Под общим названием платиновых металлов объединяются рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина. Эти элементы образуют группу довольно редких металлов, по своим свойствам сходных друг с другом, так что разделение их представляет значительнве трудности. Кстати, рутений назван в честь нашей страны (Ruthenia - Россия).

Технология получения платины

Свойства.

Чистая платина - серовато-белый блестящий очень тягучий металл, по мягкости напоминающий медь. Не изменяется на воздухе даже при сильном накаливании. Плотность 21.45 г/см³, температура плавления 1960°C, кипения 3800°C. Очень устойчива по отношению к большинству химических реагентов, растворяется только в царской водке (труднее, чем золото).
Губчатая платина - серая губчатая масса с сильно развитой поверхностью. Применяется в качестве катализатора.
Платиновая чернь - черный порошок. При 0°C адсорбирует в больших количествах водород.

1. Растворение

При растворении платины в царской водке получается гексахлороплатиновая или платинохлористоводородная кислота H₂[PtCl₆], которая при выпаривании раствора выделяется в виде красно-бурых кристаллов состава H₂[PtCl₆]*6H₂O ( в этом виде можно хранить и накапливать платину для последующих операций).

2. Извлечение платины

2.1 Из лабораторных остатков
Платиновую чернь можно получить, обрабатывая раствор, содержащий соли H₂[PtCl₆], муравьиной кислотой и углекислым натрием:
H₂[PtCl₆] + 2HCOOH + 3Na₂CO₃ = Pt + 6NaCl + 5CO₂ + 3H₂O
В регенерируемый раствор добавляют HCOOH, смесь нагревают до кипения и, непрерывно помешивая, постепенно приливают раствор Na₂CO₃. Выпавший осадок собирают, промывают водой, подкисленной HCl, и сушат.

2.2 Из хлороплатината аммония
При прокаливании хлороплатината аммония (NH₄)₂[PtCl₆] при 600°C получается губчатая платина.

2.3 Из остатков после определения ионов калия
В емкость, содержащую остатки после определения К⁺ (осадок К₂[PtCl₆] и раствор H₂[PtCl₆]) добавляют в избытке NH₄Cl. Осадки К₂[PtCl₆] и (NH₄)₂[PtCl₆] помещают в большую банку, содержащую 2 л дистиллированной воды и 25 мл 85% муравьиной кислоты. Банку неплотно закрывают и оставляют на 3-5 дней при комнатной температуре. Выделившийся осадок платины промывают горячей водой для удаления Cl^- (проба с AgNO₃) и сушат.

2.4 Классический способ выделения платиновых металлов из обогащенных руд

а. Длительное нагревание сырой платины и лома в фарфоровых котлах с царской водкой. При этом почти вся платина и палладий виде Н₂[PtСl₆] и H₂[PdCI₆], частично родий, иридий в виде H₃[RhCl₆] и H₂[IrCI₆], рутений (?) и основная масса неблагородных металлов (железо, медь, свинец и другие) переходят в раствор.
В нерастворенном остатке содержатся кварц, соединение осмия с иридием, хромистый железняк.

б. Этот осадок отфильтровывают, повторно обрабатывают царской водкой, а затем отправляют на извлечение ценных компонентов – осмия и иридия.

в. Платина в растворе находится в виде двух комплексов: H₂[PtCl₆] – большая часть – и (NO)₂[PtCl₆]. Добавляя в раствор HCl, разрушают комплекс (NO)₂[PtCl₆], чтобы вся платина превратилась в комплекс H₂[PtCl₆]. Теперь нужно сделать так, чтобы присутствующие в растворе иридий, палладий, родий не ушли в осадок вместе с платиной. Для этого их переводят в соединения, не осаждаемые хлористым аммонием (Ir³⁺, Pd²⁺), а затем раствор «доводят», прогревая его с кислотами (серной или щавелевой) или (по способу И.И. Черняева) с раствором тростникового сахара.
Операция доводки – процесс трудный и тонкий. При недостатке восстановителя (кислота, сахар) осаждаемый хлороплатинат будет загрязняться иридием, при избытке же сама платина восстановится до хорошо растворимых соединений Pt²⁺, и выход благородного металла понизится.

г. Раствор хлористого аммония вводят на холоду. При этом основная часть платины в виде мелких ярко-желтых кристаллов (NH₄)₂[PtCl₆] выпадает в осадок. Основная же масса спутников платины и неблагородных примесей остается в растворе. Осадок дополнительно очищают раствором нашатыря и сушат; фильтрат же отправляют в другой цех, чтобы выделить из него драгоценные примеси сырой платины – палладий, родий, иридий и рутений (двойной хлорид рутения и натрия растворяется в спирте и таким образом отделяется от аналогичного соединения иридия). Сухой осадок помещают в печь. После нескольких часов прокаливания при 800...1000°C получают губчатую платину в виде спекшегося порошка серо-стального цвета.

 

Технология получения палладия

Свойства.
Плотность – 12,02 г/см³, температура плавления – 1554°С. Растворим в азотной кислоте. Присутствует в виде компонента в белом золоте. Основная "головная боль" - отделение от висмута или мышьяка, также растворяющихся в азотной кислоте. Преодолеть это удалось лишь на уровне растворимости хлоридов.

Отфильтрованный раствор нитратов серебра, палладия и висмута упариваем до состояния сиропа, чтобы избавиться от остатков кислот. Разбавляем дистилированной водой. Приливаем концентрированную соляную кислоту - выпадает белый творожистый осадок - хлорид серебра. Отделяем хлористое серебро, раствор должен быть прозрачным. Снова упариваем, избавляясь от соляной кислоты. В упаренный раствор приливаем, помешивая, аммиак (гидроксид аммония) - осторожно, реакция протекает бурно.

Добиваемся синего или зеленого цвета раствора, в котором опадают белые хлопья- хлорид висмута, нерастворимый в аммиаке. Хлорид же палладия полностью растворился. Фильтруем раствор, затем приливаем, опять же помешивая, соляную кислоту - выпадают хлопья лимонно-желтого цвета - сульфид палладия.

Окончание реакции - желтый осадок в желтоватом прозрачном растворе.

Тщательно промытый и обезвоженный сульфид палладия можно просто сплавить - он восстановится до металла под действием температуры. Однако для придания товарного вида лучше всего восстановить гидразином до черни и затем уже сплавить и отгранулировать.
Статья частично с сайта www.pmc.co.il