金銀冶金及鉑族金屬冶金技巧概述



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1、第九章第九章 金銀冶金金銀冶金 從礦石中直接提取和從有色金屬生產(chǎn)中綜合回收金銀混汞法是把金礦石和汞及水一起細(xì)磨,使粒金與汞形成金汞膏。加熱金汞膏使汞蒸發(fā),即可得金 氰化法是用弱的氰化鉀或氰化鈉在有氧的情況下溶解金,再用鋅使金從溶液中置換沉淀析出。從陽(yáng)極泥提取金銀的傳統(tǒng)方法是酸化焙燒-熔煉-電解法 從銀鋅殼中回收金銀則用蒸餾脫鋅的方法 粗砂金礦可用重選富集然后提煉金銀。汞對(duì)金粒有良好的潤(rùn)濕性,在它們接觸時(shí),首先形成固溶體,其后形成Au3Hg、Au2Hg、AuHg3等化合物,即汞膏,汞膏組成由不均勻至均勻直至接近Au2Hg成分的過(guò)程稱為汞齊化。輝銀礦混汞時(shí),必須加入膽礬和食鹽,此時(shí)生成氯化銅,然后
2、將銀還原:2424CuClSONa2NaClCuSO22FeClCuCuClFe2CuClCuClCu222CuClCuS2Ag2CuClSAg1.汞液的組成 少量金銀和賤金屬(銅、鉛、鋅在汞中不超過(guò)0.1%)可降低汞的表面張力,改善濕潤(rùn)效果。2.接觸面的清潔度 金銀微粒表面和汞珠表面的清潔度都影響汞對(duì)金銀的濕潤(rùn) 3.礦漿性質(zhì) 礦漿適量含酸或氰化物可防止氧化膜的生成4.溫度 混汞的適宜溫度為2730 5.汞的表面陰極化 陰極化能降低汞的表面張力 內(nèi)混汞法:細(xì)磨和混汞同一設(shè)備進(jìn)行(設(shè)備常用碾盤機(jī)見圖9-1)混汞滾筒(圖9-2)外混汞法:磨礦后在另一設(shè)備中混汞 金在水中不起任何反應(yīng),也不溶于強(qiáng)酸或
3、強(qiáng)堿中,要使金成為易溶而又穩(wěn)定的金離子,必須使它轉(zhuǎn)化為絡(luò)合物離子。在氧存在浸出金時(shí),絡(luò)合能力最強(qiáng)的絡(luò)合劑是氰化物,其次是硫脲和氯離子 硫脲法無(wú)毒、溶解速度高、流程短,但硫脲昂貴。在酸性硫脲溶液中的金銀溶解反應(yīng)為:水溶液氯化法反應(yīng)速度快、回收率高,但污染環(huán)境和腐蝕設(shè)備,溶金反應(yīng)為:eNHCSAuNH2CSAu122222eNHCSAgNH3CSAg132222142AuCl4e2ClAu氰化法是用氰化物(KCN或NaCN)溶液浸出礦石中的金銀,然后再?gòu)慕鲆褐刑崛〗疸y的方法。氰化法的金銀回收率高,對(duì)礦石的適應(yīng)性強(qiáng)。但氰化物有劇毒,且提取速度慢,又易被其他金屬離子干擾。氰化物對(duì)金銀的溶解的反應(yīng)為:
4、Au(Ag)-CN1-H2O系圖(圖9-4)2KOHCN2KAuO21OH4KCN2Au2222KOHCN2KAgO21OH4KCN2Ag222金銀氰絡(luò)合物的還原電極電位都很低 用作溶解金銀的氰化物有氰化鈉、氰化鉀、氰化銨和氰化鈣 相對(duì)溶金能力是NH4CNCa(CN)2NaCNKCN 浸出后的礦漿經(jīng)濃縮、過(guò)濾和洗滌后,含金銀的氰化溶液送去加鋅沉淀金銀:從浸出液中沉淀金銀還有炭漿法、離子交換法和電解沉積法 422CNZnNa2AuZnCN2NaAu422CNZnNa2AgZnCN2NaAg 鉛精礦如果采用火法精煉,則是用加鋅提銀法,此時(shí)把金屬鋅加到含銀的粗鉛中,銀與鋅結(jié)合成銀鋅合金而與鉛水分離。
