从含钌废料中分离提纯钌的方法技术

技术编号:11356536 阅读:127 留言:0更新日期:2015-04-29 07:55
本发明专利技术公开了一种分离提纯钌的方法,供一种化学溶解-草酸还原技术从含钌废料中分离提纯钌,实现贵金属二次资源废料中钌的高效回收。包括如下步骤:(1)原料预处理:将研磨好的钌废料放入氢还原炉中,保温1~2小时后冷却至室温,取出。(2)溶解:向配制好的NaOH溶液中缓慢加入含钌废料,然后再缓慢加入NaClO溶液。(3)过滤。(4)还原:用HCl溶液调整滤液的pH值,然后缓慢加入还原剂。(5)洗涤:虹吸上清液,然后向沉淀中加入乙酸溶液,搅拌,沉清,虹吸上清液,重复操作4~9次。(6)氢还原:过滤,滤饼在烘箱中烘干,然后放入氢还原炉中,在650-750℃通氢气还原得到99.95%的钌粉。采用本方法在生产过程中没有易挥发的RuO4产生,无毒,操作安全,且辅料价格及生产成本低,易于实现工业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及贵金属冶金
,尤其是从含钌的二次资源废料中分离提纯钌。
技术介绍
1827年,俄罗斯Osman发现钌,钌能增加记录容量、具有催化活性和良好的导电性能,被广泛应用于计算机硬盘用溅射靶材、精细化工环已酮-已内酰胺行业苯选择加氢制环已烯用钌-锌催化剂、氯碱工业不溶钛阳极等。钌在氧化剂作用下生成高价氧化物RuO4,RuO4熔点沸点低,易挥发,RuO4易被HCl溶液吸收,生成H2RuCl6,从而达到与其它组份分离,这是工业上常采用蒸馏法分离提纯钌的理论基础。钌的分离提纯方法分为酸法和碱法,在酸性介质中分离提纯钌的方法叫酸法,在碱性介质中分离提纯钌的方法叫碱法。酸法包括酸性介质钌金属蒸馏法和酸性溶液蒸馏法。含钌物料与硫酸溶液混合,加热,加入氯酸盐溶液,金属钌直接被氧化生成气态RuO4,用HCl溶液吸收RuO4生存氯钌酸,该方法为酸性介质钌金属蒸馏法;在贵金属精炼过程中得到含钌酸性溶液,加碱溶液提高溶液的pH后,在较高温下加入氯酸盐,钌以RuO4的形式被蒸馏出来,向热溶液中鼓入氯气除去遗留的钌,用盐酸溶液吸收RuO4生成氯钌酸,该方法为酸性溶液蒸馏法。碱法包括碱性介质钌金属蒸馏法和碱性溶液蒸馏法。含钌物料与碱溶液混合,加热,鼓入氯气,金属钌直接被氧化生成气态RuO4,用HCl溶液吸收RuO4生成氯钌酸,该方法为碱性介质钌金属蒸馏法;含钌物料与苛性碱和氧化剂混合,高温熔融,金属钌被转化溶于水的K2RuO4或Na2RuO4,加水溶解,鼓入氯气氧化蒸馏生成气态RuO4,用盐酸溶液吸收RuO4生成氯钌酸,该方法为碱性溶液蒸馏法。中国专利CN01131879.1公开了用锌和铝合金碎化物料,火法蒸馏锇,蒸残渣过氧化钠碱熔浸出,并用乙醇从浸出液中沉钌;Ru(OH)4沉淀用盐酸溶解,浓缩并用稀碱液调节至pH为1左右,加入蒸馏釜,逐渐升温至50-90℃,缓慢加入20%NaOH溶液和20%溴酸钠溶液蒸馏,用含3%乙醇的4MHCl溶液吸收气态RuO4,加氯化铵沉淀、煅烧、氢还原得到99.9%的钌粉,钌的直收率为81.29%。专利CN200510091038.5涉及一种含有铂族的溶液中分离回收Ru的方法,对于含有Ru及Pt、Pd、Rh、Ir中的1种以上铂族的溶液,将其pH调整为0.5-2.5,并使用溴酸钠作为氧化剂,将Ru转化为RuO4进行氧化蒸馏,添加过量溴酸钠,溴酸钠的浓度达到80g/L以上,钌得到有效的分离提纯。