Purificazione Ni e Cd (precipitazione selettiva )

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anthonysp

2016-01-05 10:28

Salve a tutti e buon anno. Come molti di voi sapranno, il mio approccio con la chimica è un tantino fuori dagli schemi, e devo dire che mi diverto molto a recuperare nuove sostanze qui e lì cercando di mantenere un certo rigore scientifico. É mia intensione stilare un ricettario che mi piacerebbe tanto condividere con voi. Ma ahimè ho bisogno del vostro aiuto hahah.  Vengo al dunque:   Sto recuperando nichel e cadmio da vecchi accumulatori, i due elementi sono separati all interno delle pile, e sono sottoforma di idrosdidi (pile scariche) facilmente salificabili con H2SO4.  Ora ho due soluzioni rispettivamente di solfato di nichel e cadmio, ho fatto alcuni test, notando un forte inquinamento di ferro in entrambe, trovo moto interessante alcuni video di nurdrage in cui purifica il soldato di manganese proprio dall' abbraccio del ferro, e chiedevo se era possibile ripetere tale processo anche con Ni e Cd. Allego il video https://youtu.be/BLJgBSrhZI8

fosgene

2016-01-05 23:23

Questo argomento (separazione Ni dal Cd delle pile) é già stato affrontato in questi thread (che secondo me andrebbero uniti in uno solo in Sintesi Inorganica) :

http://www.myttex.net/forum/Thread-Separazione-del-Ni-dal-Cd-da-accumulatori-Ni-Cd

http://www.myttex.net/forum/Thread-Sali-di-Nichel-e-Cadmio-da-accumulatori-NiCd

Quindi avresti potuto perdere qualche minuto e utilizzare la funzione "cerca" e postare il tuo dubbio in una delle discussioni che ho elencato in questo messaggio,invece che aprirne una nuova, evitiamo mille discussioni su uno stesso argomento perché poi nel forum si andrebbe a creare un gran caos e molte informazioni andrebbero perse. Inoltre questo causerebbe grande stress nei moderatori e amministratori, che sono già carichi di lavoro da fare qui sopra in questi giorni.

Fine OT

I seguenti utenti ringraziano fosgene per questo messaggio: Mario, quimico

Mario

2016-01-06 09:26

Bene ha fatto Fosgene a ricordare l'esistenza di quelle discussioni. Mi son preso la briga di leggerle e devo dire che non sono sorpreso che Anthonysp abbia reputato di reiterate la richiesta. Sono per la maggiora pagine e pagine di poca sostanza, sovente divaganti e inconcludenti. Dipendesse da me le toglierei di mezzo.  Sarebbe auspicabile sostituirle con un nuovo lavoro, che finalmente risponda alla richiesta del nostro lettore. Saluti Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: anthonysp, ClaudioG.

anthonysp

2016-01-06 10:12

Conosco il vecchio post,l ho letto e riletto varie volte, è presente anche qualche mio intervento,ma come giustamente fa notare anche Mario, si tratta di una discussione inconcludente, e se posso aggiungere, lì si parla della separazione di Ni e Cd, io qui ho intenzione di purificarli, ecco il perché di un nuovo post. Ribadisco, avrei bisogno del vostro aiuto per purificare i due sali, che userò come elemento di partenza per produrne altri, il tt accompagnato da foto e commenti. Help me

I seguenti utenti ringraziano anthonysp per questo messaggio: ClaudioG., quimico

Mario

2016-01-06 12:28

Secondo me il metodo del video non è applicabile nel suo caso.

Prima di dare dei suggerimenti bisognerebbe però conoscere meglio la composizione della sua soluzione.

Quanto Ni (o Cd) c'è e quanto acido libero contiene?

Nel caso del Ni una foto aiuta, nel senso che dall'intensità del colore verde si può grossolanamente stimare il suo contenuto.

