一、釕精煉工藝簡(jiǎn)介:至今有效的分離釕的技術(shù)是氧化蒸鎦→鹽酸溶液吸收。如含釕物料用過(guò)氧化鈉熔融→水浸→氧化蒸餾,氯酸鈉氧化蒸餾,锍熔活化→氧化蒸餾等,呈Ru(Ⅷ)價(jià)態(tài)揮發(fā)的RuO4都用HCl吸收為Ru(Ⅳ)價(jià)態(tài)的氯釕酸溶液:2RuO4+20HCl=2H2RuCl6+8H2O+4Cl2;因此釕的精煉多以釕吸收液為原料,氧化蒸餾時(shí)OsO4也可能部分溶解在釕溶液中,因此釕精煉中要特別注意Os的分離。精煉過(guò)程分為釕吸收液提純和制取金屬釕兩個(gè)步驟。
二、釕吸收液提純:高濃度的釕吸收液加入少量乙醇,加熱至75-90℃趕去游離氯氣,使釕保持為穩(wěn)定的H2RuCl6狀態(tài),然后加入適量雙氧水或硝酸使溶液中的鋨重新氧化為四氧化鋨揮發(fā)(連接堿液吸收系統(tǒng)回收OsO4)。若氯化釕酸溶液含雜質(zhì)高,可用兩種方法重新沉淀→氧化蒸餾提純:
1、釕溶液濃縮趕酸至近干后加水溶解,用稀堿溶液調(diào)整pH=1,轉(zhuǎn)移至蒸餾瓶中,連接好鹽酸溶液的負(fù)壓吸收系統(tǒng),加入20%的NaOH溶液,同時(shí)滴入20%的NaBrO3或NaClO3溶液,加溫使RuO4蒸餾揮發(fā),直至在出氣口用硫脲棉球檢查無(wú)藍(lán)色為止,獲得純的氯釘酸鈉吸收液;
2、釕溶液用NaOH中和沉淀出Ru(OH)3,過(guò)濾后的沉淀物用純水漿化開(kāi)轉(zhuǎn)入蒸餾器中,連接好鹽酸溶液的負(fù)壓系統(tǒng),向蒸鎦器中滴加H2SO4,同時(shí)滴人20%的NaBrO3或NaClO3溶液,加溫蒸鎦出RuO4,獲得純的氯釕酸鈉吸收液。無(wú)論用哪種方法氧化重蒸,氧化劑的加人速度寧慢勿快。因?yàn)?RuO4的熱穩(wěn)定性比OsO4差,在揮發(fā)時(shí)氣相中若濃度過(guò)高、溫度較高或遇還原劑時(shí),會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)迅速分解(RuO4=RuO2+O2),甚至發(fā)生爆炸,造成嚴(yán)重事故。
三、制備金屬釕:
1)沉淀煅燒:純釕吸收液緩慢濃縮至含Ru30~50 g/L,加入氯化銨沉淀出深紅色(NH4) 2RuCI6結(jié)晶:H2RuCl6+2NH4Cl=(NH)2RuCl6↓ +2HCl;過(guò)濾后的沉淀用乙醇洗滌后置于氫還原爐中,在氫氣流中低溫烘干并緩慢升溫至450~500℃分解銨鹽,再升至950℃煅燒還原,冷至室溫獲得金屬釕粉:3(NH4)2RuCl6=3Ru +16HCl +2NH4C1+2N2;取出釕粉后立即轉(zhuǎn)入密閉干燥器,防止在空氣中氧化揮發(fā)損失,釕粉純度>99.9%。
2)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。昆明貴金屬研究所的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是:一號(hào)釕(貴Ru-1)含Ru99.98%,二號(hào)釕(貴Ru-2)含Ru 99. 95%,三號(hào)釕(貴Ru-3)含Ru 99.9% 。