一种低消耗高品质的氯铂酸制造方法与流程

本发明属于化工领域，具体涉及一种低消耗(盐酸和硝酸消耗较低)、高品质(杂质含量较少)、三废较少、绿色环保的氯铂酸制造方法。

背景技术：

1、氯铂酸为橙红色晶体，溶于水、乙醇和丙酮，主要用于制备贵金属催化剂及贵金属涂镀，还可以用于分析化学中的定量分析、抗癌药物的研发和环境保护等领域。

2、目前合成氯铂酸都采用王水溶解法，将铂加入到王水中，加热溶解，完全溶解后加入盐酸进行赶硝酸操作，随后进行浓缩得到氯铂酸，方程式为：

3、3pt+18hcl+4hno3→3h2ptcl6+4no+8h2o

4、该方法盐酸和硝酸的用量大，同时产生大量的氮氧化物气体，三废较多，污染环境。

5、因此，亟需一种盐酸和硝酸消耗较低、三废较少的氯铂酸合成方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的问题是提供一种盐酸和硝酸消耗较低、三废较少的高品质氯铂酸合成方法。采用本发明方法制备而得的氯铂酸中硝酸根残留量极低(硝酸盐含量约为0.01％，硝酸可溶物含量约为0.02％)。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法，包括如下步骤：

3、1)铂溶解：向反应釜中加入王水和金属铂，将反应釜内的温度升至金属铂的溶解温度；

4、金属铂溶解过程，反应釜内的气体(包括金属铂溶解过程的生成的氮氧化物以及挥发的氯化氢)从反应釜中排出经过冷凝器后进入收集罐内，而后在气体循环泵的作用下，与外界提供的氧气混合，再经过氧化促进器后重新返回进入反应釜内腔底部，直至铂完全溶解后停止供氧，此时，反应釜内的液体命名为铂溶解液；

5、所述金属铂与王水的比例为1g：3.5～20ml(优选1g：4～20ml)；

6、2)浓缩：

7、将反应釜内的铂溶解液加热至120～140℃进行浓缩，浓缩过程中，反应釜内的含水气体(包括含有氮氧化物和氯化氢的气体以及被蒸发的水)从反应釜中排出经过冷凝器后进入收集罐内，在收集罐内，含水气体中部分的氮氧化物和氯化氢被水吸收，未被吸收的气体(包括氧气以及未被吸收的氯化氢和氮氧化物)在气体循环泵的作用下，再重新返回进入反应釜内腔底部，至不再有(基本不再有)液体被蒸出(即，经过冷凝器后不再有冷凝液产生)，此时可停止浓缩；反应釜内的液体命名为浓缩液；

8、说明：从反应釜中排出的含水气体包含氮氧化物、氯化氢、氧气、水等等；氮氧化物为浓缩过程中所产生，氯化氢为挥发所形成，水为蒸汽的形式；

9、3)赶硝：

10、反应釜内的浓缩液保持微沸(即，控制温度为100～120℃)，向浓缩液中通入氯化氢气体，反应釜内产生的红棕色气体(主要是二氧化氮等氮氧化物和挥发的氯化氢气体)通过冷凝器后进入收集罐内，被收集罐内的液体所吸收；直至无红棕色气体从反应釜逸出时，停止通氯化氢；反应釜内的液体命名为母液(主要成分为氯铂酸、氯铂酸分解产物等)；

11、而后，将收集罐内的液体转移至王水配制罐中；

12、4)氯化：

13、向母液中通氯气，先维持反应釜内的温度为步骤3)的微沸温度(维持时间约为8～12分钟)，而后降低反应釜内的温度至室温；再持续通氯，直至体系压力不再变化时，停止向反应釜内通氯(此时认定氯铂酸分解产物已基本被全部氯化)；在反应釜内得到氯铂酸；

