三氯化铑的制备
铑是一种具有相当延展性的银白色贵重金属，熔点1966°C。通常商品铑的形态是粉末状，即铑粉。制备RhCl3水合物以及其它铑化合物的关键步骤是铑粉溶解在水溶液中。 然而，铑是钼族金属中化学稳定性最好的金属，不能直接溶于常见的溶液中。RhCl3是铑的一种最常见的化合物，常作为合成其它铑化合物及制备含铑催化剂的原料。含铑化合物和催化剂广泛应用于石油化工和有机合成领域。低压羰基合成制丁辛醇装置、甲醇羰基化制醋酸和醋酐装置都大量使用铑的化合物作为均相催化剂。一般溶解铑制备三氯化铑的方法是将铑粉与KCl或NaCl —起研细，然后在Cl2气氛中于550°C加热lh，用水浸泡过滤，得到K3[RhCl6]，加入足够的KOH溶液沉淀出Rh (OH) 3， 反复洗涤沉淀除去K+，将沉淀溶于盐酸中，制得RhCl3。也可用碱金属过氧化物与碱熔融，将铑氧化。被氧化的铑能溶于酸性水溶液中。熔融的酸式硫酸盐也能溶解铑。将铑溶解后，通过反复沉淀、溶解的办法去掉其它杂质离子， 得到较纯的RhCl3。上述各种溶解铑制备三氯化铑的方法存在铑收率低，工艺复杂。水洗过程铑损失大，以及残余的Na+、K+杂质离子使制备RhCl3纯度下降。因此研制一种简便、快速、成本低、 铑损失小的溶解铑粉制备RhCl3的方法是非常必要的。
本文所要解决的技术问题在于针对现有技术中铑收率低、工艺复杂、铑损失大、 制备的三氯化铑纯度低的不足，提供一种利用金属铑粉制备三氯化铑的方法，其工艺简单， 成本低，铑收率高且制备的三氯化铑纯度高，该方法包括以下步骤：步骤1、电溶解：在耐酸材料制成的U形电解池中，装入非金属材料电极，所述U形电解池置于控制温度的循环冷却水槽中；在U形电解池的U形管上安装冷凝管，在所述电极两端加载电压为5〜120V、电流为2〜50A的交流电；在U形电解池中加入浓度为5〜 12moL/L的盐酸溶液和铑含量大于99. 9%的铑粉原料进行恒压电解，得到氯酸铑溶液；所述盐酸与铑粉的质量比为2〜100 ： 1，电解时间为1〜20h，电解池中的盐酸溶液温度控制在40〜Il00C ；步骤2、过滤：将步骤1中得到的氯酸铑溶液过滤，滤出未反应的铑粉；步骤3、化学溶解：将步骤2中滤出的未反应铑粉置于化学溶解容器中并加入适量盐酸和硝酸混合溶液，溶解后得到的氯酸铑溶液进行过滤，所述盐酸与硝酸的体积比为 3〜20 ： 1，溶解温度为50〜100°C，溶解时间为1〜8h;[0013] 步骤4、浓缩、结晶：将步骤2和步骤3中得到的氯铑酸溶液浓缩、结晶，结晶温度控制在100〜450°C，结晶时间为1〜10h，得到RhCl3 • xH20，其中χ = 1，2，3，4，5，或者得到无水RhCl3。上述步骤中具体的实施条件为：步骤1中所述铑粉原料中铑含量大于99. 95%，所述盐酸与铑粉的质量比为 5〜100 ： 1，所述交流电的电压为20〜100V，电流为10〜40Α，电解时间为3〜15h，电解池中的盐酸溶液温度控制在80〜110°C；电解池中的盐酸溶液温度控制在90〜105 °C；步骤3中所述所述盐酸与硝酸的体积比为3〜15 ： 1，溶解温度为60〜 100 °C，溶解时间为2〜6h；步骤1中所述耐酸材料为玻璃、石英或聚四氟乙烯；所述非金属材料为光谱。
与传统制备方法相比，此方法具备的优势在于：1、铑粉溶解工艺简单，三氯化铑产品纯度高，避免了用碱沉淀，再除去K+或Na+等离子的复杂过程。除铑粉、盐酸和王水中的原始杂质外，无任何其它新杂质金属离子和负离子的引入污染，RhCl3的杂质含量可以小于0. 01%。铑收率高，铑收率>99. 9%。铑粉最终可以全部溶解，整个电溶解、化学溶解、过滤、浓缩和结晶过程铑损失小于0. 1%。3、制备成本低，与其它需要高温熔融以及使用氯气的方法相比，可以降低生产成本。 4、无任何副产物生成，浓缩产生的盐酸可以返回电解池利用。制备RhCl3的方法具有绿色环保的优点。