传统方法用王水溶解钯,反应生成的氯气,一部分与钯发生氯化反应,进而与氯化氢生成四氯合钯(II)酸,另一部分氯气释放于空气中。生成的氧化氮很容易被氧化为二氧化氮。所以王水溶解钯的过程中常常释放出刺激性很强的有毒气体二氧化氮和氯气,严重污染环境和人的健康。
从钯还原和溶解过程的热力学、动力学综合分析,同时考虑环境保护,王水溶解钯改为甲酸,并与盐酸搭配组成混合溶剂,提供反应所需酸度和氯离子浓度使钯溶解,防止过量氯气对环境的污染,需要控制过氧化氢和盐酸的浓度,一般条件选择得当,就会只见钯的溶解,而不见过量氯气逸出。
影响还原渣中钯溶解的因素,灰化渣中氧化钯容易被甲酸还原,在被还原完全的基础上,影响钯溶解的因素主要有混合溶剂中氢离子浓度、氯离子浓度、过氧化氢的浓度、还原渣量与混合溶剂体积比、溶解温度及加热时间等。这个工艺方法的固液比1:100,反应温度90度加热半小时。
过氧化氢浓度对钯溶解的影响,过氧化氢是混合溶剂的重要组分,加入过氧化氢后,钯的回收率显著增加,并随过氧化氢浓度的增大而增加。过氧化氢尝试在0.5-1.0mol/L范围变化趋于平缓。
酸度对钯溶解的影响,恒定的氯离子总浓度(氯化钠调节),改变盐酸浓度,随着混合溶剂中酸度增加,钯的回收率缓缓增加,过氧化氢作为一种氧化剂,溶液酸度大于1mol/L时,氧化能力增强,有利于钯的溶解。酸度达4.5mol/L改变就趋于平缓。
氯离子浓度对钯溶解的影响,由于钯离子很容易与氯离子形成稳定的氯化钯配离子,所以氯离子浓度增大,有利于钯溶解生成氯化钯离子,氯离子浓度缓缓增加(用氯化钠调节),钯的回收率很快增加,当氯离子浓度等于6mol/L,钯的回收率达最大值,若氯离子浓度再继续增加,钯回收率很快下降。
固液比对钯溶解的影响,对一定体积的混合溶剂,随还原渣量的增加,溶解液中钯的浓度增加,当固液比等于1:10时,钯回收率达最大值,还原渣量再增加,钯回收率增加很小,其回收率显著下降,因此选定固液比为1:10。
加热温度和时间对钯溶解的影响,加热对钯的溶解有明显影响,常温下用混合溶剂溶解钯时,反应仅维持在能察觉的程序,只需加热至50度以上,溶解反应即迅速进。在所选条件下,加热时间只需15分钟。
所以这种工艺用于从钯碳回收回收钯,一般回收率在95%以上,不溶残渣的多少与活性炭是否灰化完全有关,灰化渣少,钯回收率高,反之则低。