DE824696C - Verfahren zur Gewinnung von reinem Iridium - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von reinem Iridium Bei der Gewinnung von Iridium wird das Metall gewöhnlich aus einer Lösung als das unlösliche Salz Ammoniumiridicltlori<1 (NH4)2 [IrCls] ausgeschieden. Durch Erhitzen wird reines Iridium aus diesem Salz gewonnen.
• Klantmt es auf einen hohen Reinheitsgrad des Iridiums an, so müssen Blei und andere Metalle der Matittgruppe, insbesondere Rhodium, Ruthenium und Platin, aus dem ungereinigten Salz entfernt werden, bevor es der Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird. Zu diesem Zweck ist ihre Abscheidung in Form von Sulfiden bekannt. Bei den bekannten Verfahren wird eine saure Lösung des Chlorids H3 [IrCle1 lange Zeit hindurch mit Schwefelwasserstoff gesättigt. Die sich nach diesem Verfahren ergebende lienge reinen Iridiums ist jedoch gering, und obwohl sie sich durch Umwandeln des Chlorids in sein Natriumsalz Na. [Ir C18] und sorgfältige Kontrolle des Säuregrades dieser Salzlösung während der Behandlung mit Schwefelwasserstoff vermehren läßt, bleibt das Verfahren bei großtechnischer Anwendung umständlich und langwierig.
• Gemäß der Erfindung wird unreines Ammoniumiridichlorid in Gegenwart eines Reduktionsmittels in Wasser gelöst, so daß sich eine Ammoniumiridochloridlösung ergibt. Die Verunreinigungen werden aus dieser Lösung mittels fraktionierter Abscheidung mit einemAmmonium-oderAlkalimetall-sulfid, -hydrosulfid, -polysulfid oder -thiosulfat entfernt. Dieses Verfahren läßt sich leichter überwachen als das bekannte, bei dem Schwefelwasserstoff in beständigem Gasstrom durch die Lösung geleitet wird, und ergibt eine reiche Ausbeute von Iridium großer Reinheit. Das Reduktionsmittel zur Umwandlung des unlöslichen Chlorids in ein lösliches Chlorid kann dasselbe sein wie das Fällmittel, es können aber auch andere Reduktionsmittel, wie z. B. Natriumnitrit oder ein Ammonium- oder Alkalimetallformat, verwendet werden. Zweckmäßigerweise wird Ammoniumstilfid in zur Umwandlung des gesamten Ausgangschlorids in lösliches Ammoniumiridochlorid hinreichender Menge verwendet. Auf den darauffolgenden Stufen des Verfahrens können kleine Mengen Ammoniumsulfid als Fällmittel zugesetzt werden, worauf die Lösung auf eine Temperatur von 70° C oder mehr erhitzt und wieder abgekühlt wird: die abgeschiedenen, Sulfide lassen sich dann durch Filtern entfernen. Während des Verfahrens genügt für die Lösung ein Säuregrad von 1 bis 3 ph. also weniger als bei den bekannten Verfahren mit Schwefelwasserstoff.
• Das Verfahren läßt sich fortsetzen, bis ein Versuch mit einer Probe der Lösung ergibt, daß Verunreinigungen nur noch in zulässiger Menge vorliegen. Wenn beispielsweise der Reinheitsgrad des Iridiums 99,9 % sein soll und das Ausgangssalz die übliche Reinheit aufweist. genügen vier Behandlungen der Lösung mit kleinen Mengen Ammoniumstilfid. Wenn jedoch Iridium von höchster Reinheit hergestellt werden soll, also Iridium, das bei spektrographischer Untersuchung keinerlei Spurenmetalle mehr aufweist muß ein ausgedehnteres Reinigungsverfahren durchgeführt werden. Auf der Ausgangsstufe können Unreinigkeiten, wie z. B. Beimischungen von Platin, Rhodium und Ruthenium bis zu io % vorhanden sein. Blei, Eisen und Kupfer können außerdem in Mengen von etwa 1 % vorliegen. Bei Anwesenheit von sehr viel Platin empfiehlt sich die vorherigeEntfernungüberschießender Mengen nach irgendeinem anderen bekannten Verfahren.