5、此種銀鋅合金稱為銀鋅殼 表表9-1 銀鋅殼的化學(xué)組成(銀鋅殼的化學(xué)組成(%)工 廠AuAgPbZnCuI10.6976.5410.703.30II3.475.522.0III0.00154.054.040.02.0IV2.660.020.0加鋅提銀原理加鋅提銀原理提銀提銀 用加鋅的方法提銀。由于鋅對(duì)金銀具有很大的親和力,形成的化合物比重小,熔點(diǎn)高,且不溶于被鋅飽和的鉛液中,而以固體銀鋅殼浮于鉛面,與鉛分離。表表9-2 一些鋅化物的熔點(diǎn)(一些鋅化物的熔點(diǎn)()鋅化物AuAgCuFeNiCoAuZnAu3Zn5AuZn3Ag2Zn3Ag2Zn5Cu2Zn3FeZn7FeZn3NiZn3CoZn4熔點(diǎn)
6、725644475665636835647765876873口述口述(1)金銀形成一系列難熔而比重輕的化合物進(jìn)入銀鋅殼(表9-2);(2)銅、鐵、鎳、鈷等也與鋅形成高熔點(diǎn)化合物進(jìn)入銀鋅殼(表9-2),增加鋅的消耗和降低銀鋅殼中貴金屬的含量,但這些雜質(zhì)大多數(shù)已在除銅時(shí)除去;(3)砷、銻、錫、鉍等與鋅可形成化合物、共晶或不發(fā)生反應(yīng),它們主要是留在鉛液中,引起貴金屬進(jìn)入銀鋅殼的量降低,消耗了鋅而又妨礙了鋅與貴金屬化合,同時(shí)使銀鋅殼變成糊狀,使銀鋅殼難以與鉛水分離,也增加了銀鋅殼中的鉛含量。加鋅提銀的原理加鋅提銀的原理脫鉛采用熔析法,它在熔析鍋內(nèi)進(jìn)行,可用電加熱,使鍋的上部溫度為550,下部350。因
7、鉛與銀鋅合金互不溶解而分層,下層為鉛液,上層為銀鋅合金。熔析后的鉛液用虹吸法放出。銀鋅殼在鍋內(nèi)聚集到一定程度后取出。熔析脫鉛后的銀鋅殼含1520%Ag、65%Zn、15%Pb,送往蒸餾脫鋅。熔析:利用某些雜質(zhì)金屬或其化合物在主金屬中溶解度隨溫度降低而顯著減小的特性,將雜質(zhì)金屬與主金屬分離,達(dá)到提純金屬的目的技術(shù)。熔析精煉是一種古老而常用的火法精煉金屬的方法。該法有升溫熔析法、降溫熔析法與加入添加熱熔析法三種。工業(yè)上多用于提純?nèi)埸c(diǎn)較低的金屬,例如粗錫熔析法除鐵、砷等,粗鋅熔析法除鉛等,粗金屬中加入適量的添加劑,與雜質(zhì)形成更穩(wěn)定的、溶解度更小的化合物,以實(shí)現(xiàn)主金屬的提純。熔化爐冷凝器經(jīng)蒸餾脫鋅的貴
8、鉛,其組成主要是鉛和銀。其下一步處理是灰吹 灰吹的目的是除去貴鉛中的鉛,同時(shí)產(chǎn)出以金銀為主的貴金屬合金?;掖当闶菍①F鉛進(jìn)行氧化熔煉。當(dāng)往熔融的貴鉛吹風(fēng)時(shí),由于鉛對(duì)氧的親和力比貴金屬對(duì)氧的親和力大,所以鉛被氧化為氧化鉛,而貴金屬不被氧化。操作時(shí)將貴鉛錠在爐床上熔化,提溫(9001000)并向熔體鼓風(fēng),放出復(fù)蓋在熔體表面的熔融氧化鉛后再加入貴鉛,直至液面出現(xiàn)銀的閃光為止。加入少量硝石以加速鉛和雜質(zhì)的氧化。至接近終點(diǎn)時(shí),投入木炭脫氧,然后撇去浮渣,放銀鑄錠。銀錠含銀約99%,送去分離金銀?;掖禃r(shí),貴鉛按反應(yīng)進(jìn)行氧化;銅氧化為Cu2O并與PbO形成低熔(689)共晶被除去;砷、銻、鋅則部分進(jìn)入煙塵,部