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种化学溶解-草酸还原技术从含钌废料中分离提纯钌的方法,实现贵金属二次资源废料中钌的高效回收。为实现上述目的,本专利技术所采用的技术解决方案包括以下工艺步骤:(1)原料预处理:将含钌废料研磨至150~200目,放入氢气还原炉中,缓慢升温至500~700℃,保温1~2小时后冷却至室温,取出。(2)溶解:向配制好的NaOH溶液中边搅拌边加入步骤(1)中预处理好的含钌废料,加完后,搅拌中缓慢加入NaClO溶液。(3)过滤:反应结束后,过滤,滤液进入下一道工序。(4)还原:用HCl溶液调整步骤(3)中滤液的pH值为6~8,边搅拌边加入还原剂,反应完成后停止搅拌,静置,母液中钌的含量小于0.0005g/L。(5)洗涤:虹吸上清液,然后向沉淀中加入洗涤剂,搅拌,沉清,虹吸上清液,重复上述操作5~9次。(6)氢还原:过滤,滤饼在烘箱中烘干,放入氢还原炉中,在650-750℃通氢气还原得到99.95%的钌粉。步骤(2)中NaOH溶液的配制浓度为30~50%,NaClO溶液的浓度为5%;步骤(2)的反应条件为:固液比(含钌废料的质量:NaOH溶液的体积:NaClO溶液的体积)=1:4~6:20~30,温度40~80℃,搅拌速度100~300r/min,溶解时间3~5h;步骤(4)中加入的还原剂为固体草酸,加入量为:溶液中钌的质量:草酸的质量=1:3~5;步骤(4)的反应条件为:搅拌速度100~200r/min;温度50~60℃,反应时间30~60min;步骤(5)中加入的洗涤剂为乙酸,浓度为1~2%;步骤(5)中的洗涤条件为液固比5~20:1,搅拌速度100~200r/min,搅拌时间10~30min;步骤(6)的还原条件为:还原时间1~4h,通入氢气之前需用氮气吹扫5~30min。本方法采用化学溶解-草酸还原技术从含钌废料中分离提纯钌,与现有技术相比有如下优点:(1)钌的回收率大于97%,回收率高;(2)钌粉纯度≥99.95%;(3)生产过程中没有易挥发的RuO4产生,无毒,操作安全;(4)辅料价格低,易得,生产成本低,易于实现工业化。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术做进一步详细描述,并验证其效果。实施例一将钌含量为39.87%的废料球磨至150目,取100克,放入氢还原炉中,缓慢升温,在500℃保温1小时,冷却至室温,取出。在5L烧瓶中加入400mL30%的NaOH溶液,边搅拌边加入钌废料,然后再缓慢加入2000mL5%的NaClO溶液,温度75℃,搅拌速度100r/min,溶解时间3h。反应完全后,过滤。滤液放入5L烧瓶中,用HCl溶液调整滤液的pH=6,边搅拌边加入130g固体草酸,搅拌速度100r/min,反应温度50℃,反应时间30分钟,反应完全后停止搅拌,静置。虹吸上清液,用300mL1%的乙酸溶液洗涤沉淀中的钠离子,搅拌速度100r/min,搅拌时间10分钟,沉清,虹吸上清液,重复上述操作5次,过滤。滤饼在烘箱中烘干,然后放入氢还原炉中,通氢气还原,650℃保温4小时,冷却至室温,得到38.99g含量为99.95%的纯钌粉,回收率为97.79%。实施例二将钌含量为44.02%的废料球磨至200目,取100克,放入氢还原炉中,缓慢升温,在600℃保温1.5小时,冷却至室温,取出。在5L烧瓶中加入500mL40%的NaOH溶液,边搅拌边加入钌废料,然后再缓慢加入2500mL5%的NaClO溶液,温度65℃,搅拌速度150r/min,溶解时间4h。