Способ приготовления концентрированного электролита родирования Российский патент 2022 года по МПК C25D3/50 C25D21/18 

Изобретение относится к способу приготовления, коррекции и регенерации электролита родирования и может быть использовано для нанесения покрытий на поверхности деталей скользящих контактов, работающих в жестких условиях с соблюдением стабильного переходного сопротивления.

Известен способ получения порошка сульфата родия, включающий осаждение баритовой водой из раствора трихлорида родия - гидрата окиси родия, растворение гидроксида родия в разбавленной серной кислоте, фильтрацию нерастворимого осадка, упаривание водного раствора сначала на водяной бане, а затем досуха в вакууме над серной кислотой до образования красного порошка сульфата родия [1].

К недостаткам относятся: длительность процесса получения соли по данному способу, неоднородность соединений по химическому составу и крупности.

Известен способ получения порошка сульфата родия, включающий получение исходного спека путем термообработки смеси порошка родия с пероксидом бария, выщелачивание спека в разбавленной серной кислоте, обработку пульпы раствором пероксида водорода, отделение осадка сульфата бария, доводку рН до значения 1.0-3.0, отделение осадка и упаривание раствора в ротационном испарителе при температуре (120-160)°С до получения сухой соли [2].

Недостатки способа: большая продолжительность процесса получения 11 целевого продукта, образование «красной» формы сульфатной соли родия, основу которой составляют полимерные формы, непригодные для приготовления электролитов.

Известен способ получения сульфата родия, включающий получение сульфатного раствора родия из хлоридного, осаждение гидроксидов родия добавлением раствора аммиака, отмывку гидроксидов родия и их последующее растворение в серной кислоте [3].

Недостатки способа: способ не позволяет получать порошок сульфата родия. Кроме того, как показали результаты физико-химических методов исследования, в полученном сульфатном растворе родий находится не только в виде [Rh(H₂O₆)]₂ (SO₄)₃^.nH₂O (желтый сульфат родия), но в форме димеров-, тримеров-, и других полимерных соединений.

Известен способ получения порошка желтого сульфата родия при котором получают сульфатный раствор родия из его хлоридного раствора, из которого осаждают гидроксиды родия добавлением раствора аммиака. Полученные гидроксиды родия отмывают и затем растворяют в серной кислоте. Растворение гидроксидов родия проводят при мольном соотношении Rh:H₂SO₄=(1:6)-(1:16) и температуре реакционной смеси 5-20°С. Полученную реакционную смесь выдерживают при комнатной температуре не менее 20 часов, образовавшуюся при этом соль родия отделяют от маточного раствора и сушат. Изобретение позволяет получать порошок желтого сульфата родия с выходом родия в него до 39,8мас.%.

Данный способ является наиболее близким к заявленному способу в приготовлении раствора желтого сульфата родия.

Недостаток способа: большая продолжительность процесса и невысокий выход целевого продукта.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является получение компонентов, предназначенных для приготовления, коррекции и регенерации электролита родирования, используемого для повышения качества покрытий поверхностей деталей, работающих во вращательных механизмах с соблюдением электрических параметров.

Заданный технический результат достигается тем, что в заявленном способе приготовления, коррекции и регенерации электролита родирования, включающем получение концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты путем осаждения гидроксида родия из его хлоридного раствора, растворенного в теплой воде и добавлением к нему нагретого до температуры от 60°С до 80°С раствора гидроксида калия при постоянном перемешивании до полного осаждения родия в виде желтого гидроксида, при этом рН маточного раствора имеет значение равное 7,5-8. Полученный таким образом осадок гидроксида родия подвергается промыванию от хлорид ионов горячим раствором сульфата калия до отсутствия белого осадка хлорида серебра, промыванию от сульфат ионов до отсутствия в пробирке белого осадка сульфата бария, а также растворению осадка гидроксида родия путем охлаждения до температуры от 10°С до 15°С и добавления серной кислоты и раствора перекиси водорода к суспензии гидроксида родия до получения концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты, что служит для приготовления и коррекции электролита родирования, который готовится путем разбавления концентрата дистиллированной водой до заданного объема. Коррекция осуществляется путем добавления концентрата в рабочий электролит небольшими порциями, по мере снижения содержания родия в нем.

