一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法技术

本发明专利技术公开了一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，属于无机化学和电化学技术领域。该方法首先用一种或多种单质金属将含氯铂酸(H

【技术实现步骤摘要】
一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法
本专利技术涉及无机化学和电化学
，具体涉及一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法。
技术介绍
随着航空发动机的不断发展，推重比的不断提高，发动机叶片的使用温度也在逐渐提高。目前，航空发动机动叶片基本均采用单晶高温合金铸造，但是由于单晶高温合金的发展已进入瓶颈期，现有的单晶高温合金承温能力不能满足日益增长的航空发动机使用温度的要求，因此，耐高温涂层的研发成为一些学者的研究热点。铂铝(Pt-Al)涂层是一种改性的铝化物涂层，主要应用于航空发动机动叶片防护涂层，也可作为燃气轮机透平叶片热障涂层的粘结层。Pt-Al涂层的制备过程：先在工件表面电镀一层铂(Pt)，然后通过渗铝(Al)方法在工件表面形成Pt-Al涂层。在电镀阶段，由于空心工件内腔结构较为复杂，电镀过程中会有一部分电镀液进入工件内腔，电镀结束后取出工件时，通常会有一些残液从工件内部流出，又由于在工件电镀前，有时会进行荧光检测，内腔会残留一些荧光剂，因此电镀后工件内腔的带出的残液为可能混有荧光剂，通常采用专用容器收集这些带出残液，从而避免将含有荧光剂的带出残液倒入原电镀溶液中造成污染，这些带出残液通常会作为废弃溶液进行处理，仅有少部分被回收利用。氯铂酸(H2PtCl6)作为电解质溶液进行镀Pt是一种简单且易制备的电镀溶液。但是，在含H2PtCl6电镀溶液中，除了主电解质溶液，通常还含有易电离的中和剂—磷酸氢二钠(Na2HPO4)，以及柠檬酸钠(Na3C6H5O7)和乙酸钠(C2H3NaO2)等络合剂和稳定剂。这使得含H2PtCl6的电镀溶液成分变得复杂。工件的带出残液里面含有H2PtCl6成分，Pt元素作为一种贵金属，对Pt离子回收利用的价值较高。基于工程应用和成本控制的角度出发，对废弃电镀液中Pt离子的回收再利用十分重要。但是，工件带出残液成分复杂，含有无机和有机溶剂，这给Pt离子的提取造成了一定的困难。本专利技术利用活泼的单质金属对H2PtCl6的氧化还原方法，结合氯化亚铂(PtCl2)的物理和化学性质，对含H2PtCl6的电镀液中Pt离子的回收和再利用进行了说明。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，通过简单的氧化还原反应实现废弃镀铂液中铂离子的回收利用，工艺简单，适用于工程上的应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：该方法首先用单质金属将废弃镀铂液中的铂离子还原成水溶液中的氯化亚铂(PtCl2)沉淀物，然后用PtCl2制备出H2PtCl6电解质溶液。所述废弃镀铂液中含有电解质氯铂酸(H2PtCl6)和Na2HPO4，氯铂酸(H2PtCl6)浓度15-45wt.％，Na2HPO4浓度5～20wt.％。所述废弃镀铂液中还含有络合剂和/或稳定剂，所述络合剂为Na3C6H5O7，络合剂浓度0.5-2.4wt.％；所述稳定剂为C2H3NaO2，稳定剂浓度0.3-2.0wt.％。所述单质金属的活泼性强于Pt金属，能够与废弃镀铂液中的H2PtCl6发生氧化还原反应，从而生成PtCl2。发生的化学反应如式(1)和式(2)：M+H2PtCl6＝MCl2+PtCl4+H2↑(1)；M+PtCl4＝MCl2+PtCl2↓(2)；式(1)和式(2)中的M为单质金属，式(2)中用金属离子将+4价的Pt离子还原成+2价，单质金属为还原剂。所述单质金属为Mg、Zn、Sn和Pb中的一种或几种，Mg、Zn、Sn和Pb单质金属纯度≥99.9％。所述水溶液中的氯化亚铂(PtCl2)沉淀物不溶于水，也不溶于有机溶剂，在单质金属与废弃镀铂液反应时，PtCl2以沉淀相的形式析出。所述废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，具体包括如下步骤：(1)称取适量的单质金属(称重所用的电子天平精确值为0.0001g)，将单质金属各表面磨抛光滑，保证表面无氧化物和杂质；(2)采用有机溶剂对单质金属进行超声波清洗，去除表面油污，以待使用；(3)将适量的废弃镀铂液置于容器中，并将容器放入水浴中加热；(4)将单质金属放入加热后的废弃镀铂液中，待反应完全后，取出剩余的单质金属；(5)从反应后的溶液中过滤出沉淀物，过滤后的沉淀物用去离子水滤洗，并进行烘干处理；(6)将烘干处理后的沉淀物放入容器中加热，并通入氯气(Cl2)，直至沉淀物变成棕红色晶体，并对晶体称重；(7)将棕红色晶体溶于适量盐酸(HCl)中，并加入适量的水，最终呈现的橙黄色液体即为六氯铂酸。上述步骤(3)中，所述废弃镀铂液的加热的温度为60-80℃，待温度达到预设值后，将单质金属放入废弃镀铂液中，以激发单质金属与溶液中的H2PtCl6进行化学反应。上述步骤(5)中，过滤出的化学沉淀物为PtCl2，呈橄榄绿色，烘干温度为80-120℃；步骤(6)中，被Cl2氧化后得到的棕红色晶体为PtCl4，称重所用的电子天平精确值为0.0001g，发生的化学反应如式(3)：PtCl2+Cl2↑＝PtCl4(3)。上述步骤(7)中，所用的HCl浓度为30-40ml/L，稀释溶剂所用的水为去离子水，发生的化学反应如式(4)：PtCl4+HCl＝H2PtCl6(4)。本专利技术有如下优点和有益效果：(1)本专利技术所述的用一种或多种单质金属将含氯铂酸(H2PtCl6)废弃电镀溶液中的铂离子还原成水溶液中的氯化亚铂(PtCl2)沉淀物，并用PtCl2制备出H2PtCl6电解质溶液，是通过简单的氧化还原反应而实现的，做简单处理后，仍可作为电镀液中的电解质；区别于传统方法需先将电镀液中的有机物萃取后，再将无机物中的金属离子进行回收。(2)本专利技术所述的用一种或多种单质金属将含氯铂酸(H2PtCl6)废弃电镀溶液中的铂离子还原成水溶液中的氯化亚铂(PtCl2)沉淀物，并用PtCl2制备出H2PtCl6电解质溶液，有利于工程上的应用，为科研单位和企业节约成本起着重要的作用。附图说明图1为单质金属还原H2PtCl6后产生的PtCl2沉淀物。具体实施方式本专利技术提供一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，废弃镀铂液主要成分为H2PtCl6(15-45wt.％)和Na2HPO4(5～20wt.％)，还包含Na3C6H5O7(0.5-2.4wt.％)、C2H3NaO2(0.3-2.0wt.％)等络合剂和/或稳定剂，其他为水。即无机的电解质溶液中含有机物成分的络合剂和/或稳定剂，其中H2PtCl6和Na2HPO4为电解质，Na3C6H5O7和/或C2H3NaO2为络合剂和/或稳定剂。本专利技术中所述的单质金属活泼性均强于Pt，能够与废弃镀铂液中的H2PtCl6发生氧化还原反应，从而生成PtCl2。本专利技术中所述的水溶液中的PtCl2沉淀物不溶于水，也不溶于有机溶剂，在单质金属与含有H2PtCl6、Na2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：该方法首先用单质金属将废弃镀铂液中的铂离子还原成水溶液中的氯化亚铂(PtCl

