从钌铱锇矿中提取贵金属的规模化生产

摘 要：钌铱锇矿是一种难处理矿物。本文研究了一种钌铱锇矿提取冶金新方法，其过程包括钌铱锇矿碎化、锇火法氧化挥发，碱熔浸出、沉钌、铱浸出及锇、钌、铱的制备。作者处理了20余公斤钌铱锇矿，贵金属的总回收率 >90％，其中铱的回收率>95％，产品锇、铱、钌粉的纯度>99.9％ 与传统工艺相比，本工艺具有碎化效果好，锇氧化挥发效率高，生产成本低等优点，特别适合处理锇钌含量高的责金属物料，如钌铱锇矿和锇铱矿。规模化生产表明：技术独特新颖，提供了钌铱锇矿冶炼的新工艺。本技术已获得国家发明专利。

关键词：冶金技术；钌铱锇矿；铱锇矿；铱；钌；锇

钌铱锇矿是Ru、Ir和Os的天然合金，呈银白色，比重为17～2lg/cm3，性质脆而硬，化学性质非常稳定，即使在王水中加热几小时都不溶解。本实验所用钌铱锇矿的主要化学成分是(％)：Os 42，Ir 36.3，Ru 16.5，Au0.4，Pd0.43，Pt1.6。其特点是Os、Ru含量高，给冶金过程带来许多困难。

传统处理钌铱锇矿的方法是首先用Zn或Al与之融合形成合金后水淬，得到合金细粒，用盐酸或硫酸溶去Zn或Al，得活性贵金属粉末，再在水溶液中氧化蒸馏Os和Ru。其缺点是，用锌合金化时，锌用量大、高温下氧化烧损严重，从而导致碎化效果差；而铝合金化时，溶解铝的盐酸用量大，溶液难过滤。另外，当氧化蒸馏Os、Ru时，操作时间>60h，且蒸馏不干净 ，还需消耗大量氧化剂。例如，用溴酸钠或氯酸钠氧化分离Os、Ru时，Os以OsO4的形式先蒸馏出来，留下大量的氯离子或溴离子在溶液中，使Ru的蒸馏十分困难。物料一部分进入蒸残液，一部分留在渣中，造成贵金属回收率低且分散，处理时问长，工艺复杂，生产成本过高。

针对上述工艺问题，作者进行了一系列探索性研究，提出了一种新的提取冶金工艺方法：钌铱锇矿碎化后 ，先火法氧化挥发绝大部分Os，并用NaOH溶液吸收之。残渣用过氧化钠熔融后水浸出，再用乙醇还原Ru，浸出渣送铱提取，其工艺流程如图 1所示。作者用该工艺成功处理了20多公斤钌铱锇矿，得金属铱粉6kg钌粉3kg，锇粉8kg以及少量Pt和Au。产品纯度均>99.9％，贵金属总回收率>90％，铱回收率>95％，还剩几公斤渣有待回收处理。取得了较好的经济效益。

结论

(1)对于含Os、Ru品位高的钉铱锇矿，采用传统的先湿法蒸馏会导致Os、Ru蒸馏不彻底，作业时间长。改用火法氧化挥发方法，Os可优先高效挥发，提高了分离效果。其原因有待进一步研究。

(2)氯化铵沉锇，一般文献记载是氯化铵不得过量，但实际操作中氯化铵必须过量。笔者认为按化学平衡移动原理应过量。

(3)在试验过程中，未对各中间产品的贵金属含量进行分析，使整个过程操作只凭经验判断。

(4)经规模化生产实验证明：用锌铝合金碎化、火法氧化挥发、碱熔浸 出，乙醇沉钉等工序组成的处理钌铱锇矿的工艺是切实可行的。贵金属的回收率>90％(还剩下几公斤渣待处理)，其中Ir的回收率>95％，产品 Os、Ir、Ru的纯度>99.9％，与传统工艺相比，本工艺具有碎化效果好，氧化挥发处理 Os的效率高，生产成本低等优点，特别适合处理含Os、Ru品位高的钌铱锇矿和锇铱矿等物料。