低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法

2023-06-04 18:10:56 2

低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法
【專利摘要】本發明提供了一種低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，該方法對低濃度複雜含釕廢液進行酸化、選擇性沉釕、常規洗滌乾燥獲得富集的釕渣；釕渣採用氯氣加鹼蒸餾、鹽酸吸收、濃縮烘烤製備成試劑級的三氯化釕。本發明方法具有工藝簡單、能耗低、釕富集率高、雜質元素達標、蒸餾次數少、反應時間短、產品質量易控、產品收率高等特點。
【專利說明】低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬於精細化工領域，涉及一種低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法。【背景技術】
[0003]三氯化釕是釕最重要的化合物之一，是多相催化、均相催化、電鍍、塗層等領域的重要化工原料。三氯化釕是電解槽金屬陽極塗層的主要原料，在我國已生產20多年，我國已有電解槽生產企業30多家，金屬陽極已在氯鹼工業、無機電合成、有機電合成、冶金等電化學領域廣泛應用，其中氯鹼工業中隔膜法燒鹼的95%是應用金屬陽極電解槽生產的。
[0004]我國釕資源貧乏，年產釕量僅有幾十公斤，不到需求量的1%，因此，釕的二次資源再生回收利用具有重要意義。如何從二次資源中提取釕成為我國從業者關注的焦點，從電解槽中回收釕製備三氯化釕也是重點之一，目前，低濃度複雜含釕廢液通常採用普通中和一活性炭吸附一焚燒富集的方法，或者使用強還原劑直接還原，這兩種方法均有工藝複雜、能耗高、釕富集率低、雜質元素多和汙染環境等缺點，同時在製備三氯化釕通常採用氯酸鈉加硫酸體系，存在著蒸餾次數多、反應時間長、產品質量難控、產品收率低等問題。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法。其中低濃度複雜含釕廢液富集釕的過程解決了工藝複雜、能耗高、釕富集率低、雜質元素多和汙染環境等缺點，三氯化釕的製備採用氯氣加氫氧化鈉的生產工藝提高了產品質量，縮短了反應時間。
[0006]為了達到上述目的，本發明的技術方案設計如下:
低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，其特徵在於:低濃度複雜含釕廢液經酸化、選擇性沉釕、經常規洗滌乾燥獲得富集的釕渣；釕渣經氯氣加鹼蒸餾、鹽酸吸收、濃縮烘烤製備成試劑級的三氯化釕。
[0007]低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，其特徵在於，低濃度複雜含釕廢液酸化是向低濃度複雜含釕廢液中加入鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種混合酸，濃度為廢液的1_15%。
[0008]低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕，其特徵在於，選擇性沉釕是向溶液中加入硫化銨、水合肼、硫脲、硼氫化鈉、氫氧化鈉中的一種沉澱劑，加熱至沸Ih停止加熱，加水稀釋I倍，沉澱劑的用量為釕質量的0.5-10倍。
[0009]低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，其特徵在於，釕渣經氯氣加鹼蒸餾、鹽酸吸收、濃縮烘烤製備成試劑級的三氯化釕是按下列步驟進行的:①在密閉狀態下負壓加入質量分數為20-40%的NaO`H溶液，粗釕粉和氫氧化鈉溶液的物料配比為1: 10 - 100.,②加熱升溫至80°C，向步驟①中通入氯氣，通入氯氣流量為50 - 120mL/min，控制反應溫度在105°C，生成黃色的RuO4氣體；③將步驟②生成的RuO4氣體經去離子水純化，通入多級鹽酸吸收液吸收，鹽酸濃度為2-10mol/L,控溫為25-40°C,鹽酸吸收液中加入還原劑,還原劑是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇的一種或二種混合物，還原劑的質量分數為0.01 - 6%，反應生成棕紅色H2RuCl5溶液，尾氣經負壓通入15%的NaOH溶液吸收；④將步驟③生成的H2RuCl5經常規加熱濃縮、結晶和紅外乾燥獲得黑褐色的RuCl3晶體。
[0010]本發明方法，以低濃度複雜含釕廢液為原料，酸化、選擇性沉澱，釕渣在自製的反應裝置中製備三氯化釕，具有工藝簡單、能耗低、釕富集率高、雜質元素達標、蒸餾次數少、反應時間短、廣品質量易控、廣品收率聞等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發明最佳實施方式的生產裝置流程圖。
【具體實施方式】
