II.1.8.1. Izvodljivost dobijanja platine iz Anodnog mulja
U Srbiji platina
se uglavnom dobija u Fabrici plemenitih metala u Boru, tako što se nakon
livenja tzv. “Dore metala” i izdvajanja srebra i zlata, legura tretira vrućom
carskom vodom, pri čemu se dobijaja platina, čistoće 99,99 procenata, i
paladijum, koji u sebi sadrži manje od 0,05 odsto primesa.
Budući da se
platina uvek nalazi uz ostale platinske metale (Ru, Rh, Pd, Os i Ir) vrlo
sličnih hemijskih osobina, potrebno ju je izdvojiti, a detalji postupka mogu se
videti kod dobijanja paladijuma.
Nakon
rastvaranja sa carskom vodom, odvajanje rastvorene platine od rastvorenog paladijuma
vrši se dodavanjem rastvora amonijum-hlorida – NH4Cl, pri čemu se
stvara nerastvorni talog (NH4)2PtCl6 (platinasti
sunđer), koji se radi dobijanja elementarne platine podvrgava termičkom
razlaganju, prema sledećoj reakciji:
(NH4)2(PtCl6)
<-> Pt(s) + 2NH3(g) + 2HCl(g) + 2Cl2(g)
Istraživači
na nacionalnom Univerzitetu Chung Hsiang na Tajvanu su otkrili i razvili novi
način za izdvajanje platine, pri čemu se platina elektrohemijski rastvara u
mešavini cink hlorida i posebnog jonskog rastvora (neka organska so, koja se
topi pri temperaturama ispod 100 ° C i koja ima dobre provodljive sposobnosti).
Pri tom se upotrijebljena platina koristi u obliku elektrode, priključene kao anoda,
te se uranja u jonski rastvor koji se zagreva na oko 100 ° C. Time se platina
rastvara oksidaciono. Kasnije se rastvorena platina u čistom obliku prikuplja
na nosećoj elektrodi. Tako dobijena čista platina isporučuje se svetskom
tržištu u obliku poluga – sl. II.1.8.1.1.
II.1.8.2. Izvodljivost dobijanja paladijuma iz Anodnog mulja
Izdvajanje
paladijuma od ostalih metala platinske grupe retko se postiže potpuno samo kroz
jedan ciklus prerade. Zvuči neverovatno, ali taj proces je izvodljiv, čak i od strane
ne mnogo stručnih lica u nekoj preuređenoj prostoriji, poput garaže ili
podruma. Od potrebnog znanja traži se
samo poznavanje laboratorijske tehnike i osnovnih hemikalija.
Anodni
mulj iz koga su prethodno odstranjeni bakar, selen, telur, germanijum, srebro i
zlato (čvrsti ostatak Dore metala sa sadržajem grupe platinskih metala)
podvrgava se dejstvu vruće carske vode,
pri čemu se rastvaraju samo paladijum, zaostalo zlato, platina i male količine
ostalih metala platinske grupe. Reakcija rastvaranja paladijuma u vrućoj
carskoj vodi je:
3Pd(s)
+ 16H+ + 4NO3- + 18Cl- -> 3PdClˇ6^2- +
4NO(g) + 8H2O
Po
završetku reakcije rastvaranja prekida se zagrevanje posude za rastvaranje radi
hlađenja do sobne temperature. Nakon
hlađenja posuda sa sadržajem rastvorenog paladijuma i platine ostavlja se da
prenoći u ledenom kupatilu. Nakon toga vrši se filtriranje rastvora.
Nakon
filtriranja rastvor paladijuma se pokriva slojem 32 % rastvora sone kiseline uz
lagano zagrevanje (ne kuvati). Tom prilikom pojavljuju se braon pare, te
dodavanje HCl treba nastaviti u malim količinama sve dok ne prestane
isparavanje. Tako pripremljen rastvor će imati narandžastu boju, ali ukoliko su
veće količine rastvorenih metala rastvor može imati i krvavo-braon boju.
Odvajanje
rastvorene platine od rastvorenog paladijuma vrši se dodavanjem rastvora
amonijum-hlorida – NH4Cl, pri čemu se stvara rastvor (NH4)2PdCl4
i nerastvorni talog (NH4)2PtCl6, (kao i
analogni talog eventualno prisutnih količina rodijuma i iridijuma, zbog čega
proces rastvaranja treba produžiti za 1-2 časa).
Nakon
ove reakcije, talog (NH4)2PtCl6 se odvaja od
rastvora (NH4)2PdCl4
i svaki od njih se podvrgava dopunskim tretmanima radi selektivnih izdvajanja tih
metala platinske grupe.
Iz
rastvora (NH4)2PdCl4
paladijum se kalcinacijom na 150 0 C izdvaja u elementarni paladijum
u prahu čistoće preko 99 %. Ukoliko se želi dobijanje čistijeg paladijuma, onda
se paladijum u prahu topi i lije u pogodne oblike radi podvrgavanja
elektrolitičkoj rafinaciji, nakon čega se svetskom tržištu isporučuje u obliku
poluga – sl. II.1.8.2.1.