【技术特征摘要】
1.一种废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：该方法首先用单质金属将废弃镀铂液中的铂离子还原成水溶液中的氯化亚铂(PtCl2)沉淀物，然后用PtCl2制备出H2PtCl6电解质溶液。


2.根据权利要求1所述的废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：所述废弃镀铂液中含有电解质氯铂酸(H2PtCl6)和Na2HPO4，氯铂酸(H2PtCl6)浓度15-45wt.％，Na2HPO4浓度5～20wt.％。


3.根据权利要求2所述的废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：所述废弃镀铂液中还含有络合剂和/或稳定剂，所述络合剂为Na3C6H5O7，络合剂浓度0.5-2.4wt.％；所述稳定剂为C2H3NaO2，稳定剂浓度0.3-2.0wt.％。


4.根据权利要求1所述的废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：所述单质金属的活泼性强于Pt金属，能够与废弃镀铂液中的H2PtCl6发生氧化还原反应，从而生成PtCl2。发生的化学反应如式(1)和式(2)：
M+H2PtCl6＝MCl2+PtCl4+H2↑(1)；
M+PtCl4＝MCl2+PtCl2↓(2)；
式(1)和式(2)中的M为单质金属，式(2)中用金属离子将+4价的Pt离子还原成+2价，单质金属为还原剂。


5.根据权利要求1或4所述的废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：所述单质金属为Mg、Zn、Sn和Pb中的一种或几种，Mg、Zn、Sn和Pb单质金属纯度≥99.9％。


6.根据权利要求1所述的废弃镀铂液中铂离子的回收利用方法，其特征在于：所述水溶液中的氯化亚铂(PtCl2)沉淀物不溶于水，也不溶于有机溶剂，在单质金属与废弃镀铂液反应时，PtCl2以沉淀相的形式析出。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王迪，王栋，董加胜，王莉，谢光，张健，楼琅洪，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21