一种三氯化铑的制备方法
三氯化铑（RhCl3 • xH20， x = 0〜5)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初始原料。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。例如，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。此外，在催化加氢、燃料电池、汽车尾气净化、电镀等领域， RhCl3 • xH20也是不可缺少的重要化工原料。铑是一种具有相当延展性的银白色贵重金属，熔点196(TC。通常，商品铑的形态是 粉末状，即铑粉。目前其国内市场价格在30〜200万元/千克。制备三氯化铑水合物以及 其它铑化合物的关键步骤是将铑粉溶解在水溶液中。然而，铑是铂族金属中化学稳定性最 好的金属，不能直接溶于盐酸、硫酸、硝酸和热王水等各种常见酸溶液中。—般溶解铑制备三氯化铑的方法（《无机化合物合成手册》，第二巻，日本化学会 编，化学工业出版社，1986)是将摩尔比为1 :2的铑粉与KC1或NaCl —起研细，然后在Cl2 气氛中于55(TC加热60分钟，用水浸泡红色产物、过滤，滤液中含有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+离子后，将沉淀溶于尽量少的盐酸中，制备成 氯铑酸水溶液，进一步蒸发溶液近干，即可得到酒红色的三氯化铑RhCl3 *xH20结晶。另外， 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、溶解的办法去掉其他杂质离子，得到较 纯的三氯化铑RhCl3 • xH20。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，水洗过程中铑损失大，以及残余的K+或Na+杂质离子使制备三氯化铑纯度下降等缺点。因此研制一种简单、方便、快速、成本低、铑损失少的溶解铑粉制备三氯化铑的方法是非常必要的。CN03153292. 6公开了一种贵金属的电化学溶解方法，可将贵金属制成电极在交流电的作用下，将其溶解。但是仅局限于贵金属片，如Pt片的溶解。市场上购买的铑原料大多数为海绵状细粉末，无法用该方法溶解。将铑粉在 196(TC下熔融制成金属电极片，会增加铑的损失和提高加工成本，且溶解速度也很慢。
针对现有技术的不足，本文介绍的工艺直接将铑粉原料溶解于盐酸中，而不加入任何其他试剂，降低生产成本，产品结晶成易于携带、铑浓度稳定、方便称量和使用的固态三氯化铑。具体工艺路线为：第l步，电溶解：在耐酸材料制成的U形电解池中，设置有非金属导电材料的电极；在该U形电解池 中加入盐酸溶液和铑粉原料；电极两端加载交流电，直至铑粉溶解生成氯酸铑溶液；一般的电解是在直流电作用下，通过阳极氧化使金属溶解。如果在直流电的作用下，因在铑粉表面形成钝化膜，而无法将铑粉继续氧化成Rh3+溶于水。而在交流电阴阳极快速交替变换下，可使钝化膜破坏从而将铑粉溶解。第2步，过滤：将所得的氯酸铑溶液过滤，滤出未反应的铑粉；第3步，浓縮：将过滤后的氯铑酸溶液进行蒸馏，蒸馏出过量的盐酸和水，得到氯铑酸浓縮液；第4步，结晶：将所得的氯铑酸浓縮液在结晶炉中进行结晶，得到RhCl3• xH20，其中0《x《5。结晶的温度和时间不同，得到的三氯化铑水合物中水含量不同。结晶温度越高，结 晶时间越长，三氯化铑水合物RhCl3 • xH20(x = 0〜5)中的结晶水越少，铑含量越高；最终 可以得到无水三氯化铑RhCl3。本领域普通技术人员可以容易地确定出，三氯化铑水合物中 铑含量或结晶水含量对应的合适的结晶温度和时间。本工艺通用于精细化工行业。