Allo stesso modo, una titolazione con NaOH permette si capire quanto acido c'è.

saluti

Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: quimico

anthonysp

2016-01-06 14:52

Allora il Ni è quasi tt cristallizzato, scarterő le acque madri e laveró i cristalli su aspirazione, quindi niente acido. Ah ne ho altri 50g già lavati ed essiccati. Il Cd dovrebbe esere incolore...comnunque la soluzione è satura,ho gia recuperato alcune decine di grammi di polvere amorfa, dannatamente solubile ed igriscopica, lavata con poca acqua bollente ( il solfato di cadmio è più subile in acqua fredda) la soluzione è molto acida, se questo crea problemi,posso alcalinizzare fino ad ottenere l idrossido che poi scioglieró nella minor quantità di acido, ottenendo una soluzione neutra (mi pare che sia Ni sia Cd diano idrolisi acida.. ma poco importa )

(Ni al centro e a sx, Cd a destra, si nota il corpo di fondo bianco e la colorazione verde indice di un prodotto molto impuro)

(Alfredo): Ho caricato la foto con gli allegati, non utilizzare siti esterni a Myttex per l'upload di contenuti.

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Mario

2016-01-06 15:35

Io proprio non riesco a distinguere i colori nella foto.

Prova a postarne un'altra più decifrabile.

E non dimenticare di seguire i suggerimenti del forum che recitano: Avviso: Utilizzate sempre gli allegati per caricare i vostri contenuti, non utilizzate siti esterni a myttex.net, grazie.

saluti

Mario

(Alfredo)

2016-01-06 16:28

Corretto.

Tempo fa utilizzavamo imageshack e tinypic per le foto, senza considerare che dopo qualche anno sarebbero andate irrimediabilmente perse.

Basta farsi un giro delle vecchie discussioni, ormai vuote e con loghi "ImageShack".

Al fine di evitare questo è stata presa una decisione: utilizziamo gli allegati del forum, almeno sappiamo che non andrà perso nulla e i contenuti saranno fruibili anche dopo anni.

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anthonysp

2016-01-06 16:41

chiedo scusa, sto scrivendo da cellulare azz! 

ci sono riuscito  :-D :-D

Questa è la soluzione satura di solfato di cadmio inquinata da ferro,

20160106_153428.jpg
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 da cui ho estratto il sale sottoforma di polvere amorfa,(si nota ilo giallino del Fe)

20160106_170254.jpg
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 la soluzione di nichel ora ha la consistenza della granita,

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 ovvero quasi tt cristalli, dopo li laverò alla pompa. 

Ora viene il bello.. >_> purificarli

Posso fare qualche test, voi dite io eseguo....... *Hail* *Hail* *Hail* *Hail*

Mario

2016-01-06 17:15

Adesso si capisce qualcosa di più. Devo dire che quella polvere biancastra non mi convince del tutto.  Di solito il Cd solfato si separa sotto forma di cristalli ben evidenti. Ma sopratutto si separa solo da soluzioni molto concentrate. Siamo sicuri di avere tutto quel Cd in soluzione? La risposta sarebbe una gravimetrica ma non so se puoi realizzarla. Togliere il ferro da questi sali non dovrebbe essere difficile. Si parte da una soluzione acquosa calda preparata da sale cristallizzato  (quindi esente o quasi da acidi) e si aggiunge lentamente e sotto agitazione una soluzione diluita di NH4OH fino pH intorno a 4. A questo pH il ferro trivalente precipita tutto come idrossido che si elimina per filtrazione. Saluti Mario

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anthonysp

2016-01-06 17:32

Farò un test in piccola scala per vedere che succede, ovviamente se aggiungo troppo idrossido di ammonio, si formano i complessi: viola quello del nichel, incolore quello del cadmio procederò con cautela.

Se tt va come ipotizzato, avrò le due soluzioni libere dal ferro, ma lo ione ammonio che fine fa?

