Способ получения порошка палладия

(51) 22 11/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к электрохимическому способу получения порошка палладия. Известные способы получения порошка палладия приводят к накоплению большого количества отходов либо процесс идет с низкими выходами по току. В предлагаемом способе получение порошка палладия осуществляют электролизом сернокислого раствора хлорида палладия с использованием постоянного тока плотностью 1000-2000 А/м 2, в присутствии ионов титана . Удается повысить эффективность процесса до 96,7 и исключить накопление отходов за счет регенерации восстановителя и использовании его в небольших количествах.(72) Баешов Абдуали Баешович Иванов Николай Сергеевич Журинов Мурат Журинович(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр наук о земле, металлургии и обогащения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА ПАЛЛАДИЯ 19925 Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к электрохимическому способу получения порошка палладия. Среди направлений современной цветной металлургии,получивших наиболее бурное развитие и имеющих большую перспективу, особое место занимает порошковая металлургия. По сравнению с классическими методами изготовления изделий из металлов,метод порошковой металлургии имеет ряд несомненных преимуществ. Это, во-первых - практически полная безотходность технологии, во-вторых - возможность изготовления деталей самой сложной конфигурации. Но не только этим обуславливается рост производства порошков металлов. Порошковая металлургия позволяет создавать принципиально новые материалы с заданными свойствами, структурой и составом. Как и для любой технологии, решающим звеном в порошковой металлургии является способ получения исходного сырья, в данном случае порошка металла. При этом способ получения порошка металла определяет не только рентабельность всей технологии, но и в значительной степени влияет на их структуру и свойства. Известен химический способ получения порошка палладия (метод Зелинского) - восстановление палладияформальдегидом в щелочном растворе. Порошок палладия с площадью поверхности 90-100 м 2/г получают путем прибавления к 1 л 0,1-ного раствора хлористого палладия 4 мл 50-ного раствораи 25 мл 0,7-ного раствора формальдегида. (Бурштейн Р.Х., Тарасевич М.Р.,Вилинская - Электрохимия, 1967, т. 3,3, с. 349-355 с ил.). Недостатком известного способа является то, что в качестве восстановителя используют формальдегид, который относится к токсичным веществам. Также для предотвращения его полимеризации используют не менее токсичное вещество - метанол. Также палладийможет быть восстановлен следующими реагентами Н 2, ,и другими металлами стоящими перед Н 2 в ряду напряжений 24, , ,и целым рядом органических соединений, как-то предельными и непредельными углеводородами, этиловым спиртом, глицерином, формиатом натрия (Гинзбург С.И. Аналитическая химия платиновых металлов. Наука,1972 г, с. 41). Недостатком известного способа является большой расход восстановителя,что снижает рентабельность способа. Отработанные восстановители в дальнейшем не находят применения и создают определенные проблемы, связанные с необходимостью их утилизации. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ получения палладия с высокоразвитой поверхностью путем электрохимического восстановления его ионов. Для этой цели используют хлоридные растворы, обычно 1-ный раствор 2 и 0,1 н НС. Палладиевую чернь осаждают на палладий из растворов состава 2 - 0,02 и 0,05 м и- 1 м при рН 0,2, причем значение рН 2 регулируют добавлением НС 1. Однако при высоких плотностях тока выход по току образования порошка падает до 50 ( .,.,., 1973, . 18,4, . 307 -314, .). В процессе электрохимического восстановления палладия при достижении предельной плотности тока на катоде также будет протекать побочный процесс восстановления водорода 22(2) Вследствие протекания побочного процесса (2),выход по току основного процесса (1) всегда намного ниже 100. Технической задачей настоящего изобретения является повышение выхода по току целевого продукта. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом получения порошка палладия путем электролиза кислого раствора хлорида палладия постоянным током, отличительной особенностью которого является то, что электролиз ведут в растворе, содержащем серную кислоту и сульфат титанапри плотности тока 1000-2000 А/м 2. Электролиз проводят в электролизере с двумя графитовыми анодами и титановым катодом в центре электролизера. Сущность способа заключается в следующем поляризацию ведут в сернокислой среде постоянным током. При достижении предельной плотности тока, на катоде помимо описанных реакций (1, 2),начинает протекать реакция восстановлениядо , который в прикатодном слое восстанавливает ионы палладия до металлического состояния Таким образом, конкурирующая реакция (2) частично замещается реакцией (3) и в результате выход по току образования порошка возрастает. Предлагаемый способ позволяет существенно повысить выход по току образования и дисперсность порошка палладия. Пример 1. Опыт проводят в электролизере объемом 25 мл из органического стекла. В качестве электродов используют анод - графитовая пластинка, катод - титановая проволока с площадью поверхности 410-5 м 2. Используют раствор состава хлорид палладия - 2 г/л, серная кислота - 145 г/л, и сульфат титана- 8 г/л. Заливают раствор в электролизер и подают ток, создавая плотность тока на титановом катоде 1000 А/м 2. Электролиз проводят в течение 15 минут. По окончании опыта отделяют порошок палладия. Полученный порошок однороден по размеру частиц. Средний размер частиц составляет - 30 нм. Выделено 0,0192 г порошка палладия, выход по току составил 96,7. Пример 2. Условия опыта как в примере 1. Используют раствор состава хлорид палладия 2 г/л, серная кислота - 145 г/л, и сульфат титана 19925 ток, создавая плотность тока на титановом катоде 1500 А/м 2. Электролиз проводят в течение 15 минут. По окончании опыта отделяют порошок палладия. Полученный порошок однороден по размеру частиц. Средний размер частиц составляет - 25 нм. Выделено 0,0251 г порошка палладия, выход по току составил 84,2. Пример 3. Условия опыта как в примере 1. Используют раствор состава хлорид палладия 2 г/л, серная кислота - 145 г/л, и сульфат титана- 8 г/л. Заливают раствор в электролизер и подают ток, создавая плотность тока на титановом катоде 2000 А/м 2. Электролиз проводят в течение 15 минут. По окончании опыта отделяют порошок палладия. Полученный порошок однороден по размеру частиц. Средний размер частиц составляет - 40 нм. Выделено 0,028 г порошка палладия, выход по току составил 70,3. Как показано, предлагаемый нами способ позволяет повысить выход по току образования порошка палладия до 70,3-96,7. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения порошка палладия путем электролиза кислого раствора хлорида палладия постоянным током, отличающийся тем, что электролиз ведут в растворе, содержащем серную кислоту и сульфат титана , при плотностях тока на титановом катоде 1000-2000 А/м 2.