Brevet FR2741613A1 — publié le 19970530

I " Procédé pour dissoudre du palladium " Arrière plan technologique. La présente invention concerne un procédé pour dissoudre du palladium et en particulier un procédé pour dissoudre du palladium en utilisant une solution d'acide nitrique irradiée par de la lumière. Le palladium est un métal noble appartenant au groupe du platine; il est utilisé dans la décoration tout comme le platine; on utilise également dans le domaine dentaire un alliage de palladium et d'argent. Dans le do- maine de la chimie, le palladium est utilisé très largement comme catalyseur d'hydrogénation ou de déshydrogénation ainsi que comme agent d'absorption ou adsorption de l'hydrogène. Il a été récemment envisagé d'appliquer le palladium à une électrode pour réaliser une réaction de fu- sion nucléaire dans des conditions normales de température. Pour sa purification et son traitement, il faut le cas échéant dissoudre le palladium. Un solvant extrême- ment mordant tel que de l'eau regale et de l'acide fluorhy- drique est utilisé pour effectuer la dissolution du palladium. Un chauffage est nécessaire pour dissoudre le palladium lorsqu'on utilise de l'acide sulfurique ou de l'acide nitrique. Un bain de dissolution du palladium ne peut s'utiliser de manière prolongée et il faut le rempla- cer fréquemment par un nouveau bain pour des raisons de sé- curité. La présente invention a pour but de créer un procédé pour dissoudre le palladium sans utiliser de sol- vant mordant ou sans chauffer le solvant utilisé. A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que pour dissoudre du palladium: - on introduit le palladium dans un solution aqueuse d'acide nitrique, - et on applique des rayons UV à la solution aqueuse d'acide nitrique contenant le palladium. Selon une autre caractéristique de l'invention, la longueur d'onde des rayons UV appliqués est inférieure à 400 nm. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la longueur d'onde des rayons UV appliqués est de l'ordre de 150 à 350 nm. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion la source de rayons UV est une lampe à mercure ou un laser. Lorsqu'une solution aqueuse d'acide nitrique est irradiée par des rayons ultraviolets (UV), les molécu- les d'acide nitrique sont excitées et présentent une acti- vité oxydante plus grande. Dans le procédé de dissolution du palladium selon l'invention on oxyde le palladium avec des molécules d'acide nitrique excitées et on le dissout dans le solvant. La longueur d'onde des rayons UV d'irradiation est de préférence inférieure à 400 nm et de préférence de l'ordre de 300 nm. Une lampe à mercure utilisée comme source de rayons UV fournit les rayons UV les plus effica- ces aux longueurs d'ondes ci-dessus. Selon le procédé de dissolution du palladium selon l'invention, le palladium se dissout à la température ambiante sans chauffer le solvant ce qui évite l'émission d'oxydes d'azote, toxique. Selon le procédé de dissolution du palladium de l'invention, la vitesse de réaction se règle en modifiant l'intensité des rayons UV d'irradiation; cela permet de commander facilement la vitesse de réaction. Description résumée des dessins. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un appareil de mesure de la réaction de photodissolution, - la figure 2 montre un spectre d'émission d'une lampe à mercure, - la figure 3 montre la vitesse de photodisso- lution du palladium, - la figure 4 montre le spectre d'absorption de l'acide nitrique. Description du mode de réalisation préférentiel. A titre expérimental et en utilisant l'appareil représenté sur la figure 1, on a mis en oeuvre, en tant que source de rayons UV pour l'irradiation, une lampe à mercure 11 présentant le spectre d'émission représenté à la figure 2. Un échantillon pulvérisé pour être dissous a été disper- sé dans une solution d'acide nitrique 3N. Un volume de 2 ml de la dispersion de l'échantillon a été placé dans une cel- lule d'échantillonnage 