• Als Beispiel der Herstellung eines spektrographisch reinenIridiumsgemäß derErfindungdiene das folgende: i kg Ammoniumiridichlorid handelsüblicher Reinheit (4i,9 % Iridiumgehalt) wird unter Beigabe von 5 1 heißen destillierten Wassers in eine Silicatschale der erforderlichen Größe gefüllt. Das Salz wird durch die allmähliche Zugabe von 400 ccm einer 16prozentigen Ammoniumsulfidlösung als Ammoniumiridochlorid in Lösung gebracht. Die Lösung wird i Stunde lang gekocht, abgekühlt und gefiltert. Das Filtern ergibt einen Niederschlag von etwa 9 g Sulfid. Die Lösung wird nunmehr mit 25 ccm einer 16prozentigen Ammonitimsulfidlösung behandelt, bis zum Kochen erhitzt und dann zum Abkühlen stehengelassen. Wiederum werden 9 g Sulfidpräzipität abgefiltert. Diese Behandlung wird sechsmal unter jedesmaliger Beigabe von 25 ccm Ammoniumsulfid wiederholt. Durchschnittlichwerden schätzungsweise 8g Sulfidpräzipität nach jeder fraktionierten Abscheidung abgefiltert. Auf dieser Verfahrensstufe wird das meiste Iridium als Ammoniumiridichlorid durch Oxdation mit 300 ccm reiner Salpetersäure und darauffolgende Zugabe von Zoo g Ammoniumchlorid aus der Lösung zurückgewonnen. Die Oxydation vollzieht sich durch vierstündiges Kochen der Lösung. Das lridiumsalz wird abgefiltert und mit einer Ammoniumcliloridlösung gewaschen.
• Eine zu reinem Metall verbrannte Probe des Chlorids zeigt nun bei spektrographischer Untersuchung Spuren von Rhodium, Palladium und Blei. Die Reinigung wird infolgedessen mit sehr reinen Reagenzien fortgesetzt. o.88o kg Animoniumiridichlorid der bisher erhaltenen Reinheitsstufe werden unter Zugabe von 350 ccm einer :@minoniumsulfidlösung in 7,5 1 heißen destillierten Wassers aufgelöst. Nach dem Kochen. Abkühlen und Filtern lassen sich 28 g Sulfidniederschlag abfiltern. Die Lösung wird nun dreimal mit je 25 ccm einer Ammoniumsulfidlösung behandelt. Jedesmal wird die Lösung gekocht, zum Abkühlen stehengelassen und filtriert. Auf jeder Stufe werden etwa 4 g Sulfidpräzipität durch das Filtern entfernt. Die Lösung wird dann durch Kochen mit 300 ccm Salpetersäure oxydiert, worauf Zoo g Ammoniumchlorid zugegeben werden. Das reine Ammoniumiridichlorid wird abgefiltert und niit einer Amrüoniumchloridlösung gewaschen.
• Eine spektrographische Prüfung des aus dem Abfunken einer Iridiumsalzprobe erhaltenen Iridiums zeigt nun das folgende Ergebnis: Rhodium nicht zu entdecken (w-eiiiger als o.ooi Oj'o), Platin nicht zu entdecken (weniger als o.ooi %), Palladium nicht zti entdecken (viel weniger als o,ooi %), Blei nicht zu entdecken (weniger als o,oooi%). Um das Metall zu erhalten. wird das reine Ammoniumiridichlorid in eine tiefe Silicatschale gefüllt und mit einer flachen Silicatschale bedeckt. Die zugedeckte Schale wird in einen 'fuffelofen gestellt, durch den Wasserstofft geleitet wird. Der NIuffelofen wird dann allmählich auf eine Temperatur von 700° C erhitzt und 30 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten. Während der ganzen thermischen Zersetzung wie auch während der darauffolgenden Abkühlung wird die Wasserstoffatmosphäre in der Schale erhalten. Zur Entfernung von Silicaten wird das Iridium mit Hvdrofluorsäure behandelt. Die Endreinigung erfolgt dann durch aufeinanderfolgende Behandlungen mit verdünnter aqua regia und verdünnter Salpetersäure. - Das metallische Iridium wird darin 2 Stunden lang in einer Wasserstoffatmosphäre bei 5oo bis 6oo° C erhitzt. Die Ausbeute an spektrographisch reinem Iridium ist 0,318 kg oder 76 0/0.