Сущность изобретения заключается в следующем. К раствору хлорида родия, нагретому до температуры от 60°С до 80°С приливают раствор гидроксида калия. При этом реакционная смесь разогревается и из полученного раствора через некоторое время начинает выпадать гидроксид родия желтого цвета, причем рН маточного раствора имеет значение равное 7,5-8. Растворение гидроксида родия в серной кислоте происходит при мольном соотношении Rh:H₂SO₄=(1:3,5)-(1:4,5) Высокое содержание серной кислоты в готовом электролите негативно влияет на качество получаемого покрытия. Для увеличения скорости растворения гидроксида родия к реакционной смеси добавляется 35% раствор перекиси водорода, в мольном соотношении Rh:H₂O₂=(1:3)-(1:4).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить концентрированный раствор сульфата родия и серной кислоты, что служит для приготовления и коррекции электролита родирования, путем разбавления концентрата дистиллированной водой до заданного объема. Коррекция электролита осуществляется путем добавления концентрата в рабочий электролит небольшими порциями, по мере снижения содержания родия в нем. Регенерация отработанного электролита осуществляется путем осаждения гидроксида родия из его хлоридного раствора, растворенного в теплой воде и добавлением к нему нагретого до температуры от 60°С до 80°С раствора гидроксида калия при постоянном перемешивании до полного осаждения родия в виде желтого гидроксида, при этом рН маточного раствора имеет значение равное 7,5-8. Полученный таким образом осадок гидроксида родия подвергается промыванию от хлорид ионов горячим раствором сульфата калия до отсутствия белого осадка хлорида серебра , промыванию от сульфат ионов до отсутствия в пробирке белого осадка сульфата бария, а также растворению осадка гидроксида родия путем охлаждения до температуры от 12°С до 15°С и добавления серной кислоты и раствора перекиси водорода к суспензии гидроксида родия до получения концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты.

Из электролита, приготовленного предлагаемым способом, можно наносить родиевые покрытия на медь, никель, серебро, золото.

Источники информации:

[1] И.А. Федоров, Родий, М: Наука, 1966., с. 53.

[2] Патент №2296713 RU / Заявка 2005118622 от 15.06.2005 г. /«Способ получения порошка сульфата родия» / Ильяшевич Виктор Дмитриевич, Павлова Елена Игоревна / Открытое акционерное общество «Красноярский завод цветных металлов им. В.Н. Гудилова» (ОАО «Красцветмет»).

[3] Патент №2112063 RU / Заявка №97101056 от 22.01.1997 г. / «Способ получения раствора желтого сульфата родия» / Ильяшевич В. Д., Сидоренко Ю.А. / Акционерное общество «Красноярский завод цветных металлов».

[4] В.И. Лайнер. Современная гальванотехника. М.: Металлургия, 1967, с. 349.

[5] Патент №2404129 RU / Заявка №2009101559 от 19.01.2009 г. / «Способ получения порошка сульфата родия» / Ильяшевич Виктор Дмитриевич, Павлова Елена Игоревна, Корицкая Наталья Георгиевна, Мамонов Сергей Николаевич, Шульгин Дмитрий Романович. / Открытое акционерное общество «Красноярский завод цветных металлов им. В.Н. Гудилова» (ОАО «Красцветмет»).

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано для нанесения покрытий на поверхности деталей скользящих контактов, работающих в жестких условиях с соблюдением стабильного переходного сопротивления. Способ включает получение концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты путем осаждения гидроксида родия из его хлоридного раствора, растворенного в воде, и добавления к нему нагретого до температуры от 60 до 80°С раствора гидроксида калия при постоянном перемешивании до полного осаждения родия в виде желтого гидроксида, при этом рН маточного раствора имеет значение равное 7,5-8,0, полученный осадок гидроксида родия промывают от хлорид ионов и растворяют путем охлаждения до температуры от 12 до 15°С и добавления серной кислоты при мольном соотношении Rh:H₂SO₄=(1:3,5)-(1:4,5), а для увеличения скорости растворения гидроксида родия к реакционной смеси добавляют 35%-ный раствор перекиси водорода в мольном соотношении Rh:H₂O₂=(1:3)-(1:4) с получением концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты. Техническим результатом является получение компонентов, предназначенных для приготовления, коррекции и регенерации электролита родирования, используемого для повышения качества покрытий поверхностей деталей, работающих во вращательных механизмах с соблюдением электрических параметров.

Способ приготовления концентрированного электролита родирования, включающий получение концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты путем осаждения гидроксида родия из его хлоридного раствора, растворенного в воде, и добавления к нему нагретого до температуры от 60 до 80°С раствора гидроксида калия при постоянном перемешивании до полного осаждения родия в виде желтого гидроксида, при этом рН маточного раствора имеет значение равное 7,5-8,0, а полученный осадок гидроксида родия промывают от хлорид ионов и растворяют путем охлаждения до температуры от 12 до 15°С и добавления серной кислоты при мольном соотношении Rh:H₂SO₄=(1:3,5)-(1:4,5), а для увеличения скорости растворения гидроксида родия к реакционной смеси добавляют 35%-ный раствор перекиси водорода в мольном соотношении Rh:H₂O₂=(1:3)-(1:4) с получением концентрированного раствора сульфата родия и серной кислоты.