[0012]以下實施例旨在對本發明做進一步闡述，而不是對本發明的限制。在不脫離國家智慧財產權保護的前提下，還可能有各種變化和改進，這些變化和改進都屬本發明要求保護的範圍。
[0013]實施例1
量取低濃度複雜含釕廢液IOOKg加入500L的瓷缸中(經分析釕含量為9.53%。)，攪拌下緩慢加入5Kg鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種混合酸，然後加入1906g硫化銨、水合肼、硫脲、硼氫化鈉 、氫氧化鈉中的一種沉澱劑，加熱至沸Ih停止加熱，加水稀釋至200L，卸釜，常規過濾、洗滌、乾燥獲得1115g釕渣(經分析釕含量84.29%)，廢液中釕的收率為98.62%。
[0014]取300g釕渣投入 反應器a中，並加1.5L質量分數為20 - 40% NaOH溶液，向b和c中加入2L去離子水，向RuO4吸收瓶d、e、f中加入2.5L 2 -1OmoI/L的鹽酸和甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇的一種或二種混合物保持質量分數為0.01 - 6%，向尾氣吸收瓶g中加入3L質量分數為15% NaOH溶液。先開啟真空泵h，關閉放氣閥i，檢查整個製備體系的密閉性後，調節負壓為0.0SMPa。投料後，加熱a反應器，升溫至80°C後通入氯氣，控制反應溫度為1050C，反應器a中溶液呈棕黑色，並產生大量黃色的RuO4氣體，經除雜瓶b和c後進入吸收瓶d、e、f中，生成棕紅色的H2RuCl5溶液，大約反應20min後，體系反應開始變緩。再次加入等量NaOH溶液，繼續通入氯氣，並產生黃色的RuO4氣體，如此重複2_3次至反應液無紅棕色為止，反應完成後，緩慢開啟放空閥i，關閉真空泵h，吸出H2RuCl5溶液經加熱濃縮、結晶、紅外乾燥獲得673.12g三氯化釕結晶；經檢測三氯化釕質量符合HG / 3679 - 2000標準，RuCl3.XH2O結晶釕含量為36.95%，具有很好的溶解性能，三氯化釕產品收率98.36%。
[0015]實施例2
量取低濃度複雜含釕廢液200Kg加入500L的瓷缸中(經分析釕含量為7.79%。)，攪拌下緩慢加入22Kg鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種混合酸，然後加入4674g硫化銨、水合肼、硫脲、硼氫化鈉、氫氧化鈉中的一種沉澱劑，加熱至沸Ih停止加熱，加水稀釋至400L，卸釜，常規過濾、洗滌、乾燥獲得1797g釕渣(經分析釕含量86.32%)，廢液中釕的收率為
98.62%。[0016]取300g釕渣投入反應器a中，並加1.8L質量分數為30% NaOH溶液，向b和c中加入2L去離子水，向RuO4吸收瓶d、e、f中加入2.5L 4mol/L的鹽酸和甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇的一種或二種混合物保持質量分數為0.5%，向尾氣吸收瓶g中加入3L質量分數為15% NaOH溶液。先開啟真空泵h，關閉放氣閥i，檢查整個製備體系的密閉性後，調節負壓為0.08MPa。投料後，加熱a反應器，升溫至80°C後通入氯氣，控制反應溫度為105°C，反應器a中溶液呈棕黑色，並產生大量黃色的RuO4氣體，經除雜瓶b和c後進入吸收瓶d、e、f中，生成棕紅色的H2RuCl5溶液，大約反應20min後，體系反應開始變緩。再次加入等量NaOH溶液，繼續通入氯氣，並產生黃色的RuO4氣體，如此重複2-3次至反應液無紅棕色為止，反應完成後，緩慢開啟放空閥i，關閉真空泵h，吸出H2RuCl5溶液經加熱濃縮、結晶、紅外乾燥獲得694.05g三氯化釕結晶；經檢測三氯化釕質量符合HG / 3679 - 2000標準，RuCl3.χΗ20結晶釕含量為36.91%，具有很好的溶解性能，三氯化釕產品收率98.92%。
[0017]實施例3
量取低濃度複雜含釕廢液150Kg加入500L的瓷缸中(經分析釕含量為1.06%)，攪拌下緩慢加入18Kg鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種混合酸，然後加入3975g硫化銨、水合肼、硫脲、硼氫化鈉、氫氧化鈉中的一種沉澱劑，加熱至沸Ih停止加熱，加水稀釋至300L，卸釜，常規過濾、洗滌、乾燥獲得1783g釕渣(經分析釕含量88.39%)，廢液中釕的收率為
99.12%。