14、反应釜内通氯过程中产生的气体通过冷凝器后进入收集罐内，而后在气体循环泵的作用下，再重新返回进入反应釜内腔底部；

15、即，此步骤4)是在氯气保护下将反应釜内的温度降至室温；

16、5)配制王水(用于下一批反应)：

17、向王水配制罐中的液体补加盐酸和发烟硝酸配制成王水用于下一批反应。

18、作为本发明的硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法的改进：

19、步骤1)、步骤2)和步骤4)中，控压反应釜内的反应体系的压力≤0.1mpa(体系压力为0～0.1mpa)。

20、说明：当系统压力大于0.1mpa，打开控压阀；系统压力≤0.1mpa时，关闭控压阀，从而使将整个系统的压力≤0.1mpa。

21、说明：当控压阀打开时，步骤1)、步骤4)相应的停止向体系中通入氧气、氯气(从而避免造成氧气、氯气的浪费)。

22、作为本发明的硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法的进一步改进：

23、所述步骤1)中：金属铂的溶解温度为40～110℃(优选40～100℃)；所述氧化促进器的温度为20～100℃(优选30～100℃)。溶解时间约为0.4～8小时。

24、作为本发明的硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法的进一步改进：

25、反应釜的容积(有效容积)为2l，控制气体循环泵的流速为：5～10ml/s；

26、所述步骤1)的铂溶解：外界提供的氧气的流速为8～10ml/s。

27、所述步骤3)的赶硝时，通入的氯化氢的流速为10～30ml/s。

28、所述步骤4)的氯化时，通入的氯气的流速为3～5ml/s。

29、说明：气体循环泵只要处于工作状态，即，步骤1)、2)、4)中，气体循环泵均为此流速。

30、作为本发明的硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法的进一步改进：

31、所述步骤2)的浓缩和步骤3)的赶硝过程中，反应釜中排出的气体中的氮氧化物和氯化氢在收集罐内被收集罐的液体所吸收。

32、作为本发明的硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法的进一步改进：

33、所述进气管内径为3±0.3mm，进气盘管内径为5±0.5mm，自吸管内径为3±0.3mm，进气管、进气盘管、自吸管的材质均为玻璃。

34、作为本发明的硝酸消耗量低的氯铂酸合成方法的进一步改进：

35、所述步骤1)中：向王水配制罐中加入浓盐酸和浓硝酸配制成王水(盐酸：硝酸＝3:1的体积比)，将所述王水加入至反应釜(1)中；

36、所述步骤5)中：室温下，向王水配制罐的液体通氯化氢气体至饱和，并补加硝酸(发烟硝酸)至硝酸含量为19％～30％，从而配制成王水用于下一批反应。

37、本发明在发明过程中充分考虑到：产品氯铂酸中没有含氮的元素，但是合成过程中消耗了大量的硝酸，产生了大量的氮氧化物，如果能将这些氮氧化物回收起来，就能降低原子消耗，提高原子经济性。

38、本发明中，赶硝和浓缩过程中产生的氮氧化物和氯化氢经过吸收，在王水配制罐中室温通氯化氢至饱和，并补加硝酸至硝酸含量为19％～30％，配制成王水用于下一批反应。

39、与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：

40、1)、本发明由于循环过程中的气体通入反应釜底部充当搅拌，因此本发明不需要搅拌，装置简单。

41、2)、本发明中对现有工艺进行了改进，将现有工艺的赶硝与浓缩顺序互换，产生的优点为：①：浓缩过程中由于温度较高，硝酸会分解一部分，浓缩结束后进行赶硝，可以减少赶硝过程中氯化氢的用量。②由于赶硝过程中产生的氮氧化物需要吸收，如果先赶硝，此时收集罐中没有液体来吸收生成的氮氧化物，而本发明中采用先浓缩，因此收集罐内就会有液体，然后进行赶硝，收集罐中的液体就会吸收赶硝生成的氮氧化物和氯化氢。

42、3)、盐酸和硝酸的消耗较低，三废较少，减少对环境的影响，成本低。

43、溶解铂时，生成的一氧化氮会和通入的氧气反应生成二氧化氮(主要为在氧化促进器中进行)，二氧化氮进入反应釜里后会和水反应生成硝酸；因此，本发明可以将产生的氮氧化物转化成原料硝酸，挥发的盐酸进行吸收重新利用，根据回收的硝酸和盐酸，通过补加发烟硝酸和氯化氢，重新配成王水，用于下一批反应，减少了盐酸和硝酸的消耗，减少了三废的排放。

44、4)、本发明的方法合成的氯铂酸中硝酸根残留量极低。

45、说明：现有技术的赶硝过程，是依靠利用大量的盐酸从而控制产物中硝酸根的含量，而本发明是在硝酸和盐酸的消耗量较低的基础上(本发明采用了回收技术，因此消耗量低)，同时可以将产品中硝酸根残留量控制的很低。