一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法与流程

1.本发明涉及一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，属于贵金属二次资源综合利用领域。


背景技术：

2.铱铑合金具有较好的高温下抗氧化特性，是制造高温热电偶的重要材料，此类热电偶在氧化气氛中可测到2000℃的高温，是高温实验及火箭技术、航空和宇航技术中的一种极其重要的测温工具。铑铱合金废料在热电偶制备、加工过程中产生，由于价值高，需要分离提纯后循环利用。铱铑合金废料常用合金碎化法处理，经合金碎化后，铑、铱在王水中的浸出率分别达到75％、85％及以上，锡是铱铑合金废料合金碎化处理效果较好的金属之一，王水浸出后的溶液采用水解法调节ph至2-3，能有效的去除溶液中的锡，除锡后的溶液为酸性的铑、铱氯配物溶液，其中的铑铱摩尔比值为1-3。
3.对于铑、铱含量相差不大的溶液体系，铑、铱的高效分离是冶金行业的世界难题之一。这样的溶液体系一般是通过各种化学沉淀方法，将大部分铱或铑分离，变为含大量铑、少量铱或含大量铱、少量铑的溶液体系，后续再通过离子交换法、溶剂萃取法等实现铑、铱分离。对于除锡后液，其中的铑、铱含量差别不大，通常采用氯化铵沉铱，将大部分铱以氯铱酸氨的形式分离富集，得到以铑为主体的氯铑酸铵溶液。由于氯化铵沉铱的同时部分铑也会共沉淀，后续还需要再进行铱的提纯精炼；而氯化铵沉铱并不能完全除去铱，以铑为主体的氯铑酸铵溶液中还含有大量的铱，后续也还需要再进行铑、铱分离提纯处理。此类除锡后液铑、铱分离常规工艺流程繁杂，中间产物氯铱酸氨中铑含量偏高，无法作为产品增值利用。