反应完全后,过滤。滤液放入5L烧瓶中,用HCl溶液调整滤液的pH=7,边搅拌边加入180g固体草酸,搅拌速度150r/min,反应温度50℃,反应时间40分钟,反应完全后停止搅拌,静置。虹吸上清液,用500mL1%的乙酸溶液洗涤沉淀中的钠离子,搅拌速度150r/min,搅拌时间20分钟,沉清,虹吸上清液,重复上述操作6次,过滤。滤饼在烘箱中烘干,然后放入氢还原炉中,通氢气还原,700℃保温3小时,冷却至室温,得到43.28g含量为99.95%的纯钌粉,回收率为98.31%。实施例三将钌含量为46.28%的废料球磨至150目,取100克,放入氢还原炉中,缓慢升温,在700℃保温2小时,冷却至室温,取出。在5L烧瓶中加入550mL45%的NaOH溶液,边搅拌边加入钌废料,然后再缓慢加入2500mL5%的NaClO溶液,温度55℃,搅拌速度200r/min,溶解时间5h。反应完全后,过滤。滤液放入5L烧瓶中,用HCl溶液调整滤液的pH=8,边搅拌边加入220g固体草酸,搅拌速度200r/min,反应温度60℃,反应时间50分钟,反应完全后停止搅拌,静置。虹吸本文档来自技高网
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【技术保护点】
从含钌废料中分离提纯钌的方法,其特征是按如下步骤依次进行:(1)原料预处理:将含钌废料研磨至150~200目,放入氢气还原炉中,缓慢升温至500~700℃,保温1~2小时后冷却至室温,取出;(2)溶解:向配制好的NaOH溶液中边搅拌边加入步骤(1)中预处理好的含钌废料,加完后,搅拌中缓慢加入NaClO溶液;(3)过滤:反应结束后,过滤,滤液进入下一道工序;(4)还原:用HCl溶液调整步骤(3)中滤液的pH值为6~8,边搅拌边加入还原剂,反应完成后停止搅拌,静置,母液中钌含量小于0.0005g/L;(5)洗涤:虹吸上清液,然后向沉淀中加入洗涤剂,搅拌,沉清,虹吸上清液,重复上述操作5~9次;(6)氢还原:过滤,滤饼在烘箱中烘干,放入氢还原炉中,在650‑750℃通氢气还原得到99.95%的钌粉。

【技术特征摘要】
1.从含钌废料中分离提纯钌的方法,其特征是按如下步骤依次进行:(1)原料预处理:将含钌废料研磨至150~200目,放入氢气还原炉中,缓慢升温至500~700℃,保温1~2小时后冷却至室温,取出;(2)溶解:向配制好的NaOH溶液中边搅拌边加入步骤(1)中预处理好的含钌废料,加完后,搅拌中缓慢加入NaClO溶液;(3)过滤:反应结束后,过滤,滤液进入下一道工序;(4)还原:用HCl溶液调整步骤(3)中滤液的pH值为6~8,边搅拌边加入还原剂,反应完成后停止搅拌,静置,母液中钌含量小于0.0005g/L;(5)洗涤:虹吸上清液,然后向沉淀中加入洗涤剂,搅拌,沉清,虹吸上清液,重复上述操作5~9次;(6)氢还原:过滤,滤饼在烘箱中烘干,放入氢还原炉中,在650-750℃通氢气还原得到99.95%的钌粉。2.根据权利要求1所述的方法,其特征是步骤(2)中NaOH溶液的配制浓度为30~50%,NaClO溶液的浓度为5%。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:贺小塘吴喜龙赵雨王欢李勇刘文谭文进李锟肖雄李子璇李红梅李佳莹
申请(专利权)人:贵研资源易门有限公司
类型:发明
国别省市:云南;53

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