RU2186863C1 - Method of palladium powder production - Google Patents

Abstract

FIELD: chemical- metallurgical production of platinum metals, particularly, production of powder of palladium reduced from middlings of platinum metals production in form of palladium sponge. SUBSTANCE: method consists in that heating of oxidized ground palladium sponge in process of reduction and cooling of reduced product are carried out in current of ammonia-nitrogen gas mixture at heating temperature of 200-500 C and cooling temperature of 150-50 C. EFFECT: provided safety in process conduction, reduced material and power consumption. 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ). The invention relates to chemical and metallurgical production of platinum group metals (PGM).

Технологический процесс получения порошка палладия включает операцию восстановительной обработки одного из промпродуктов производства МПГ - окисленной палладиевой губки. Необходимость проведения операции восстановления обусловлена в данном случае тем, что губка представляет собой окисленную форму палладия, а в товарном порошке палладия содержание кислорода не должно превышать 0,05%. The technological process for the production of palladium powder includes the operation of reduction treatment of one of the industrial products of PGM production - oxidized palladium sponge. The need for the recovery operation is due in this case to the fact that the sponge is an oxidized form of palladium, and the oxygen content in the commercial palladium powder should not exceed 0.05%.

В литературе описан только один способ осуществления операции восстановления окислительной губки палладия: ее нагревают в токе водорода и восстановленный продукт охлаждают в токе углекислоты, чистую губчатую массу измельчают (О. Е. Звягинцев. Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы. М.: Металлургиздат, 1945, с.142). Only one method has been described in the literature for the reduction of a palladium oxidative sponge: it is heated in a stream of hydrogen and the recovered product is cooled in a stream of carbon dioxide, a clean sponge mass is ground (O. E. Zvyagintsev. Refining of gold, silver and platinum group metals. M. , 1945, p.142).

Прототипный способ получения порошка палладия имеет ряд недостатков, в частности: большие затраты на получение водорода и на обеспечение в процессе восстановления пожаро- и взрывобезопасных условий работы. The prototype method for producing palladium powder has several disadvantages, in particular: high costs for producing hydrogen and for providing fire and explosion-proof working conditions in the process of restoration.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является снижение затрат и обеспечение пожаро- и взрывобезопасности. The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to reduce costs and ensure fire and explosion safety.

Технический результат достигается тем, что в способе получения порошка палладия, включающем нагревание окисленной палладиевой губки в токе газа-восстановителя и охлаждение восстановленного продукта в защитной газовой среде, согласно изобретению перед нагреванием палладиевую губку измельчают и в качестве газа-восстановителя при нагревании и защитной среды при охлаждении восстановленного продукта используют аммиачно-азотную газовую смесь, температуру на стадии восстановления поддерживают в пределах 200-500^oС, охлаждение восстановленного продукта в защитной среде ведут до достижения температуры 150-50^oС.The technical result is achieved in that in a method for producing palladium powder, comprising heating an oxidized palladium sponge in a flow of a reducing gas and cooling the reduced product in a protective gas medium, according to the invention, the palladium sponge is ground before heating and is a reducing gas when heated and a protective medium at cooling the reduced product using ammonia-nitrogen gas mixture, the temperature in the reduction stage is maintained in the range 200-500 ^o C, cooling restored th product in a protective environment until the lead 150-50 ^o C. Temperature

Измельчение исходной окисленной палладиевой губки облегчает получение требуемой крупности целевого восстановленного продукта, способствует более быстрому протеканию процесса восстановления. The grinding of the initial oxidized palladium sponge facilitates the preparation of the required size of the target reduced product, and contributes to a faster course of the reduction process.

Концентрация аммиака в используемой газовой смеси, достаточная для восстановления окисленной палладиевой губки и защиты восстановленного продукта от окисления на стадии охлаждения, обеспечивается путем продувки (барботирования) азота через растворы гидроксида аммония. The ammonia concentration in the gas mixture used is sufficient to restore the oxidized palladium sponge and protect the reduced product from oxidation during the cooling stage, by blowing (sparging) nitrogen through ammonium hydroxide solutions.

Возможность использования аммиачно-азотной смеси в качестве восстановителя палладия из его окисленной палладиевой губки установлена экспериментальным путем. The possibility of using an ammonia-nitrogen mixture as a palladium reducing agent from its oxidized palladium sponge has been established experimentally.

Как показали исследования процесса восстановления палладия из окисленной палладиевой губки, интенсивное взаимодействие аммиачно-азотной смеси с оксидами палладия наблюдается при 200^oС. При увеличении температуры в интервале от 200 до 500^oС скорость процесса восстановления несколько увеличивается, одновременно в полученном восстановленном продукте несколько снижается остаточное содержание газовых примесей (так называемых летучих примесей). Увеличение температуры восстановления выше 500^oС нежелательно, так как требуемая продолжительность обработки окисленной палладиевой губки восстановителем и остаточное содержание летучих примесей в восстановленном продукте при этом практически не уменьшаются, зато резко возрастают энергетические и материальные затраты как на восстановление, так и на охлаждение восстановленного металла.As studies of the process of reducing palladium from an oxidized palladium sponge have shown, intense interaction of the ammonia-nitrogen mixture with palladium oxides is observed at 200 ^° C. With an increase in temperature in the range from 200 to 500 ^{° C., the} rate of the reduction process increases slightly, while in the resulting reduced product it decreases slightly residual content of gas impurities (the so-called volatile impurities). An increase in the reduction temperature above 500 ^° C is undesirable, since the required duration of treatment of the oxidized palladium sponge with a reducing agent and the residual content of volatile impurities in the reduced product practically do not decrease, but the energy and material costs for both reduction and cooling of the reduced metal sharply increase.

