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铂族金属一般都用在什么地方(铂族金属元素)

铂族金属一般都用在什么地方(铂族金属元素) 用传统方法分离铂族金属

一种铂族金属分离方法,用普通火法和湿法从铂族金属精矿中提取各种粗铂族金属。

20世纪80年代以前,苏联、英国等国分离铂族金属的主要方法是传统方法。这项技术保密了近百年,直到20世纪60年代才公之于众。生产周期长,工序多,间歇作业。在反复的冶炼、浸出、沉淀过程中,铂族金属相互之间没有完全分离,大量的贵金属在中间产物中积累,造成极大的分散损失和严重的环境污染。自20世纪70年代以来,各国相继研究并采用了溶剂萃取分离法(见铂族金属的萃取分离),但传统方法往往用于处理成分相对简单的原料。

传统工艺复杂,火法冶金和湿法冶金交替使用。通常,它被粗略地分成组,然后彼此分离,以获得单一的粗金属或化合物。主要分离步骤包括焙烧浸出、铂、钯和金溶于王水、铅和银分离、硫酸氢钠浸出铑、过氧化钠浸出锇和钌、铱溶于王水等。原理工艺流程如图所示。

贵金属相互粗选的传统工艺流程

焙烧浸出

它是粗选中重要的预处理步骤,有三个目的:(1)将贵金属精矿中的贱金属含量降低到1%以下,以减少其对后续操作的不利影响;(2)将精矿中的贵金属品位提高到45%以上,以减少后续作业的处理规模,降低药剂消耗;(3)精矿中的铑、铱、钌等金属转化为王水不溶态,以减少它们在王水溶解铂、钯、金时的共溶和分散。硫酸法富集铂族金属与硫酸焙烧相同。一般将精矿与少量浓硫酸混合,在空气体中于773 ~ 823 K焙烧2 ~ 4小时,然后用稀硫酸浸出焙烧物料中的贱金属硫酸盐,使之与铂族金属分离。焙烧过程中会有锇的氧化和挥发损失。稀硫酸浸出时,少量钯、铑等。会流失在浸出液中,必要时用锌粉置换回收。

王水溶解铂、钯和金。

将精矿用1份硝酸和3份盐酸加热溶解,使金、铂和钯分别以HAuCL4、H2PtCl6和H2PdCl6的形式溶于溶液中,溶解率达95%以上。过滤后,大部分铑、铱和钌留在不溶性炉渣中。在这个过程中,大量的锇被氧化成四氧化锇,挥发损失在气相中。将含有少量贱金属杂质的铂、钯和金溶液煮沸,以挥发多余的残余酸,并小心浓缩至糊状。为了彻底破坏黄色不溶性铂的亚硝酰络合物(NO2)2PtCl6和残留的硝酸,需要多次加入少量浓盐酸,反复蒸发至糊状,直至不再有NO2红棕色烟雾逸出。将糊状物溶于水中,得到含金、钯和铂的氯化物溶液。首先,使用还原剂FeSO4或SO2将溶液中的金还原成金属并将其从溶液中分离出来。FeSO4的用量计算如下:

AUC L3+3 feso 4→Au↓+Fe2(SO4)3+FeCl 3

粗金还原过滤后,溶液中的铂钯主要是通过不同价态的铵盐溶解度差异大来粗略划分的。即溶液浓缩至含铂30 ~ 50g/L,加入氯化铵使铂沉淀为低溶解度的(NH4)2PtCl6,钯沉淀为可溶性的(NH4)2PdCl6进行分离。铂铵盐在含17%氯化铵的溶液中溶解度最低,因此加入的氯化铵量应大于铂和钯铵盐的化学计量量。用氯化铵溶液洗涤过滤的粗(NH4)2PtCl6,并送至铂进行精制。含钯滤液可采用两种方法处理:(1)通入氯气或加入硝酸氧化可溶性(NH4) 2PDL6沉淀不溶性(NH4) 2PDL6(即氧化Pd2+为PD4+);(2)加入过量氨水中和滤液至碱性,使钯生成可溶性无色二氯化钯四氨合物Pd(NH3)4Cl2。分离贱金属氢氧化物后,用盐酸将含钯的滤液中和至pH0.5,沉淀出卵黄色二氯化钯络合物Pd(NH3)4Cl2。将获得的两种粗钯络合物沉淀并送至钯精炼。分离金、铂、钯后的残液中仍含有少量金和铂族金属,被锌粉置换,循环到置换渣中。置换渣可溶于王水。

铅银分离

王水不溶渣主要含有银、铑、铱、钌、二氧化硅、铅和少量其他贵金属。从银中分离铅有两种方法:熔炼贵铅和直接浸出。

冶炼贵金属铅

通常,富含金、银和铂族金属的铅称为贵金属铅。在王水难溶渣中加入氧化铅或碳酸铅作捕集剂,焦炭作还原剂,硼砂和碳酸钠作助熔剂,在1273~1373K下还原熔炼生产贵铅,分渣后,贵铅放出并淬成颗粒,铅和银用硝酸溶解。过滤后,向溶液中加入硫酸以沉淀硫酸铅。在分铅后的含银溶液中加入盐酸或氯化钠,沉淀氯化银。沉淀的硫酸铅和碳酸钠溶液被煮沸并转化成碳酸铅,用于冶炼贵金属铅。如果溶解铅和硝酸银后的残渣含有较高的金、铂和钯,可以用王水再次溶解。不溶性炉渣主要含有铑、铱和钌。

直接浸出

王水难溶渣中的银以AgCl形式存在,用含1 ~ 3 mol/L氨的氨水可直接浸出成可溶性银氨络合物。过滤的银溶液用盐酸中和,沉淀出氯化银。用醋酸铵从分银渣中浸出铅。将过滤后的醋酸铅溶液煮沸,蒸发掉醋酸,然后加入硫酸,使铅生成微溶的硫酸铅沉淀。

硫酸氢钠熔化并用水浸出铑。

将主要含铑、铱和钌的炉渣与两倍质量的硫酸氢钠混合,加热至823 ~ 873 K熔化,用冷水浸出熔块。用氢氧化钠中和并水解过滤的硫酸铑溶液以获得氢氧化铑。将过滤后的氢氧化铑溶于盐酸中,煮沸转化为氯铑酸H3RhCl6,将得到的氯铑酸送铑精制。

钌和锇被熔化的过氧化钠浸出。

提取铑后的残渣主要含有钌、铱和少量锇。加入两倍质量的过氧化钠和两倍质量的氢氧化钠,混合物在873 ~ 973 K熔化。用水浸出玻璃料得到钌酸钠和锇酸钠的混合溶液。过滤后,通过氧化蒸馏从溶液中回收锇和钉(见锇和钌的提取和分离)。

王水溶解铱。

用水浸出钉子和锇后的残渣主要含有铱。铱在过氧化钠熔融时转化为IrO2态,可直接用王水溶解得到氯化铱的H2Ircl6溶液。用上述各种方法分离其他元素后,得到的铱溶液比较纯,直接加入氯化铵可以沉淀出丝光黑铵氯铱(NH4)2IrCl6。将得到的氯化铱铵送至铱精炼。

关键词TAG: 贵重金属 
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