13. L'échantillon placé dans la cel- lule d'échantillonnage 13 a été exposé à des rayons UV émis par la lampe à mercure 11 avec une densité d'irradiation d'environ 1,5 W/2cm (0,75 W/cm). La quantité d'échantil- lon dissoute a été analysée à des intervalles prédéterminés en procédant par spectroscopie par absorption. Pendant l'irradiation aux rayons UV, la dispersion a été agitée à l'aide d'un agitateur magnétique et maintenue à température constante à l'aide de dispositifs de commande de tempéra- ture 17 placés au voisinage de la cellule à échantillon 13. Le résultat de l'essai de photodissolution de la poudre de palladium Pd est donné à la figure 3. La vi- tesse de dissolution a été définie comme pourcentage de la quantité dissoute de Pd par rapport à la quantité initiale- ment dispersée de Pd. On a dispersé 6 mg de poudre Pd dans 12 ml d'acide nitrique 3N (concentration finale de la pou- -3 dre Pd: 0,50 g/l (4,7 X 10 M)). La température de l'échantillon a été maintenue à 20 C. L'échantillon a été irradié par la lumière émise par la lampe à mercure dans une plage de longueur d'onde de 250 à 600 nm suivant une densité d'irradiation de 0,75 W/cm. Comme représenté à la figure 3, seulement moins de 10 % de la poudre Pd initiale- ment dispersée était dissoute après 90 minutes en l'absence d'irradiation par la lumière émise par la lampe à mercure; par contre, plus de 70 % de la poudre Pd initialement dis- persée était dissoute après 90 minutes sous irradiation. Ce résultat montre qu'une solution d'acide nitrique peut dis- soudre le palladium sous l'effet de l'irradiation de la lu- mière émise par une lampe à mercure. Exemple: H5 Pd 04 Acidité: 3.0 N Volume: 12 ml Poudre de palladium: 6mg Concentration de poudre: 0,50 g/l (4.7 x 10. M) Température de la solution: 45 C Taux d'irradiation: 1.5 W/2cm (0.75 W/cm2) Irradiation par la lumière émise par une lampe à mercure dans la tranche de longueur d'ondes de 250 à 600 nm. Analyse: ICP EMISSION Analyse spectrochimique Les spectres d'absorption de l'acide nitrique sont donnés à la figure 4. Selon la figure 4, les spectres présentent une transmittance minimale à environ 300 nm, ce qui montre que l'acide nitrique a un pic d'absorption à en- viron 300 nm. L'acide nitrique absorbe fortement les rayons UV à environ 300 nm. On suppose que les rayons UV absorbés génèrent des ions d'acide nitrique photo-excités, à courte durée de vie. Les ions d'acide nitrique photo-excités sont supposés avoir une énergie thermique augmentée provisoire- ment, conduisant à une activité d'oxydation plus grande. Comme décrit ci-dessus, le procédé selon l'invention ne nécessite ni solvant extrêmement mordant ni chauffage. Cela permet de prolonger la durée du bain de dissolution du palladium. Cela conduit à simplifier l'installation et à réduire le coût en matériau des appa- reillages utilisés pour le procédé de dissolution du palla- dium. Selon le procédé de dissolution du palladium de l'invention, la vitesse de réaction se règle en modifiant l'intensité des rayons UV d'irradiation; cela permet de régler facilement la vitesse de réaction. La conception du procédé de dissolution du palladium est ainsi rendue plus simple et plus sûre grâce aux caractéristiques propres au procédé décrit. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Procédé pour dissoudre du palladium carac- térisé en ce que: - on introduit le palladium dans un solution aqueuse d'acide nitrique, - et on applique des rayons UV à la solution aqueuse d'acide nitrique contenant le palladium. 2 ) Procédé pour dissoudre du palladium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur d'onde des rayons UV appliqués est inférieure à 400 nm. 3 ) Procédé pour dissoudre du palladium selon la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur d'onde des rayons UV appliqués est de l'ordre de 150 à 350 nm. 4 ) Procédé pour dissoudre du palladium selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de rayons UV est une lampe à mercure ou un laser.