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先要详细讲解铂、钌、锇和铱镀层
1.铂、钌、锇、铱镀层的性能与应用
Pt镀层:最显著的性能特征是化学稳定性高,硬度大大高于铸态铂。主要应用于装饰、宇航仪表的保护镀层及强腐蚀性条件下各种工件的阴极保护等。工业上应用铂镀层的突出例子是铱表面镀铂作阳极。由于铱表面极易形成一层氧化膜,电阻急剧增加,阻止电流通过,因此,铱不宜直接用作阳极。但在铱表面镀上一薄层铂后,其电化学性能得到极大改善,电流通过表面铂镀层而使基体金属裸露部分免受腐蚀。这种镀铂铱阳极已广泛应用于氯碱工业、氯酸盐及过氧化氢制造业和舰船船体的保护等。
Ru镀层:钌的熔点高、硬度高、耐磨性好及具有较强的抗电孤侵蚀能力,可用作高温条件下使用的器件防止电腐蚀的镀层,如在核反应堆中用于测定温度的器件。在电接触镀层上釆用钌镀层代替铑镀层是合理的,不仅便宜而且抗电黏结性能及焊接性能更好,因此在弹簧片开关上有一定的应用。
Os镀层:锇具有高熔点、超硬度、化学惰性强及高功函等性能特点。在电子工业领域可作接点镀层,如弹簧片电接触镀层。另外还应用于真空电子管鸨丝、铂丝涂层以提供二次电子。
Ir镀层:铱具有熔点高、硬度高和化学稳定性好等特点。铱镀层有极好的抗高温氧化腐蚀和耐磨性能。可作为难熔金属、石墨及宇航、导弹使用的特种功能器件的高温抗氧化保护层。
2.铂、钌、锇、铱镀液组成及工艺条件
镀铂工艺远远没有镀铑工艺规范,1933年研制出的铂镀液的主要成分是H2PtCl6-6H2O,此后也出现了其他类型的镀铂液。二亚硝基二氨合铂(俗称P盐)为最普遍应用的镀铂化合物。铂的电镀通常采用铂为阳极,电镀液组成及工艺条件平?泽贵金属精炼回收图表4-90关于钌、锇和铱电镀的文献报道并不多见,得到高质量镀层的工艺难度较大。

姑且看穿铂的抗腐蚀性能很强,盐酸、硝酸、硫酸及有机酸在冷态时均不与铂起作用,加热时仅硫酸稍作用于车丄王水在冷态及热态下溶解铂,熔融碱或熔融氧化剂能腐蚀铂。在100弋的氧化条件下,各类卤氢酸或卤化物起络合剂作用,能促使铂络合而溶解。若铂中有铑、铱存在时,则将增强其共抗腐蚀性能。
钯是铂族金属中抗腐蚀性最差的金属。硝酸能溶解铂,尤其是当存在氯化物络合物时,如王水,铂更易腐蚀溶解。热浓硫酸、熔融硫酸氢钾都能溶解钯。若钯中含有其他铂族元素时,将增强钯的抗蚀性。
铑和铱是铂族金属中化学稳定性最好的金属,热王水也不易溶解铑、铱。当用碱金属过氧化物与碱熔融时,可氧化铑、铱。被氧化后的钯、铱能较顺利地被络合剂溶解,熔融的酸式硫酸盐也能溶解铑。此外,铂族金属均易嬌于液体铅、锌、锡中,这对碎化铂族金属,起着重要作用。
铂族金属在空气中加热时,钯于350?790Y,铱和徳于6001000^时,表面有氧化层生成但高于此温度时,氧化层又分解成金属,这时表面又将恢复金属光泽。铱是唯一可以在氧化条件下应用到温度达2300Y时也不发生严重损伤的金属。
锇的抗氧化性能最差,将其于空气中加热,它就能迅速生成对眼睛有严重刺激作用的四氧化锇。钌在空气中加热到450龙以上时,缓慢生成弱挥发性的二氧化钌。用氯或溴处理碱金属钌盐时,则生成挥发性的四氧化钌。许多熔盐,如过氧化钠、硝酸钾、亚硝酸钠等,也能与锇、钌作用,生成可溶性盐。
在高温时,炭能熔于铂、钯,降温后炭又部分析出,并使铂、钯变脆,即所谓中毒。所以熔融的铂、钯不能与炭接触。铂族金属及其合金熔炼时,通常选用刚玉或氧化错作増蜗材料,并在真空或惰性气体保护下的高温电炉中进行作业。