Продукт, полученный восстановлением окисленной палладиевой губки аммиачно-азотной смесью, при контакте с воздухом вновь окисляется при температуре выше 150^oС, поэтому охлаждение необходимо вести в защитной атмосфере. Использование аммиачно-азотной смеси как защитной среды при охлаждении имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием других газовых сред (большая безопасность при получении и использовании, большая стабильность остаточного содержания кислорода в охлажденном после восстановления продукте, относительно низкая стоимость и др.). Оптимальная температура, до которой охлаждение следует вести в атмосфере аммиачно-азотной среде, находится в диапазоне 150-50^oС. Прекращение подачи аммиачно-азотной смеси при температуре восстановленного продукта выше 150^oС приводило к получению в ряде опытов в целевом продукте повышенного содержания кислорода вследствие вторичного окисления восстановленного порошка. Продолжение подачи защитной газовой смеси после снижения температуры восстановленного порошка ниже 50^oС нецелесообразно, так как это не способствует дальнейшему снижению содержания кислорода в охлажденном порошке, но приводит к увеличению расхода реагентов.The product obtained by reducing the oxidized palladium sponge with an ammonia-nitrogen mixture, when in contact with air, is oxidized again at temperatures above 150 ^o C, so cooling must be carried out in a protective atmosphere. The use of an ammonia-nitrogen mixture as a protective medium during cooling has several advantages compared with the use of other gas media (greater safety during production and use, greater stability of the residual oxygen content in the product cooled after reduction, relatively low cost, etc.). The optimum temperature to which cooling should be carried out in an atmosphere of ammonia-nitrogen medium is in the range of 150-50 ^o C. The cessation of the supply of ammonia-nitrogen mixture at a temperature of the recovered product above 150 ^o C led to a high oxygen content in a number of experiments in the target product due to the secondary oxidation of the reduced powder. Continuing the supply of the protective gas mixture after lowering the temperature of the recovered powder below 50 ^o With impractical, as this does not contribute to a further decrease in the oxygen content in the cooled powder, but leads to an increase in the consumption of reagents.

Примеры осуществления процесса
Восстановление проводили в трубчатой печи. Исходную окисленную палладиевую губку измельчили в порошок. Порошок окисленной палладиевой губки содержал по анализу 0,5% летучих примесей. Порошок окисленной палладиевой губки навесками по 10-30 г загружали в кварцевые лодочки и помещали в печь. Включали нагрев и в реакционную зону печи подавали аммиачно-азотную газовую смесь. При заданной температуре лодочку с загрузкой выдерживали в течение 30-60 мин, затем выключали нагрев и охлаждали восстановленный металл до 50-150^oС в токе аммиачно-азотной смеси, после чего его выгружали на воздух, измельчали и анализировали, в том числе на содержание летучих примесей. Результаты опытов сведены в таблице.Process Examples
Recovery was carried out in a tube furnace. The initial oxidized palladium sponge was pulverized. The oxidized palladium sponge powder contained 0.5% volatiles as analyzed. The oxidized palladium sponge powder in weights of 10-30 g was loaded into quartz boats and placed in an oven. Heating was turned on and an ammonia-nitrogen gas mixture was introduced into the reaction zone of the furnace. At a given temperature, the boat with loading was kept for 30-60 minutes, then the heating was turned off and the reduced metal was cooled to 50-150 ^o C in a stream of ammonia-nitrogen mixture, after which it was unloaded into the air, crushed and analyzed, including the content volatile impurities. The results of the experiments are summarized in the table.

Как видно из таблицы, восстановление 10-30-граммовых навесок порошка окисленного палладия в токе аммиачно-азотной смеси с получением целевого продукта, соответствующего требованиям действующих стандартов по остаточному содержанию летучих примесей, в интервале температур 200-500^oС завершается в течение 30-60 мин.As can be seen from the table, the recovery of 10-30-gram samples of oxidized palladium powder in a stream of ammonia-nitrogen mixture to obtain the target product that meets the requirements of current standards for the residual content of volatile impurities in the temperature range 200-500 ^o With completed in 30-60 min

Таким образом, предлагаемый способ восстановления палладия обеспечивает не только более безопасные условия ведения технологического процесса, но и возможность существенного уменьшения материальных и энергетических затрат. Thus, the proposed method for the recovery of palladium provides not only safer conditions for conducting the process, but also the possibility of a significant reduction in material and energy costs.

Claims (1)

Способ получения порошка палладия, включающий нагревание окисленной палладиевой губки в токе газа-восстановителя и охлаждение восстановленного продукта в защитной газовой среде, отличающийся тем, что перед нагреванием окисленную палладиевую губку измельчают и в качестве газа-восстановителя при нагревании и защитной среды при охлаждении восстановленного продукта используют аммиачно-азотную газовую смесь, температуру на стадии восстановления поддерживают в пределах 200-500^oС, охлаждение восстановленного продукта в защитной среде ведут до достижения температуры 150-50^oС.A method of producing palladium powder, comprising heating an oxidized palladium sponge in a flow of a reducing gas and cooling the reduced product in a protective gas medium, characterized in that before heating the oxidized palladium sponge is ground and used as a reducing gas when heating and a protective medium when cooling the reduced product, use ammonia-nitrogen gas mixture, the temperature at the stage of recovery is maintained within 200-500 ^o C, cooling the recovered product in a protective environment t until reaching a temperature of 150-50 ^o C.

Images