直接煮沸重溶,或铂铵盐煅烧后的粗铂金属再溶,所得溶液浓缩至糊状,多次加入浓盐酸蒸至近干,以破坏难溶的铂化合物,最后用稀盐酸溶解获得含铂溶液,过滤后溶液再加氯化铵沉淀出铂铵盐,分析合格后煅烧成海绵铂产品;也可用SO2或水合肼在溶液中直接还原悬浮的氯铂酸铵生成可溶的氯亚铂酸铵:
(NH4)2PtCI6+2H2O+SO2=====(NH4)2PtCl4+H2SO4+2HCl
滤去不溶物,所得溶液为暗红色,通入氯气或加入双氧水重沉出(NH4)2PtCI6,直至铵盐光谱分析合格后,800℃锻烧为海绵状金属铂产品。
2.溴酸钠水解法
生产高纯铂的重要方法,对分离铑、铱及贱金属杂质特别有效。50g/L浓度铂溶液煮沸,搅拌下缓慢加入20%NaOH,中和至pH≈2.5,铵溶液合铂量的10%加入溴酸钠氧化,第一次加入溴酸钠总量的70%(10%浓度溶液),煮沸后用10%NaOH或NaHCO3调pH≈5,再加入剩余的溴酸钠溶液,调pH7.5-8。NaBrO3分解释放出新生态氧和新生态氯,使溶液中贵、贱金属皆氧化为高价状态,溶液用碱液中和使铂转变为可溶的Na2Pt(OH)6:
H2PtCl6+8NaOH=====Na2Pt(OH)6+6NaCl+2H2O
其他贵、贱金属杂质则水解为氢氧化物沉淀,煮沸后迅速冷却至室温,静置沉清,过滤,用pH≈8的纯水洗涤沉淀物。含铂滤液和洗水合并,用盐酸酸化至pH≈O.5,煮沸赶溴后加氯化铵沉淀出铂铵盐。一次氧化水解和一次氯化铵沉淀即可使含铂90%-95%的粗铂提纯至99.99%。缺点是操作复杂,赶溴时间长,氧化剂较贵,溴污染环境。[next]
3.载体水解法
适用于铂溶液中杂质含量不高,制取高纯铂而直收率允许较低的情况。铂溶液加NaCl转变为Na2PtCl6,铵每千克铂补加50gFeCl3作载体,加双氧水或鼓入空气氧化、煮沸,使铵水解生成大量氢氧化铵沉淀,聚集和强化其他杂质元素的水解沉淀。过滤沉淀后的含铂溶液用盐酸酸化后即可用氯化铵沉淀出纯氯铂酸铵。
4.阳离子交换法
含贱金属的Na2PtCl6溶液调pH≈1.5,使贱金属保持为阳离子状态,缓慢流过阳离子树脂交换柱使贱金属阳离子被树脂吸附,再调pH2~3后通过另一阳离子交换柱。重复操作除尽贱金属,直至流出的含阴离子PtCl62-溶液达到要求的纯度后再用氯化铵沉出铂铵盐。
5.金属制备及产品标准
有两种最后制备金属铂的方法——还原法和锻烧法。
(1)还原法 精制获得的Na2PtCl6或H2PtCl6溶液,调整pH3--4,加入水合膦还原出海绵铂,反应为:
Na2PtCl6+4[N2H4·H2O]====Pt+2NaCl+4NH4Cl+2N2+4H2O
(2)锻烧法 精制获得的纯(NH4)2PtCl6沉淀物,转入专用的洁净瓷坩埚并加盖,放入专用马弗炉先低温下缓慢烘干,然后升温至350℃保持数小时至白烟减少,再升温至750-800℃缎烧1-3h得海绵铂产品。用锻烧分解法反应为:
中国金属铂产品标准(GB1419-89)如表。
中国金属铂产品标准(GB1419-89) | |||||||||||||
种类 | Pt | Pd | Rh | Ir | Au | Ag | Cu | Fe | Ni | Al | Pb | Si | 杂质总和 |
HPt-1 | 99.99 | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.003 | 0.001 | 0 | 0 | 0 | 0.003 | 0.002 | 0.003 | 0.01 |
HPt-2 | 99.95 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.005 | 0.01 | 0.01 | 0 | 0.05 | 0.005 | 0.005 | 0.05 |
HPt-3 | 99.9 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
|
| 0.01 | 0 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.1 |