II.1.8.3. Izvodljivost dobijanja osmijuma iz Anodnog mulja
Prilikom
rastvaranja anodnog mulja u vrućoj carskoj vodi osmijum i ostali platinski
metali ostaju nerastvoreni. Radi njihovog međusobnog izdvajanja taj nerastvoreni
ostatak se topi sa olovo(II)-oksidom, uz dodatak uglja i vode, pri čemu se svi
metali iz nerastvornog ostatka rastvore u elementarnom olovu stvarajući leguru. Dobijena legura se zatim rastvara sa
azotnom kiselinom (u kojoj se rastvore olovo i srebro), a osmijum, iridijum,
rutenijum i rodijum ostaju nerastvoreni. Preostala smeša se zatim topi sa
kalijum hidrogen sulfatom (KHSO4) kako bi se izdvojio nastali
rastvorljivi kalijum rodijum(III)-sulfat. Ostatak nakon topljenja, koji sadrži
osmijum, iridijum i rutenijum topi se sa smešom KOH + KNO3, pri čemu
se osmijum i rutenijum oksidišu do rastvorljivog osmata(VI) odnosno
rutenata(VI), a iridijum prelazi u nerastvorljivi oksid IrO2:
Os
+ 2KOH + 3KNO3 <-> K2OsO4 + 3KNO2
+ H2O
Zagrevanjem
rastvora u kiseloj sredini osmat joni se lako oksidišu u osmijum(VIII)-oksid,
koji se ukloni destilacijom, a zatim se hlađenjem prevodi u kristalni oblik:
2OsO4^2-
+ O2 + 2H2O <-> 2OSO4 + 4OH-
Pomoću
nekog od reducenata čvrsti OsO4 se lako se redukuje u čist metal.
II.1.8.4. Izvodljivost dobijanja iridijuma iz Anodnog mulja
Već
je spomenuto da se prilikom rastvaranja anodnog mulja u carskoj vodi rastvore
samo zlato, paladijum i platina, a iridijum i ostali teški platinski metali
(Ru, Rh, kao i Ag) ostaju u nerastvorenom obliku. Radi njihovog izdvajanja ta
se smeša topi sa olovnim(II)-oksidom uz dodatak uglja i vode, pri čemu se svi
metali iz smeše rastvaraju stvarajući leguru. Ova legura se zatim rastvara u azotnoj
kiselini (HNO3), pri čemu se rastvore olovo i srebro, a iridijum,
rutenijum i rodijum ostaju nerastvorni. Nastali nerastvorni talog oksidaciono se
topi sa KHSO4, pri čemu se rastvori i izdvoji rodijum. Ostatak, koji
sadrži iridijum, osmijum i rutenijum se ponovno topi sa smešom KOH + KNO3.
Tu se iridijum oksidiše u iridijum(IV)-oksid - IrO2, prema sledećoj
reakciji :
Ir
+ 2KNO3 <-> IrO2 + 2KNO2
Nastali
IrO2 rastvara se u hlorvodičnoj kiselini dajući heksa-hloro-iridat(IV)-jon,
koji se dodatkom amonijum-hlorida taloži kao amonijum-heksa-hloro-iridat(IV) po
reakciji:
IrO2
+ 6H+ + 6CI- <-> 2H+ + [IrCl6]-
+ 2H2O
[IrCl6]^2-
+ 2NH4^+ <-> (NH4)2IrCl6
Termičkim
razlaganjem ove kompleksne soli dobija se elementarni iridijum.
II.1.8.5. Izvodljivost dobijanja rodijuma iz Anodnog mulja
Iz čvrstog ostatka Dore metala, nakon
rastvaranja sa carskom vodom, rodijum se
može odvojiti, tako što se taj čvrsti ostatak tretira sa rastopljenim natrijum-bi-sulfatom
(NaHSO4), pri čemu se stvara rastvorljivi rodijum sulfat - Rh2(SO4)3.
To znači da rodijum prelazi u rastvor, dok nerastvorljivi ostatak sadrži rutenijum,
osmijum i iridijum.
Iz rastvora Rh2(SO4)3,
rodijum se taloži pomoću NaOH uz dodatak HCl, pri čemu se stvara talog Rh2Cl6,
koji se zatim tretira sa amonijum hloridom i natrijum nitratom da bi se dobio
talog rodijuma. Ovaj talog rodijuma se prečišćava pomoću zagrejane
hlorovodonične kiseline, pri čemu nastaje čist metalni rodijum.
II.1.8.6. Izvodljivost dobijanja rutenijuma iz Anodnog mulja
Nakon oksidacije RuO4 se
odvaja od OsO4 taloženjem sa amonijum hloridom, pri čemu nastaje
amonijum rutenijum hlorid - (NH4)3RuCl6, koji se zatim
destilacijom ili ekstrakcijom sa organskim rastvaračima odvaja od nestabilnog
osmijum tetraoksida. Dobijeni rastvor amonijum rutenijum hlorida se redukuje
dodavanjem vodonika, pri čemu nastaje
rutenijum u prahu.
Rutenijum je moguće dobiti i iz utrošenog nuklearnog
goriva, koje sadrži u proseku dva kilograma rutenijuma po toni. Rutenijum proizveden
na takav način sadrži radioaktivne izotope, neke sa polu-životom do 373,59 dana.
Stoga ovaj rutenijum mora da se čuva najmanje deset godina u bezbednoj oblasti da
bi nakon toga bio stabilan i bezopasan.
Zbog svoje visoke tačke topljenja, rutenijum čak i pri
belom usijanju se teško prerađuje u limove i žicu. Zbog toga je industrijska primena
metalnog rutenijuma ograničena na korišćenje kao legure sa platinom i drugim metaima
iz platinske grupe metala. Rutenijum često ima istu funkciju kao iridijum za očvršćavanje
platine, kao za povećanje tvrdoće paladijuma, zbog čega se te legure
upotrebljavaju za proizvodnju finog nakita i električnih kontakata otpornih na habanje.
Nenad Radulović
Нема коментара:
Постави коментар