9、分造渣。金銀則幾乎全部進(jìn)入金銀合金中。5 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀。表表9-3 陽(yáng)極泥成分及物相組成陽(yáng)極泥成分及物相組成元素AuAgSeTeCuPbBiAsSbNiFePt-M其他圖圖 9-7 銅鉛陽(yáng)極泥處理流程圖銅鉛陽(yáng)極泥處理流程圖5 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀 陽(yáng)極泥脫銅脫硒陽(yáng)極泥脫銅脫硒(i)銅陽(yáng)極泥一般先經(jīng)篩分和分級(jí)等方法除去其中的較粗銅粒和銅屑后,才送化學(xué)處理?;瘜W(xué)脫銅脫硒常用硫酸化焙燒-浸出法,即將陽(yáng)極泥先與濃硫酸混合(酸料比1:0.751),在外加熱的小型回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行硫酸化焙燒,然后再用稀硫酸浸出。5 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀 陽(yáng)極泥脫銅脫硒陽(yáng)極
10、泥脫銅脫硒(i)22442SOO2HCuSOSO2HCu224422SO5O6HCuSO2SO6HSCu焙燒的反應(yīng)為:O3H3SOSeOAgSO3HSeAg2232422O3H3SOCuSOCuSeSO3HSeCu224422硒在低溫(240300)時(shí)的反應(yīng)為:O3H3SOCuSeOSO3HCuSe223422324SOCuOCuSeOOCuSOCuSeCuOSeOCuSeO232232O212AgSeOSeOAg高溫時(shí)(500700)的反應(yīng)為:氣體5 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀 陽(yáng)極泥脫銅脫硒陽(yáng)極泥脫銅脫硒(i)硒以SeO2進(jìn)入爐氣,它在吸收塔中用水吸收并形成硒酸:硒酸與前述反應(yīng)生
11、成的SO2作用還原成粗硒:粗硒經(jīng)過(guò)濾和洗滌后,蒸餾得純硒。3222SeOHOHSeO422232SO2HSeOH2SOSeOH5 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀 熔煉熔煉(ii)熔煉是將鉛陽(yáng)極泥和脫銅硒后的銅陽(yáng)極泥先還原為貴金屬品位3050%的貴鉛,然后將貴鉛氧化精煉為貴金屬品位高于95%的金銀合金。5 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀 熔煉熔煉(ii)1.熔煉成貴鉛熔煉成貴鉛 在還原氣氛下熔煉時(shí),PbO被還原成適量金屬鉛,同時(shí)捕集貴金屬形成Pb-Au-Ag的貴鉛。熔煉時(shí)配入部分蘇打、石英、石灰、螢石等熔劑(見表9-4)表表9-4 陽(yáng)極泥還原熔煉時(shí)的熔劑配陽(yáng)極泥還原熔煉時(shí)的熔劑配原
12、料 情 況焦 粉蘇 打石 灰鐵 屑螢石粉銅鉛陽(yáng)極泥混合24310342334銅 陽(yáng) 極 泥61081614345 從陽(yáng)極泥中提取金銀從陽(yáng)極泥中提取金銀 熔煉熔煉(ii)2.貴鉛的氧化精煉貴鉛的氧化精煉 貴鉛氧化精煉也是灰吹法。至灰吹后期也加入硝石,使銅、硒、碲等徹底氧化:加入蘇打時(shí),TeO2形成亞碲酸鈉蘇打渣,它是提碲的原料:22232NOOKOCu2KNO2Cu222232TeO6NOO3KOAg6KNOTeAg232322COTeONaCONaTeO屬兩步電解法:屬兩步電解法:第一步是以金銀合金為陽(yáng)極進(jìn)行電解。第二步將電銀產(chǎn)出的陽(yáng)極泥熔鑄為陽(yáng)極進(jìn)行電解,在陰極析出電金。粗,純AgOHHNO