[0018]取300g釕渣投入反應器a中，並加2L質量分數為25% NaOH溶液，向b加入2.5L去離子水，向RuO4吸收瓶c、d、e、f中加入2.5L 4mol/L的鹽酸和甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇的一種或二種混合物保持質量分數為0.5%，向尾氣吸收瓶g中加入3L質量分數為15% NaOH溶液。先開啟真空泵h，關閉放氣閥i，檢查整個製備體系的密閉性後，調節負壓為0.0SMPa0投料後，加熱a反應器，升溫至80°C後通入氯氣，控制反應溫度為105°C，反應器a中溶液呈棕黑色，並產生大量黃色的RuO4氣體，經除雜瓶b和c後進入吸收瓶d、e、f中，生成棕紅色的H2RuCl5溶液，大約反應20min後，體系反應開始變緩。再次加入等量NaOH溶液，繼續通入氯氣，並產生黃色的RuO4氣體，如此重複2-3次至反應液無紅棕色為止，反應完成後，緩慢開啟放空閥i，關閉真空泵h，吸出H2RuCl5溶液經加熱濃縮、結晶、紅外乾燥獲得707.19g三氯化釕結晶；經檢測三氯化釕質量符合HG / 3679 - 2000標準，RuCl3.χΗ20結晶釕含量為37.02%，具有很好的溶解性能，三氯化釕產品收率98.73%。
[0019]實施例4
量取低濃度複雜含釕廢液250Kg加入500L的瓷缸中(經分析釕含量為1.13%)，攪拌下緩慢加入30Kg鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種混合酸，然後加入5650g硫化銨、水合肼、硫脲、硼氫化鈉、氫氧化鈉中的一種沉澱劑，加熱至沸Ih停止加熱，加水稀釋至450L，卸釜，常規過濾、洗滌、乾燥獲得3112g釕渣(經分析釕含量90.07%)，廢液中釕的收率為99.22%。2825 2802
取300g釕渣投入反應器a中，並加2L質量分數為25% NaOH溶液，向b加入2.5L去離子水，向RuO4吸收瓶c、d、e、f中加入2.5L 6mol/L的鹽酸和甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇的一種或二種混合物保持質量分數為1%，向尾氣吸收瓶g中加入3L質量分數為15% NaOH溶液。先開啟真空泵h，關閉放氣閥i，檢查整個製備體系的密閉性後，調節負壓為0.0SMPa。投料後，加熱a反應器，升溫至80°C後通入氯氣，控制反應溫度為105°C，反應器a中溶液呈棕黑色，並產生大量黃色的RuO4氣體，經除雜瓶b和c後進入吸收瓶d、e、f中，生成棕紅色的H2RuCl5溶液，大約反應20min後，體系反應開始變緩。再次加入等量NaOH溶液，繼續通入氯氣，並產生黃色的RuO4氣體，如此重複2-3次至反應液無紅棕色為止，反應完成後，緩慢開啟放空閥i，關閉真空泵h，吸出H2RuCl5溶液經加熱濃縮、結晶、紅外乾燥獲得721.85g三氯化釕結晶；經檢測三氯化釕質量符合HG / 3679 - 2000標準，RuCl3.χΗ20結晶釕含量為36.89%，具有很好的溶解性能，三氯化釕產品收率98.55% 。
【權利要求】
1.低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，其特徵在於:低濃度複雜含釕廢液經酸化、選擇性沉釕、經常規洗滌乾燥獲得富集的釕渣；釕渣採用氯氣加鹼蒸餾、鹽酸吸收、濃縮烘烤製備成試劑級的三氯化釕。
2.如權利要求1所述的低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，其特徵在於，低濃度複雜含釕廢液酸化是向低濃度複雜含釕廢液中加入鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或兩種混合酸，濃度為廢液的1_15%。
3.如權利要求1所述的低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕的方法，其特徵在於，選擇性沉釕是向溶液中加入硫化銨、水合肼、硫脲、硼氫化鈉、氫氧化鈉中的一種沉澱劑，加熱至沸Ih停止加熱，加水稀釋I倍，沉澱劑的用量為釕質量的0.5-10倍。
4.如權利要求1所述的低濃度複雜含釕廢液製備三氯化釕，其特徵在於，釕渣經氯氣蒸餾、鹽酸吸收、濃縮烘烤製備成試劑級的三氯化釕是按下列步驟進行的: ①在密閉狀態下負壓加入質量分數為20-40%的NaOH溶液,粗釕粉和氫氧化鈉溶液的物料配比為1: 10-100; ②加熱升溫至80°C，向步驟①中通入氯氣，通入氯氣流量為50- 120mL/min，控制反應溫度在105°C，生成黃色的RuO4氣體； ③將步驟②生成的RuO4氣體經去離子水純化，通入多級鹽酸吸收液吸收，鹽酸濃度為2-10mol/L，控溫為25-40°C，鹽酸吸收液中加入還原劑，還原劑是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇的一種或二種混合物，還原劑的質量分數為0.01 - 6%，反應生成棕紅色H2RuCl5溶液，尾氣經負壓通入15%的NaOH溶液吸收； ④將步驟③生成的H2RuCl5經常規加熱濃縮、結晶和紅外乾燥獲得黑褐色的RuCl3晶體。
【文檔編號】C01G55/00GK103626240SQ201310679604
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月15日 優先權日:2013年12月15日
【發明者】楊擁軍, 雷滌塵, 葉詠祥, 馮志傑, 鄧春玲, 楊靜 申請人:郴州高鑫鉑業有限公司