CN108660323A - 锇粉提纯的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锇粉提纯的新方法,采用盐酸+次氯酸钠直接蒸馏法,得到以锇单质为主的锇和锇氧化物的混合物,再经过通氢气还原得到纯度99.95%以上的锇粉。本发明直接采用次氯酸钠+盐酸氧化蒸馏锇,采用了新的溶解试剂和方法,省去了碱熔的工序,缩短了工艺流程,降低了生产成本;蒸馏残液是中性可以直接排放,此法反应温度低,带入杂质少,产品质量有保证。本发明工艺流程短,废料分散相对少,锇的溶解效率高、直收率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学分离方法,具体涉及一种锇粉提纯的新方法。
背景技术
锇是铂族元素之一,有较强的催化活性,还是机体还原过程中的一种营养物质。国内锇主要以硫化物的形式存在于硫化镍矿中,其他地方主要以金属互化物或半金属的形式存在于铱锇或钌锇矿中。锇粉主要应用于化合物、浆料、金属或功能合金材料,广泛使用于传统工业、高新技术、军事工业、航空航天等领域。
锇粉的传统提纯方法主要有锌铝碎化+氧化蒸馏法、碱熔+氧化蒸馏法。前者碎化过程对设备要求高,且蒸馏不彻底,需要多次回收;后者溶解率高,收率也高,但生产成本也高、环保投入也大(蒸馏残液是强酸性的,需要处理才能排放)。
发明内容
本发明提出一种新的锇粉提纯技术,采用盐酸+次氯酸钠直接蒸馏法,得到以锇单质为主的锇和锇氧化物的混合物,再经过通氢气还原得到纯度99.95%以上的锇粉。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:
一种锇粉提纯的新方法,包括以下步骤:
1)预处理:对含锇物料进行预处理,压碎、剪切后磨细成负300~400目的细粉;
2)氧化蒸馏:取步骤1)中的细粉加入次氯酸钠溶液,加热至60~80℃并保持此温度,在常压有气体搅拌状态下缓慢滴加盐酸溶液,反应生成四氧化锇气体;
3)由水合肼吸收得到的锇渣:若原料含锇低于90%,先采用20~40%的氢氧化钠溶液吸收四氧化锇,反复2~3次蒸馏后再用PH值8~10的水合肼溶液做吸收液;若原料含锇大于90%,直接用PH值8~10的水合肼溶液吸收四氧化锇;
4)还原:将步骤3)中由水合肼吸收得到的锇渣过滤洗涤抽干,分批装入石英舟,氮气保护下200~300度烘干水分,再通氢气,缓慢升温至650~750度,恒温2~3小时,冷却出炉,即得到提纯的锇粉。
步骤1)中,根据含锇物料的形状进行相应预处理。
步骤1)中,含锇物料的锇含量大于20%。
步骤2)中,每50~100克所述细粉,加入3~4升次氯酸钠溶液;所述次氯酸钠溶液为浓度10%以上的新鲜溶液。
步骤2)中,盐酸溶液浓度为6mol/L。
步骤4)中,提纯的锇粉为深蓝色纯度99.95%以上的锇粉。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明直接采用次氯酸钠+盐酸氧化蒸馏锇,采用了新的溶解试剂和方法,省去了碱熔的工序,缩短了工艺流程,降低了生产成本;蒸馏残液是中性可以直接排放。传统的碱熔蒸馏后的残液是强酸性,需要耗费大量人力物力处理达标才能排放;此法反应温度低,带入杂质少,产品质量有保证。本发明工艺流程短,废料分散相对少,锇的溶解效率高,直收率也很高,可达99%以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
1、预处理:根据含锇物料(锇含量大于20%)的形状如块状、条状、颗粒状进行相应预处理:压碎、剪切后磨细成负300~400目的细粉。锇废料的粒度直接影响后续的蒸馏效率,粒度越细,氧化蒸馏时固液接触面积越大,反应越充分,蒸馏效率越高
2、氧化蒸馏:以10升蒸馏瓶为例,每次取步骤一中的细粉50~100克,加入3~4升次氯酸钠溶液(浓度10%以上,新鲜溶液),加热至60~80℃并保持此温度,常压有气体搅拌状态下缓慢滴加盐酸溶液(浓度为6mol/L),反应生成四氧化锇气体。
注:若是20升或50升的反应器,可以按比例放大投料。
3、选择吸收液:若原料含锇低于90%,一般先采用20~40%的氢氧化钠溶液吸收四氧化锇,反复2~3次蒸馏后再用PH值8~10的水合肼溶液做吸收液;若原料含锇大于90%,一次蒸馏即可得到99.95%以上的锇粉,所以直接用PH值8~10的水合肼溶液吸收四氧化锇。
4、还原:由水合肼吸收得到的锇渣,主要成份就是锇,含少部分锇氧化物,需要通入高纯氢气还原,使之进一步纯化。取样分析纯度:取一些锇渣过滤洗涤抽干,装入石英舟,氮气保护下200~300度烘干水分,再通氢气,缓慢升温至650~750度,恒温2~3小时,冷却出炉。
将制得的锇粉送至国家有色金属及电子材料分析测试中心,根据相关标准,采用辉光放电质谱法分析其纯度,测得锇粉纯度≥99.98%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,依据本发明的技术实质,对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等,均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种锇粉提纯的新方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)预处理:对含锇物料进行预处理,压碎、剪切后磨细成负300~400目的细粉;
2)氧化蒸馏:取步骤1)中的细粉加入次氯酸钠溶液,加热至60~80℃并保持此温度,在常压有气体搅拌状态下缓慢滴加盐酸溶液,反应生成四氧化锇气体;
3)由水合肼吸收得到的锇渣:若原料含锇低于90%,先采用20~40%的氢氧化钠溶液吸收四氧化锇,反复2~3次蒸馏后再用PH值8~10的水合肼溶液做吸收液;若原料含锇大于90%,直接用PH值8~10的水合肼溶液吸收四氧化锇;
4)还原:将步骤3)中由水合肼吸收得到的锇渣过滤洗涤抽干,分批装入石英舟,氮气保护下200~300度烘干水分,再通氢气,缓慢升温至650~750度,恒温2~3小时,冷却出炉,即得到提纯的锇粉。
2.根据权利要求1所述的锇粉提纯的新方法,其特征在于:步骤1)中,根据含锇物料的形状进行相应预处理。
3.根据权利要求1所述的锇粉提纯的新方法,其特征在于:步骤1)中,含锇物料的锇含量大于20%。
4.根据权利要求1所述的锇粉提纯的新方法,其特征在于:步骤2)中,每50~100克所述细粉,加入3~4升次氯酸钠溶液;所述次氯酸钠溶液为浓度10%以上的新鲜溶液。
5.根据权利要求1所述的锇粉提纯的新方法,其特征在于:步骤2)中,盐酸溶液浓度为6mol/L。
6.根据权利要求1所述的锇粉提纯的新方法,其特征在于:步骤4)中,提纯的锇粉为深蓝色纯度99.95%以上的锇粉。
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