韶关运田金属摘要:铂族金属(钉Ru、锇Os、铱Ir等)因其高熔点、耐腐蚀及优异催化性能,在冶金、化工、电子等领域应用广泛。回收1吨笔尖残屑可节约大量进口成本,缓解我国铂族金属资源短缺问题。
高纯度钉、锇、铱可用于航空航天催化剂、电子元件及医疗设备制造,推动高端产业发展。 然而,其矿藏稀缺、冶炼复杂,导致价格高昂。
制笔行业生产铱粒过程中,约50%的铂族金属以残屑形式流失,造成资源浪费。回收残屑能减少工业废料污染,契合绿色制造趋势。
本文针对笔尖生产残屑,提出高效分离提纯钉、锇、铱的工艺方法,助力资源循环利用。
一、铂族金属性质与残屑组成
铂族金属分为轻铂族(钉、铑、钯)和重铂族(锇、铱、铂),其中钉、锇、铱的化学特性显著:
1. 挥发性氧化物:钉、锇可形成四氧化物(RuO₄、OsO₄),利用其挥发性可实现与其他金属分离。
2. 络合稳定性:三者均能与铵离子形成稳定络合物,如氯钉酸铵((NH₄)₂RuCl₆)、氯锇酸铵((NH₄)₂OsCl₆)等,便于后续提纯。
3. 残屑组成:制笔残屑中,钉含量5%-40%,铱5%-15%,锇0%-2%,另含钨、镍、钴等贱金属及碳化硅杂质。
二、分离提纯工艺流程
1. 碱熔与蒸馏富集
碱熔处理:将残屑与氢氧化钾、硝酸钾混合,在600-700℃熔融,使金属转化为可溶性盐类。
钉分离:加入次氯酸钠和稀硫酸,减压蒸馏挥发性RuO₄,用盐酸-乙醇溶液吸收生成RuCl₃。
锇分离:OsO₄同步挥发,以氢氧化钠溶液吸收生成锇酸钠(Na₂OsO₄)。
2. 结晶与还原
钉提纯:RuCl₃溶液浓缩后加入氯化铵,析出氯钉酸铵晶体,经灼烧、氢还原获得纯度>99%的钉粉。
锇提纯:锇酸钠经硫化沉淀、盐酸酸化得OsS₂,再通氢还原为粗锇粉,进一步氧化蒸馏纯化。
铱提纯:蒸馏残渣用盐酸溶解,经溴酸钠氧化、氯化铵沉淀氯铱酸铵((NH₄)₂IrCl₆),最终氢还原为99%以上纯铱粉。
三、产品质量与安全防护
纯度:钉粉>99.95%,锇粉>99.85%,铱粉>99.5%,满足工业应用标准。
毒性防护:RuO₄和OsO₄蒸汽剧毒(空气中允许浓度<0.0002mg/m³),需在密闭通风橱中操作,并配备防毒面具及防护服。
韶关运田金属总结 :碱熔-蒸馏-结晶工艺,实现了制笔残屑中铂族金属的高效回收,兼具经济性与环保性。