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      最后铂族金属的相互分离-铂与钯、铑、铱的分离
      生产中主要采用沉淀法、水解法和萃取法使铂与其他铂族金属分离。但萃取法分离铂一般 在分离铂以后进行。
      (1) 氯化铵沉淀法 氯化铵沉淀法是铂生产中的传统方法。铂和铵在溶液煮沸或加入弱还 原剂(如氢酿、抗坏血酸、食糖等)时,保持低价,不被氯化铵沉淀而留在溶液中。操作时, 将溶液煮沸,然后直接加入固体氯化铵并不断搅拌,这时生成蛋黄色的氯铂酸铵 C(NH4)2PtCl6]沉淀,直至加氯化铵不产生沉淀为止。经冷却并过滤,得到的氯铂酸铵沉淀 用5% NH4CI溶液洗涤。实践表明,溶液中铂的浓度在50g/L以上时,直收率可达99%以 上。氯铂酸铱沉淀中夹带的少量铂、铑、铱,可以在铂精炼的废液中回收。
      (2) 水解法水解法是分离铂的有效方法之一。铂族金属的氯配合物溶液,用碱中和至 pH = 4?8时,除铂以外的铂族金属均形成含水氧化物沉淀,过滤后即与留在溶液中的铂分 离。分离时要向含铂的氯配合物溶液加入NaCl并蒸至近干,使铂族金属转变为钠盐,中和时 不能用NH4OH,它会使铂部分呈铵盐沉淀,同时应加入氧化剂(如溴酸钠),使铂、铑、铱 保持高价状态而水解,生成过滤性能较好的水解沉淀。水解法也是铂精炼的重要方法。但当溶 液中含有较多量的其他铂族金属、金或贱金属时不宜釆用,因为水解将生成大量的氢氧化物沉 淀,使固液分离困难,铂的分离效率降低。
      (3) 溶剂萃取法萃取法分离铂一般在分离铂以后进行,通常用胺类和麟类萃取剂从不含 Au、Pd的料液中萃取Pt,使Rh(ni)和Ir(ffl)保留在水相中。
      用于萃取铂的含磷萃取剂有磷酸三丁酯(TBP)、三正辛基氧化麟(TOPO).三烷基氧化 麟(TAPO)、三丁基氧化磷(TBPO)、三戊基氧化麟(TRPO)、烷基磷酸二烷基酯(P218) 等,其中TBP、TOPO工业上常用。TBP在盐醪済液中萃取铂族金属的能力顺序是: Pt(JV)>Pd(H)〉Rh(ni)eIr(in),例如,Acton蓿炼厂用TBP从不含Au、Pd的铂族金属 混合溶液中有选择性地萃取Pt,用35%TBP (体积浓度)+脂肪炷作稀释剂+5%异癸醇为有 机相,O/A=l,调待萃液酸度至5moI/L,通二氧化硫使11?还原为低价态,经四级逆流萃取, 萃残液含Pt可降至0. 02~0. 05g/Lo经5mol/L HC1洗涤,用水反萃,含H2PtCl6的反萃液 送精炼车间。
      用于萃取Pt的胺类萃取剂有叔胺(N235)、三正辛胺(TOA)、胺衍生物(N503、 A101)o用TOA萃取盐酸介质中的铂族金属时,Rh和Pd的分配系数规律相似,能被胺共 萃,所以用胺选择性地萃取Pt时,料液应不含Pd; Ir(W)在很宽的酸度范围内与Pt(N)共 萃,在HC1浓度为4mol/L时,共萃最大,但Ir(ni)在酸度高于1 moI/L时不被萃取。为了 减少Ir和Pt共萃,料液应用SO2等弱还原剂使Ir(]V)还原为Ir(m);料液酸度低于 0.5mol/L时,任何价态的Rh和Ir皆少量与Pt共萃,所以萃取时料液酸度应高于lmol/L;另 一方面萃取酸度也不能太高,因为在高酸度下铂的萃合物[N(C8Hu)3H]zPtC16在有机相中 的溶解度降低。萃取后的载铂有机相先用带弱还原性的酸化水洗涤共萃少量Rh、h,后用稀 碱液反萃Pt,反萃液加盐酸煮沸转化为N/PtCk后送精炼。用三异辛胺(N235)萃取铂时, 研究表明,用N235 + ROH(C7 ~C9) +Ci2 H26有机相最好,并先与HC1平衡为胺盐后萃取。 对于成分为 Pd0.22g/L、Pt 23. 54g/L. Rh 0. 8g/L、Ir 1. 34g/L、Cu 3. 8g/L. Ni 1. 35g/L. Fe0.31g/L、Co 2. 8g/L的待萃液,当O/A=l,经六级逆流萃取,萃取率大于99.9%。

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