技术实现要素：

4.本发明针对铱铑合金浸出液中铑、铱分离提取的问题，提供一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，除锡后液中铑、铱以氯配离子形式存在，该溶液直接制备碘化铑来进行铑、铱粗分离，将溶液中的铑含量极大降低，制取较高纯度的碘化铑，同时实现铱的富集，经处理后得到含有少量铑、大量铱的尾液，有利于后续采用离子交换法或溶剂萃取法分离回收剩余的少量铑，实现铑、铱高效分离。
5.一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，具体步骤如下：
6.(1)将还原剂加入到铱铑合金浸出液中进行还原反应，得到反应体系a；其中铱铑合金浸出液为铑铱合金浸出液的水解除锡后液；
7.(2)将碘化钾加入到反应体系a中，在温度为60-80℃下搅拌反应1-4h，固液分离，固体依次经超声洗涤、真空干燥得到碘化铑。
8.所述铱铑合金浸出液中铑浓度为0.1-0.3mol/l，铑和铱的摩尔比为1-3:1。
9.所述步骤(1)还原剂为抗坏血酸，抗坏血酸的加入量为铱铑合金浸出液中铱摩尔量的1-4倍。
10.所述步骤(1)还原反应的温度为室温-60℃，反应时间为15-60min。
11.所述步骤(2)碘化钾的加入量为步骤(1)铱铑合金浸出液中铑摩尔量的3-9倍。
12.优选的，所述步骤(2)超声洗涤的时间为0.5～2.0h；真空干燥的温度为50～80℃，时间为8～15h。
13.反应原理：
14.除锡后液中加入还原剂，使铑、铱氯配离子均保持+3价，其中+3价的铱氯配离子与碘化钾的反应产物具有较好的水溶性；而+3价的铑氯配离子与碘化钾反应得到碘化铑，碘化铑难溶于水，利用溶解度差异进行分离，反应方程式为：
15.[rhcl(oh2)5]
2+
+3ki
→
rhi3↓
+5h2o+3kcl
[0016]
[ircl4(oh2)2]-+3i-→
iri3+2h2o+4cl-[0017]
本方法既可制取较高品质的碘化铑，又可将混合体系中铑含量大幅降低，实现铱富集。
[0018]
本发明的有益效果是：
[0019]
(1)本发明将铑铱合金浸出液的水解除锡后液直接制备碘化铑来进行铑、铱粗分离，将溶液中的铑含量极大降低，制取较高纯度的碘化铑，同时实现铱的富集，操作简单，碘化铑产率高，溶液中的铱损失量极小；
[0020]
(2)本发明方法适用于铑、铱氯配离子混合液中铑、铱的初步分离，能将至少96％的铑以碘化铑形式分离去除，同时富集铱；
[0021]
(3)本发明所得碘化铑纯度高，反应后余液只需要酸化、氧化便可返回至氯铑/铱酸(盐)体系，有利于后续进一步除去溶液中的少量铑，实现铑、铱高效分离。
附图说明
[0022]
图1为实施例1三碘化铑产品的x射线衍射图谱；
[0023]
图2为实施例4三碘化铑产品的x射线衍射图谱；
[0024]
图3为符合国家标准的碘化铑产品的x射线衍射图谱。
具体实施方式
[0025]
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0026]
实施例1：一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，具体步骤如下：
[0027]
(1)将2.47g(0.014mol)还原剂(抗坏血酸)加入到100ml铱铑合金浸出液中，在温度为60℃下进行还原反应30min，得到反应体系a；其中铱铑合金浸出液为铑铱合金浸出液的水解除锡后液，铑浓度为0.1mol/l，铱浓度为0.05mol/l，ph为2-3；
[0028]
(2)将7.55g(0.045mol)碘化钾加入到反应体系a中，在温度为80℃下搅拌反应2h，冷却至室温后，固液分离得到固体和尾液，固体经超声震荡洗涤1h后置于温度为50℃下真空干燥15h得到4.71g碘化铑产品；
[0029]
本实施例碘化铑产品的x射线衍射图谱见图1，由图1和图3对比可知，所得产物和标准碘化铑的x射线衍射图谱的衍射峰角度完全一致，可以认定所得产品为碘化铑；
[0030]
本实施例碘化铑产品中铑含量为21.05％，铱含量为0.017％，其他杂质含量达标，
碘化铑收率96.35％，铱损耗小于0.084％；尾液浓缩后用盐酸酸化，再加少许双氧水除碘，即可使溶液恢复为氯铑、铱酸盐形态。
[0031]
实施例2：一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，具体步骤如下：
[0032]
(1)将1.77g(0.01mol)还原剂(抗坏血酸)加入到100ml铱铑合金浸出液中，在温度为45℃下进行还原反应38min，得到反应体系a；其中铱铑合金浸出液为铑铱合金浸出液的水解除锡后液，铑浓度为0.15mol/l，铱浓度为0.05mol/l，ph为2-3；
[0033]
(2)将7.55g(0.045mol)碘化钾加入到反应体系a中，在温度为70℃下搅拌反应3h，冷却至室温后，固液分离得到固体和尾液，固体经超声震荡洗涤0.8h后置于温度为60℃下真空干燥12h得到6.99g碘化铑产品；
[0034]
本实施例碘化铑产品中铑含量为21.02％，铱含量为0.011％，其他杂质含量达标，碘化铑收率96.42％，铱损耗小于0.090％；尾液浓缩后用盐酸酸化，再加少许双氧水除碘，即可使溶液恢复为氯铑、铱酸盐形态。
[0035]
实施例3：一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，具体步骤如下：
[0036]
(1)将10.58g(0.06mol)还原剂(抗坏血酸)加入到200ml铱铑合金浸出液中，在温度为35℃下进行还原反应60min，得到反应体系a；其中铱铑合金浸出液为铑铱合金浸出液的水解除锡后液，铑浓度为0.2mol/l，铱浓度为0.08mol/l，ph为2-3；
[0037]
(2)将53.12g(0.32mol)碘化钾加入到反应体系a中，在温度为60℃下搅拌反应4h，冷却至室温后，固液分离得到固体和尾液，固体经超声震荡洗涤1.2h后置于温度为50℃下真空干燥15h得到18.58g碘化铑产品；
[0038]
本实施例碘化铑产品中铑含量为21.01％，铱含量为0.017％，其他杂质含量达标，碘化铑收率96.07％，铱损耗小于0.083％；尾液浓缩后用盐酸酸化，再加少许双氧水除碘，即可使溶液恢复为氯铑、铱酸盐形态。
[0039]
实施例4：一种从铱铑合金浸出液中制取碘化铑的方法，具体步骤如下：
[0040]
(1)将17.65g(0.1mol)还原剂(抗坏血酸)加入到500ml铱铑合金浸出液中，在温度为55℃下进行还原反应20min，得到反应体系a；其中铱铑合金浸出液为铑铱合金浸出液的水解除锡后液，铑浓度为0.15mol/l，铱浓度为0.15mol/l，ph为2-3；
[0041]
(2)将112.05g(0.675mol)碘化钾加入到反应体系a中，在温度为80℃下搅拌反应2h，冷却至室温后，固液分离得到固体和尾液，固体经超声震荡洗涤1.5h后置于温度为80℃下真空干燥10h得到34.88g碘化铑产品；
[0042]
本实施例碘化铑产品的x射线衍射图谱见图2，由图2和图3对比可知，所得产物和标准碘化铑的x射线衍射图谱的衍射峰角度完全一致，可以认定所得产品为碘化铑；
[0043]
本实施例碘化铑产品中铑含量为21.03％，铱含量为0.019％，其他杂质含量达标，碘化铑收率96.16％，铱损耗小于0.093％；尾液浓缩后用盐酸酸化，再加少许双氧水除碘，即可使溶液恢复为氯铑、铱酸盐形态。
[0044]
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。