一种分离精炼锇的方法

技术领域

本发明涉及冶金工艺技术领域，具体为一种分离精炼锇的方法。

背景技术

锇是稀贵金属，具有硬度高、难熔、耐磨、耐腐蚀的特性，用来制超高硬度耐磨耐腐蚀的合金、用于仪器枢轴、电器插头、电唱机针，钢笔尖等，还用作催化剂，主要产于基性、超基性岩有关的铬铁矿、铜铁矿和砂矿中，少数产于钼矿，矿物为与铱形成的金属问化合物，并含少量钌、铂，世界上铂族金属资源集中在少数几个国家及地区，其中南非占全球已探明储量的81％，俄罗斯17％，其余2％分布在美国、加拿大等国家，我国铂族元素矿床始终是最紧缺的矿种之一，资源保有储量仅约310吨、工业储23吨，不足世界储量的3％，我国典型的岩浆成因铂族元素矿床主要包括铜镍硫化物型、铬铁矿型和钒钛磁铁矿型三类。

锇的精炼方法有还原沉淀法、硫化钠沉淀-吹氧灼烧法、二次蒸馏法、氢直接还原OsO4或Na2OsO6法等，传统锇的精炼工艺流程中多采用二次蒸馏法精炼锇，即二次蒸馏时采用15％-20％的氢氧化钠和0.5％的酒精溶液吸收锇，但此方法在实际生产时，由于二次蒸馏时使用酸溶液蒸馏，在吸收过程中常常造成锇吸收第一级被酸化，在弱酸性介质中由于还原剂酒精的存在，正八价锇先被还原为正四价再进一步被还原为正三价，而正三价锇在氢氧化钠溶液中的吸收极为缓慢，降低了锇的回收率，为此提出一种分离精炼锇的方法来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种分离精炼锇的方法，具备锇回收率高的优点，解决了在实际生产时，由于二次蒸馏时使用酸溶液蒸馏，在吸收过程中常常造成锇吸收第一级被酸化，在弱酸性介质中由于还原剂酒精的存在，正八价锇先被还原为正四价再进一步被还原为正三价，而正三价锇在氢氧化钠溶液中的吸收极为缓慢，降低了锇的回收率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分离精炼锇的方法，包括以下步骤：

1)将含有锇元素的物料放入1-2mo l/L的盐酸中进行溶解；

2)将步骤1)所得的溶液转移至蒸馏瓶中，保持体系温度＞85℃；

3)将步骤2)中的蒸馏瓶放入管式炉中进行干燥；

4)将步骤3)中干燥的蒸馏瓶中通入空气，并且逐步升温，锇形成挥发性四氧化锇；

5)对步骤4)中挥发出的四氧化锇进行吸收，用氢氧化钠与乙醇的混合液进行两级吸收；

6)对步骤5)中所得的吸收液中加入氯化铵，生成浅黄色的弗氏盐一二氯化四氨锇酐；

7)对步骤6)中所得沉淀用乙醇洗涤两次，然后进行烘干，烘干后将干燥的沉淀装入石英舟中，用氢气进行还原；

8)步骤7)结束后，降低温度，通入氮气进行冷却，直至冷却到室温；

9)冷却后的产物用热水洗涤五次，然后用盐酸洗涤三次，最后用蒸馏水洗至中性，然后将洗涤后的产物放入管式炉中进行干燥，干燥完成后即得成品锇粉。

进一步，所述步骤1)中，盐酸与含锇元素物料的质量比为3-4:1。

进一步，所述步骤3)中，对蒸馏瓶的干燥温度为100～200摄氏度，干燥时间为两小时。

进一步，所述步骤4)的升温温度为300～800摄氏度，所述步骤5)中的氢氧化钠与乙醇的混合液的浓度为20％，将合并两级吸收液调整pH值4-5。

进一步，所述步骤7)中对沉淀的烘干温度为70～80摄氏度，烘干时间为两小时。

进一步，所述步骤7)中的还原温度为900摄氏度。

进一步，所述步骤7)结束后，将温度逐步下降，从900摄氏度降至400摄氏度，然后通入氮气进行冷却。

进一步，所述步骤9)中洗涤后的产物放入石英舟中在管式炉中在氢气保护下于800摄氏度下进行干燥，然后在氮气或氩气保护下冷却至室温，即得成品锇粉。

进一步，所述配置吸收液用的盐酸、氢氧化钠均为化学纯试剂，所述步骤6)中的氯化铵为分析纯试剂，其它试剂为工业纯试剂。

进一步，所述试验仪器：管式电炉、四千瓦功率箱式电炉、液化石油气炉各一台，60L不锈钢桶、塑料桶及钛桶若干个，石英舟一个，铁坩锅、瓷坩锅、石墨坩锅若干。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

该分离精炼锇的方法，对于分离精炼锇的方法做出了改进，工艺简单，效率高，金属的回收率高，产品质量稳定，同时大大降低了分离精炼锇的时间，降低了工作人员的操作时间，蒸馏过程简单快捷，不会消耗大量的氧化剂，同时降低了挥发出的四氧化锇对环境造成的影响，解决了在实际生产时，由于二次蒸馏时使用酸溶液蒸馏，在吸收过程中常常造成锇吸收第一级被酸化，在弱酸性介质中由于还原剂酒精的存在，正八价锇先被还原为正四价再进一步被还原为正三价，而正三价锇在氢氧化钠溶液中的吸收极为缓慢，降低了锇的回收率的问题，能从锇矿物或难处理含锇物料中提取锇，且工艺简单，操作方便，工序合理，产品质量稳定。