Mario

2016-01-06 17:52

Di ammonio idrossido ne devi aggiungere lo stretto necessario. Un poco di Ni o Cd precipitera ma sarà poca cosa . Di conseguenza di ioni ammonio ce ne saranno ben pochi. Saluti Mario

anthonysp

2016-01-06 18:47

Scusa la mia insistenza e la mia ignoranza 😭

Ma se ho molto ferro in soluzione, si formerà molto solfato di ammonio?

Se ho ben capito precipiterà il Fe (III) fino a pH 4, poi oltre comincerà a precipitare pure il Cd (o il Ni), il solfato di ammonio si forma solo quando il Fe sarà precipitato tt?o si forma fin dall' inizio?

Mario

2016-01-06 19:35

L'ammonio che rimane in soluzione è proporzionale al ferro che era presente e si forma fin dall'inizio.

A pH 4 il ferro precipita quantitativamente come idrossido mentre il Ni inizia a precipitare sopra pH 5, ma per fenomeni di coprecipitazione inizia un poco prima. il cadmio precipita per ultimo, penso verso pH 7.

La sua presenza non è pero un grosso problema visto che si decompone ad una temperatura di molto inferiore a quella dei solfati di Cd e Ni.

saluti

Mario

anthonysp

2016-01-06 19:50

Quindi ricapitolando:

Parto dalle soluzioni di Ni e Cd senza acido in eccesso, per la prima sono già a buon punto, mentre per l altra, ho ancora molto solvente da evaporare, ipotizziamo che li ho tirati entrambi a secco e quindi non ho acido in eccesso. Creo due soluzioni (a che concentrazione?) le scaldo (a che temperatura) avrò un pH minore di 4, poi aggiungo ammoniaca (soluzione al 30% va bn?) Goccia a goccia e sotto costante agitazione, controllo che il pH non superi i 4, a questo punto ho un pt di ferro (III) che filtrerò via.

Mi restano le soluzioni di Ni e Cd con una variabile quantità di solfato d ammoino, come mi libero di quest ultimo?

Mario

2016-01-06 20:15

Guardi che per eliminare l'acido solforico in eccesso non basta portare a secco. Diciamo che in pratica la cosa non è neanche possibile perchè si formano verso la fine evaporazione dei sali basici insolubili in acqua (e pure in acido). Questo fenomeno avviene sopratutto per il Ni.

La cosa migliore è di evaporare lentamente e quando inizia a separarsi il solfato di Ni si fa raffreddare ben bene. Si filtra il sale su setto filtrante in vetro aspirando bene la soluzione residua e si prosegue con l'eliminazione del ferro. Per il cadmio si può omettere questo passaggio e portare a secco senza particolari problemi.

Ammesso che abbia finalmente i sali nelle condizioni richieste, prepari la soluzione a media concentrazione, diciamo al 10%, scaldi a circa 80 °C o giù di lì, , poi dosi l'ammonio idrossido in soluzione diluita, anche qui al 10% circa, lasciando digerire fino a che il precipitato sia fioccoso.

Una volta eliminato il ferro può evaporare il tutto (lentamente!) mediante moderato riscaldamento. Per il Ni può poi seguire il metodo che descrissi a proposito della preparazione del nichel nitrato mentre per il cadmio si può liberamente scaldare fino a scomparsa dei fumi bianchi di acido solforico e di ammonio solfato. La massa bianca che si ottiene si scioglie facilmente in acqua dando una soluzione limpida e incolore.

saluti

Mario

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anthonysp

2016-01-07 14:48

Salve a tutti, in attesa che il solfato di cadmio cristallizzi tutto mi son ricordato  di avere dell ossido di cadmio calcinato a partire dall idrossido, a sua volta ottenuto da precipitazione con NaOH, del solfato ottenuto dalle batterie. *Fischietta* *Fischietta*

