氧 化 蒸 馏 法
基于四氧化钌(RuO 4 )易挥发的特点,回收钌最经济有效、工业应用最成熟的方法就是氧化蒸馏,即用强氧化剂使钌生成四氧化物挥发出来,然后用盐酸吸收,得到纯度很高的三氯化钌(RuCl 3 )溶液,浓缩烘干便得到水合三氯化钌产品;或再将水合三氯化钌进行氢还原,便可以得到钌粉。氧化蒸馏主要有以下几种方法:酸性介质氧化蒸馏法、碱性介质氧化蒸馏法、氯化法和直接氧化法。
1、酸性介质氧化蒸馏法
含钌物料与硫酸溶液混合,加热,加入氯酸盐溶液,金属钌直接被氧化生成气态四氧化钌,用盐酸溶液吸收四氧化钌生成氯钌酸。氯酸钠在硫酸作用下产生初生态的氧和氯,使钌氧化成四氧化物挥发出来。蒸馏时,将物料用硫酸浆化加入反应器中,加热至近沸后,缓慢加入氯酸钠溶液,使钌氧化挥发。此法的优点是钌的蒸馏效率高,可达 99%。
2、碱性介质氧化蒸馏法
包括 Cl 2 -NaOH 蒸馏法和熔融-氧化蒸馏法。含钌物料与一定浓度的碱溶液混合,加热,鼓入氯气,金属钌直接被氧化生成气态四氧化钌,用盐酸溶液吸收四氧化钌,生成氯钌酸,该方法即为 Cl 2 -NaOH蒸馏法,此法的优点是比较经济,操作也比较简单。缺点是由于贱金属及其他铂族金属或离子在碱液中生成沉淀包裹在蒸馏物料的表面,从而使钌的蒸馏效率比较低,同时使用氯气也相对不安全。
3、氯化法
将含钌物料与碱金属氯化盐在氯气中焙烧,形成可溶的氯钌酸盐,常用的盐类介质为氯化钠或氯化钾,将需要处理的含钌物料按一定的比例与 NaCl 或 KCl 在石英烧舟中混合均匀,在管式炉中升温到 600℃~700℃通入氯气,保持恒温至氯化反应完成后,便得到可溶性的钌盐。通常氯化需要反复进行多次才能够较完全的把含钌物料中的钌完全转化。氯化反应完成后,再将可溶性钌盐溶解于水,并使用氧化剂将钌氧化成四氧化钌蒸馏,用盐酸溶液吸收回收钌。
4、直接氧化法
基于钌酸盐可以被氧化剂氧化成气态四氧化钌的启发,用氧化性的气体直接将被还原之后的单质钌氧化成四氧化钌气体,进而用盐酸溶液吸收直接得到三氯化钌溶液,三氯化钌溶液再经过蒸发浓缩烘干得到三氯化钌产品。直接氧化法简化了回收过程,可降低钌回收过程中的成本;但要求反应器密封性好,钌的氧化率难以保证。