附图说明

图1为本发明方法流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本实施例中的一种分离精炼锇的方法，包括以下步骤：

1)将含有锇元素的物料放入1-2mo l/L的盐酸中进行溶解；

2)将步骤1)所得的溶液转移至蒸馏瓶中，保持体系温度＞85℃；

3)将步骤2)中的蒸馏瓶放入管式炉中进行干燥；

4)将步骤3)中干燥的蒸馏瓶中通入空气，并且逐步升温，锇形成挥发性四氧化锇，锇的浓度随蒸发时间的变化规律如下表；

5)对步骤4)中挥发出的四氧化锇进行吸收，用氢氧化钠与乙醇的混合液进行两级吸收；

6)对步骤5)中所得的吸收液中加入氯化铵，生成浅黄色的弗氏盐一二氯化四氨锇酐，缓慢向60L的塑料容器中倒入Os的吸收液，在充分搅拌下快速加入固体氯化铵，生成浅黄色的弗氏盐一二氯化四氨锇酐；

7)对步骤6)中所得沉淀用乙醇洗涤两次，然后进行烘干，烘干后将干燥的沉淀装入石英舟中，用氢气进行还原；

8)步骤7)结束后，降低温度，通入氮气进行冷却，直至冷却到室温；

9)冷却后的产物用热水洗涤五次，然后用盐酸洗涤三次，最后用蒸馏水洗至中性，然后将洗涤后的产物放入管式炉中进行干燥，干燥完成后即得成品锇粉，然后在氩气保护下冷却至室温出料，真空包装，以防Os氧化。

步骤1)中，盐酸与含锇元素物料的质量比为3-4:1。

步骤3)中，对蒸馏瓶的干燥温度为100～200摄氏度，干燥时间为两小时。

步骤4)的升温温度为300～800摄氏度，步骤5)中的氢氧化钠与乙醇的混合液的浓度为20％，将合并两级吸收液调整pH值4-5。

将吸收液中的沉淀取出，将得到的锇吸收液用二氧化硫气体还原得到锇钠盐，二氧化硫还原终点pH为3.5，使用盐酸对锇钠盐浆化并控制酸度为3mo l/L得到锇钠盐浆化液，升温至93摄氏度，再滴加双氧水，采用七级鼓泡吸收锇钠盐浆化液中的锇钌挥发气体，第一级采用硫酸、盐酸和乙醇的混合吸收液吸收钌，后六级采用硫脲、盐酸和乙醇的混合吸收液吸收锇得到二次锇吸收液。

将二次锇吸收液用硼氢化钠溶液还原得到锇黑，再经煅烧氢还原得到海绵锇。

所述硫酸、盐酸和乙醇的混合吸收液中硫酸质量浓度为10％，盐酸质量浓度为2％，乙醇质量浓度为4％，氢氧化钠和乙醇混合吸收液中氢氧化钠质量浓度为10％，乙醇质量浓度为1％，硫脲、盐酸和乙醇的混合吸收液中硫脲质量浓度为10％，盐酸质量浓度为10％，乙醇质量浓度为0.5％。

步骤7)中对沉淀的烘干温度为70～80摄氏度，烘干时间为两小时。

步骤7)中的还原温度为900摄氏度。

步骤7)结束后，将温度逐步下降，从900摄氏度降至400摄氏度，然后通入氮气进行冷却。

步骤9)中洗涤后的产物放入石英舟中在管式炉中在氢气保护下于800摄氏度下进行干燥，然后在氮气或氩气保护下冷却至室温，即得成品锇粉，经煅烧氢还原产出纯度大于99.95％的海绵锇，锇的直收率为97.1％。

配置吸收液用的盐酸、氢氧化钠均为化学纯试剂，步骤6)中的氯化铵为分析纯试剂，其它试剂为工业纯试剂。

试验仪器：管式电炉、四千瓦功率箱式电炉、液化石油气炉各一台，60L不锈钢桶、塑料桶及钛桶若干个，石英舟一个，铁坩锅、瓷坩锅、石墨坩锅若干。

与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：

该分离精炼锇的方法，对于分离精炼锇的方法做出了改进，工艺简单，效率高，金属的回收率高，产品质量稳定，同时大大降低了分离精炼锇的时间，降低了工作人员的操作时间，蒸馏过程简单快捷，不会消耗大量的氧化剂，同时降低了挥发出的四氧化锇对环境造成的影响，解决了在实际生产时，由于二次蒸馏时使用酸溶液蒸馏，在吸收过程中常常造成锇吸收第一级被酸化，在弱酸性介质中由于还原剂酒精的存在，正八价锇先被还原为正四价再进一步被还原为正三价，而正三价锇在氢氧化钠溶液中的吸收极为缓慢，降低了锇的回收率的问题，能从锇矿物或难处理含锇物料中提取锇，且工艺简单，操作方便，工序合理，产品质量稳定。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。