13、AgNOAg2331AgeAgAgeAg1電解過(guò)程的電化系統(tǒng)為:陽(yáng)極溶解反應(yīng):陰極析出反應(yīng):電解時(shí)各種雜質(zhì)的行為可由它們的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(表9-5)大致了解。表表9-5 一些元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(一些元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(V)元素PbH2AsBiCuSbAgPtAu電位-0.13 0.000.290.30.340.470.791.201.42銀電解精煉的電流密度為250400A/m2,槽電壓1.53.5V,電解周期3648h,同極距離150180mm。電流效率為9698%。銀電解陽(yáng)極泥分離金銀的方法銀電解陽(yáng)極泥分離金銀的方法硝酸(濃硫酸)法是用硝酸溶解陽(yáng)極泥中的銀,不溶部分為品位達(dá)90%Au的金粉。
14、金粉鑄成陽(yáng)極送往精煉二次電解法是將陽(yáng)極泥再鑄成陽(yáng)極,按銀電解精煉方法再電解產(chǎn)出電銀,陽(yáng)極泥(二次黑金粉)含金高于90%,鑄成陽(yáng)極送金電解精煉。粗,純AuOHHClHAuClAu243Aue3AuAue3Au3金電解的電化系統(tǒng)為:電解時(shí),陽(yáng)極發(fā)生金的電化溶解:而陰極則發(fā)生金的電化沉積:金電解時(shí)的極間距離取80120mm。電流效率達(dá)9598%,陰極金品位99.9599.99%,殘極率為1520%。在鉑族金屬中,加工性能最好的是鉑和鈀,它們可拉成0.001mm的絲或錘成0.127m的箔;但其強(qiáng)度較差,故鉑常加入銠、銥,鈀常加入銀、銅,以提高其強(qiáng)度和改善其抗蠕變性。鉑族金屬均能溶于鉛、鋅、錫熔體中。高
15、溫下,鉑和鈀可溶解碳,降溫時(shí)又把碳部分析出,使鉑、鈀變脆,稱為中毒。鉑族金屬的主要化合物見表10-2,它是冶金過(guò)程中分離和提取各種鉑族金屬的主要依據(jù)。10.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(i)從砂鉑礦中富集從砂鉑礦中富集 砂礦中的鉑族金屬礦物有比重大和0.074mm(+200目)時(shí)單體分離較好,可用淘汰盤、混汞或其他重洗方法獲得粗鉑或鋨銥礦的精礦。10.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(ii)在銅鎳硫化礦冶煉過(guò)程中富集在銅鎳硫化礦冶煉過(guò)程中富集 高冰鎳用羰基法處理時(shí),它們則留在羰化殘?jiān)小4嗽?jīng)焙燒和硫酸浸出其中的銅鎳后,可得到含上述金屬20%左右的浸出渣。高冰鎳用分層熔煉法處理時(shí),鉑族
16、金屬和大量的金進(jìn)入Ni3S2底層。用鎳電解處理底層生產(chǎn)電鎳時(shí),它們便進(jìn)入鎳陽(yáng)極泥中;用銅電解處理頂層生產(chǎn)電銅時(shí),銀和其余貴金屬則進(jìn)入銅陽(yáng)極泥。10.1 鉑族金屬的富集鉑族金屬的富集高冰鎳用緩冷結(jié)晶浮選分離處理方案時(shí),最終可獲得富集有貴金屬的鎳陽(yáng)極泥和銅陽(yáng)極泥。用濕法冶金處理高冰鎳,貴金屬則進(jìn)入浸出殘?jiān)?。可以利用Cu-Ni合金有磁性、比重大和不易磨碎等特點(diǎn),用磁選法使Cu-Ni合金與Ni3S2及Cu2S分開。進(jìn)一步富集處理Cu-Ni合金,即可獲得富集程度更高的提取貴金屬的原料。10.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(iii)從鎳陽(yáng)極泥中再次富集從鎳陽(yáng)極泥中再次富集 硫化鎳陽(yáng)極直接電解產(chǎn)出的陽(yáng)