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L avevo messo da parte perche molto impuro, e di sicuro avevo sbagliato qualche passaggio, come test però poteva andar bene :-D ne ho messo una punta di spatola in una piccola beuta, ho aggiunto 10ml di acqua  sotto moderato riscaldamento ed agitazione e una goccia alla volta ho aggiunto ac. solforico al 30% fino a lasciare un piccolissimo precipitato.
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La soluzione appare un po torbida, e verde :-S con mia sorpresa.  O_O O_O O_O Strano, calcinando di sicuro tt il ferro si sarà ossidato e mi aspettavo una soluzione gialla.....deduco che non c'è solo ferro :-@  Controllo il pH che è tra 2 e 3
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a parte preparo una soluzione di idrossido di ammonio al 10%, che aggiungo goccia a goccia. Si forma subito un abbondante precipitato rosso rugine
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Controllo il pH ogni 5 gocce di ammoniaca (qui siamo a pH tra 3 e 4) continuo l aggiunta fino a far salire il pH ad 8 sperando di ottenere una soluzione incolore...ma niente da fare.
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a questo punto filtro il tutto, ottengo una soluzione arrurroglola, e deduco che nell ultima foto il verde è dato dall azzurro mescolato al corpo di fondo arancione non ancora sedimentato.... scarto la parte insolubile e mi concentro sulla soluzione azzurra. Appena provo ad aggiungere qualche goccia di ammoniaca al 30%, si forma un pt che subito si riscioglie, e la soluzione si carica di un blu acceso...mi viene il dubbio che ci sia anche rame azz! azz! azz! azz! azz! azz! azz!  e si sia formato tertammino rame  O_O La seconda parte tra poco :-)

Mario

2016-01-07 17:09

Ebbene si, in quella sostenza che riteneva contenesse solo cadmio abbiamo rame, ferro e forse nichel .

Doveva filtrare la soluzione quando il pH era intorno a 4 in modo da eliminare il ferro come le avevo suggerito.

La successiva aggiunta di ammoniaca potrebbe essere stata dannosa e aver precipitato il cadmio. Ricordiamo che l'ammino complesso del cadmio non è molto stabile e ci vuole abbastanza ammoniaca per portarlo in soluzione.

saluti

Mario

anthonysp

2016-01-31 16:56

Ebbene rieccomi con la seconda parte. Parto da una soluzione di solfato di cadmio verde a causa di impurità di ferro, nichel e forse rame :-S

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Scaldo la soluzione fino quasi all'ebollizione, controllo il pH che è 4, aggiungo goccia a goccia sotto costante agitazione una soluzione molto diluita di bicarbonato di sodio, subito si forma un precipitato rosso mattone, continuo fino a far arrivare il pH a 5 
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 filtro via il corpo di fondo riottenendo una soluzione dall'aspetto identico a quella di partenza
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riprendo l' aggiunta di bicarbonato di sodio, sempre sotto costante agitazione e goccia a goccia, noto fin da subito un precipitato bianchissimo che aumenta sempre più. Ho usato una cospicua quantità di bicarbonato notando che il pH restava inchiodato a 5, finalmente è salito a 6, ed ho interrotto la sua aggiunta. Lasciando decantare, si è separato un pt bianco pesante sovrastato da una fase liquida verdognola  
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credo che ci siamo *Sbav* *Sbav* *Sbav*, ora mi tocca decantare alcune volte e lavarlo alla pompa. ps. tale esperienza è alquanto laboriosa non disponendo di agitatore magnetico e di un pHmeter digitale, ma con un pò di calma i risultati si ottengono lo stesso :-) Appena possibile posterò le foto del precipitato essiccato, che probabilmente salificherò come cloruro da cui ottenere dei cristalli sperando di aumentare la purezza, oppure conserverò il tutto per esperimenti futuri. A breve passerò alla purificazione del solfato di nichel, che è ormai tutto cristallizzato, e libero da acido in eccesso(ne ho un bel quantitativo)
20160130_145940.jpg
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una piccola osservazione; tra pH4 e 5 precipita il ferro trivalente, tra pH 5 e 6 precipita il cadmio, oltre il ph 7 inizia a precipitare il nichel, infatti dopo aver precipitato tutto il cadmio, ho eseguito un piccolo test sulla fase liquida verde della foto N°3, aggiungendo qualche ml di ammoniaca al 25% la colorazione vira al viola\lilla, identico a ciò che si ottiene aggiungendo ammoniaca in eccesso ad una soluzione di solfato di nichel, quindi deduco che tt il nichel sia rimasto in soluzione.