• Das Verfahren sei noch an deni Beispiel der Herstellung handelsüblich reinen Iridiums in größerer Menge erläutert: 16,333 kg unreines Ammoniumiridichlorid mit o,4 % Platin, i,o % Rhodium, 1,6 % Ruthenium und 36,5 % Iridium werden unter Zugabe von 9o 1 Wasser in Silicatschalen gefüllt. Durch die allmähliche Beigabe von 6,54 1 16prozentiger Ammoniumsulfidlösungwird das Salz als Ammoniumiridochlorid in Lösung gebracht. Die Lösung wird auf 70° C erhitzt, abgekühlt und zur Abscheidung des Ammoniumsulfidniederschlags gefiltert. Nunmehr wird die Lösung mit 0,42 1 16prozentiger Ammoniumstilfidlösting behandelt, auf 70"' erhitzt, abgekühlt und das _lmmoiiiumsulfidpräzipität abgefiltert. Dieser Vorgang wird mit einer weiteren Beigabe voll 0,42 1 161irozentiger Ammoniumsulfidlösung wiederholt. Das Gesamtgewicht der auf diese `'eise erhaltenen Ammoniumsulfidniederschläge heträgt 0,977 kg. Ihr Iridiumgehalt ist 10,7-9% des in dem unreinen Ausgangssalz Anlmotiiumiridichlorid enthaltenen Iridiums. Auf dieser Stufe des Verfahrens wird der größte Teil des Iridiums als :\mmoniumiridichlorid aus der Lösung zurückgewonnen, indem dieLösung mit 5,461 reiner Salpetersäure oxydiert und darauf mit 14,8-11 einer 22.5prozentigen Ammoniumchloridlösung gemischt wird. Die Oxydation geschieht durch 3'/2Stündiges Kochen. Das Iridiumsalz wird abgefiltert und mit halbgesättigter _\mmoniumchloridlösung gewaschen. Es ergibt sich eitle Ausbeute von 12.532 kg Ammoniumiridichlorid mit o,i % Rhodium, 0,1 0/0 Ruthenium und .I2.5 % Iridium. Das in diesem Salz enthaltene Iridium entspricht 89,22 % des Iridiumgehalts des unreinen Ausgangssalzes.
• Die Reinigung wird durch Lösung der 12.512 kg Ammoniumiridichlorid mit o,i 0'o Rhodium und 0,1 % Ruthenium iti 72 I Wasser unter Beigabe von 5,o41 16prozentiger Ammoniumsulfidlösung fortgesetzt. Wiederum wird nach Erwärmen auf 70° C und darauffolgender Abkühlung der Ammoniumstilfidniederschlag abgefiltert. Die Lösung wird nun zweimal mit je 0,32 1 16prozentiger Ammoniumsulfidlösung behandelt. Jedesmal wird die Lösung auf 70- C erhitzt, abgekühlt und filtriert. Es ergibt sich eine Gesamtmenge von 0,422 kg Ammoniumsulfidniederschlägen, deren Iridiumgehalt 6,73 0/0 des im unreinen Ausgangssalz enthaltenen Iridiums ausmacht. Der Großteil des in der Lösung enthaltenen Iridiums wird durch Oxydation mit 4,18 1 reiner Salpetersäure mit darauffolgender Zugabe von 11, 2 1 22.5prozentiger Ammoniumchloridlösung gewonnen. Die Oxydation vollzieht sich durch 4stündiges Kochen. Das reine Salz wird abgefiltert und mithall>gesättigterAmtnoniumchloridlösunggewaschen. Man erhält 11,498 kg reines Ammoniumiridichlorid mit 42,8% Iridium. Das Ammoniumiridichlorid wird in der im vorhergehenden Beispiel beschriebenen Weise zu Metall umgewandelt. Die Iridiumausbeute beträgt 82,44"/o des Gehaltes im unreinen Ausgangssalz.
• Eilte spektrographischeAnalyse einer Metallprobe zeigt das folgende Ergebnis: Rhodium vorhanden (o,ooi %), Platin vorhanden (weniger als o,ooi %), Palladium vorhanden (weniger als o,ooi %), Blei vorhanden (weniger als o,oooi %).

Claims (2)

1. PATE\TA\SPRCCHE: i. Verfahren zum Gewinnen von reinem Iridium aus Ammoniumiridichlorid durch Reduktion, dadurch gekennzeichnet, daß unreines Ammoniumiridichlorid in Wasser in Gegenwart eines Reduktionsmittels zu Ammoniumiridochlorid reduziert und gelöst wird und die Verunreinigungen mit Ammonium- oder einem Alkalisulfid, -hydrosulfid, -polysulfid oder -thiosulfat ausgefällt werden, wobei die Behandlungsmittel jeweils in zur Teilabscheidung der Verunreinigungen genügenden Mengen zugesetzt werden und die Behandlung wiederholt wird, bis die gesamte Menge an Verunreinigungen ausgeschieden ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Ammoniumsulfid sowohl zur Reduktion des Ammoniumiridichlorids zu Iridochlorid als auch zur Fällung der Verunreinigungen verwendet wird.