17、極泥含90%S,6070g/t Pt,2535g/t Pd,5070g/tAu和Ni、Cu、Fe、SiO2等雜質(zhì)。圖圖 10-1 從陽(yáng)極泥富集貴金屬流程從陽(yáng)極泥富集貴金屬流程10.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(iii)1)熱濾脫硫 鎳陽(yáng)極泥經(jīng)洗滌除去其中的殘酸和可溶物后,可采用焙燒、蒸餾、浮選、加壓浸出、溶劑萃取和熱過(guò)濾等方法脫硫。熱濾脫硫法,即是將陽(yáng)極泥用蒸氣加熱至135145使硫熔化變稀之后,趁熱用過(guò)濾盤真空抽濾將硫與不熔殘?jiān)珠_。10.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(iii)2)二次電解)二次電解 二次電解的目的是將熱濾渣進(jìn)一步處理,以富集貴金屬和脫硫。將熱濾渣熔化鑄成陽(yáng)極,不
18、銹鋼板為陰極,進(jìn)行隔膜電解。陽(yáng)極上的鎳、銅、鐵、鈉等以硫酸鹽形態(tài)溶入電解液中,Cu2+呈海綿銅在陰極析出,貴金屬進(jìn)入二次陽(yáng)極泥。10.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(iii)3)加壓浸出)加壓浸出-水溶液氯化水溶液氯化 加壓浸出的流程簡(jiǎn)單,生產(chǎn)周期和試劑消耗都小,綜合回收率高,金鈀的直收率達(dá)92%。鉑達(dá)88%。高壓浸出渣還不是生產(chǎn)貴金屬的精礦,再須進(jìn)行水溶液氯化浸出處理,利用氯氣的強(qiáng)氧化作用將浸出渣中的貴金屬造液,為進(jìn)一步產(chǎn)出貴金屬精礦提供原料。氯氣對(duì)各種貴金屬的氧化行為可參考它們的還原電位氯氣對(duì)各種貴金屬的氧化行為可參考它們的還原電位(見表(見表10-3)表表10-3 貴金屬和氯在貴金屬
19、和氯在25時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電位(時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電位(V)電極標(biāo)準(zhǔn)電位+1.58+1.42+1.358+1.2+1.15+0.987+0.80+0.7994+0.49由于氯溶于水之后能生成還原電位更正(+1.63V)的次氯酸:HClOHClOHCl22AuAu1AuAu321Cl2ClPt2PtIrIr3PdPd2RhRh3AgAg1RuRu310.1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(iii)生成的氯化銀可在濃鹽酸或堿金屬氯化物溶液中溶解:;但當(dāng)溶液稀釋時(shí),它又會(huì)逆向反應(yīng)析出氯化銀沉淀。第一次氯化后的殘?jiān)M(jìn)行第二次氯化,并且二次氯化后的殘?jiān)皂毤刑幚?,以回收其中的貴金屬。231AgCl2ClAgCl10.