I seguenti utenti ringraziano anthonysp per questo messaggio: TrevizeGolanCz

anthonysp

2016-02-25 14:10

Salve a tutti, dopo qualche giorno in essiccatore, ho recuperato finalmente il cadmio carbonano(non so se basico) 

20160218_203642.jpg
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circa 44g

è bianchissimo e la massa solida si frantuma per semplice pressione con una spatola.

Giusto per confronto, potete osservare la differenza :

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a sx il precipitato ottenuto prima della purificazione, a destra quello purificato.

Non sarà di certo un prodotto puro, ma confido nel suo colore bianchissimo, e credo che piccole traccie di rame, nickel o ferro facciano assumere varie colorazioni al composto, quindi mi ritengo molto soddisfatto. *yuu*

Un grazie particolare a Mario  ;-) 

Appena avrò qualche ora libera proverò a purificare il nichel ::-P ciaooo

I seguenti utenti ringraziano anthonysp per questo messaggio: TrevizeGolanCz, ClaudioG., thenicktm, luigi_67, ohilà

anthonysp

2016-03-13 16:34

Salve, ho avuto qualche intoppo.

Un quesito al volo: ho due soluzioni al 10% di solfato di nichel e solfato di cadmio rese acide da una goccia di ac. solforico,

aggiungo ad entrambe una lamina di zinco metallico e scaldo per agevolare la reazione.

Nella provetta contenente cadmio, la lamina di zinco si ricopre di una polverina sottile dalla consistenza spugnosa ovvero Cd metallico.

Nella provetta contenente nichel non accade un bel niente....come mai??

Eppure (se non vado errato) i potenziali lo consentono.

Si potrebbe usare tale metodo per separare una soluzione contenente i solfati dei due metalli?

Grazie.

MissR

2016-03-13 22:56

Interessante, anche io mi sono trovata in una situazione del genere. Sarei davvero grata all'anima pia che risponderà a questo messaggio!

Beefcotto87

2016-03-14 19:33

Non serve floddare, se qualcuno vorrà e potrà, lo scriverà ;-) Il tuo messaggio non apporta nulla alla discussione.

anthonysp

2016-03-20 13:48

Salve, ci sto ancora lavorando su....

Sto sfruttando il fatto che una lamina di zinco puro riesce a ridurre ( da una soluzione leggermente acida di solfato di nichel e cadmio) il cadmio metallico, la reazione inizia velocemente (a caldo) per poi rallentare poco a poco, sono stati necessari 4gg per ridurlo tutto(una lamina di zinco immersa per qualche ora nella soluzione resta immutata).

Cmq appena terminata questa prova, posterò i risultati.

Per il momento ho filtrato via il Cd misto ai residui di zinco metallico, aggiunto il doppio della quantità stechiometrica di NaOH, per precipitare l'idrossido di nichel, e sciogliere l'idrossido di zinco(che  intanto s'era formato) come zincato di sodio.

Bisogna lasciare digerire per qualche tempo a fuoco lento, così facendo l idrossido di Nichel diviene più filtrabile, dopodiché si decanta diverse volte fino a pH neutro....ovviamente serve un contenitore bello grande  (almeno 2 litri per 70 grammi di NiSO4, come nel mio caso) infine si lava alla pompa.

Intanto sto provando a precipitare il Cadmio anche come solfuro, impiegando acido solfidrico fatto gorgogliare in una soluzione di Ni e Cd solfato acidificata fino a portare il pH a 2, entro il quale dovrebbe precipitare solo il cadmio(il nichel precipita da pH 6 in su), però mi astengo da scrivere finché non avrò dei dati più precisi. 

A presto :-)