20、1 鉑族金屬的富集(鉑族金屬的富集(iii)4)從二次銅鎳合金生產(chǎn)貴金屬精礦)從二次銅鎳合金生產(chǎn)貴金屬精礦圖10-1已經(jīng)指出熱濾渣可以送去煉二次高冰鎳。二次高冰鎳是與一次合金一起的吹煉產(chǎn)物,用它來(lái)提取二次合金,并將貴金屬富集于其中,最后產(chǎn)出貴金屬精礦。這是一種有效的富集方法。其流程如圖10-2所示。圖圖10-2 二次合金生產(chǎn)貴金屬精礦流程二次合金生產(chǎn)貴金屬精礦流程一、鹽酸和硫酸浸出溶解脫除銅鎳鐵 階段二、有機(jī)溶劑溶解脫除硫 階段分離鋨釕的流程如圖分離鋨釕的流程如圖10-3所示所示(P272)用蒸餾方法使鋨釕與其他金屬分開的(參閱表10-2)(P267)O92HClNaClSONaSOH3NaC
21、lO42423 Cl2O2HO2HCl2在加熱至沸并用稀硫酸漿化和加入氯酸鈉造液的情況下,發(fā)生如下反應(yīng):62PtClHCl42HClPt 42PdClHCl22HClPd 62RhClHCl42HClRh 62PIrClHCl42HClIr 52OsClHCl32HClOs 52RuClHCl32HClRu 4HPAuClCl3HClAu在初生態(tài)氯的強(qiáng)氧化作用下,精礦中的貴金屬被溶解:52OsClH52RuClH和容易氧化成OsO4和RuO4,它們?cè)?00下?lián)]發(fā)進(jìn)入氣相 造液的未溶殘?jiān)突卮禑挸啥魏辖?OsO4和RuO4都有毒,所以要求設(shè)備有嚴(yán)格密封和車間良好通風(fēng)。蒸餾過(guò)程的餓釕蒸出率99%
22、以上。利用RuO4能溶于鹽酸而OsO4不溶的特點(diǎn),在吸收裝置的前段用2535的4mol鹽酸吸收釕,后段用20%NaOH吸收餓。釕吸收液經(jīng)濃縮至30g/l Ru后,加NH4Cl使釕沉淀:將黑紅色的 用酒精洗至無(wú)色后烘干和煅燒(430),然后在850下用氫還原,即得釕粉。2HClRuClNHCl2NHRuClH524452524RuClNH鋨吸收液可加氫氧化鉀或氯化銨沉鋨:則經(jīng)干燥和在700800下煅燒,再用氫還原和在氮中冷卻得鋨粉。鋨粉品位高于99%Os。4NaOHOsO2K4KOHOsO2Na4242O2H2NaClClNHOsOCl4NHOsONa224324422432ClNHOsO選擇沉
23、淀金鈀選擇沉淀金鈀(II)選擇沉淀金鈀的流程如圖10-4所示(見p274)蒸餾分離鋨釕的殘液在加溫和攪拌的情況下加入鹽酸至無(wú)黃煙產(chǎn)生為止,使殘存的氯酸鈉分解:然后加入10%的Na2S使貴金屬和普通金屬以硫化物形態(tài)沉淀:PtS2、Au2S3、PdS、Rh2S3、Ir2S3等和銅鎳硫化物的棕黑色沉淀。選擇沉淀金鈀選擇沉淀金鈀(II)王水溶解貴金屬的造液反應(yīng)為:銠、銥很難被王水溶解,它只溶解鉑、鈀、金而相應(yīng)形成 、。造液所得溶液須趕硝,即將溶液加熱濃縮的同時(shí)加入大量濃鹽酸,使硝酸分解成NO2和NO氣體,與液體分離。4NOO8HPtCl3H3Pt4HNO18HCl262362PtClH62PdClH4
24、HAuCl選擇沉淀金鈀選擇沉淀金鈀(II)鹽酸氯化造液法是在加入鹽酸和過(guò)氧化氫的情況下進(jìn)行下列反應(yīng):然后,加入Na2S便可使貴金屬氯絡(luò)酸溶液中的金和鈀選擇沉淀出來(lái) O4HPtClHO2H6HClPt262222SO4HPtClHO2H6HClPtS262222選擇沉淀金鈀選擇沉淀金鈀(II)選擇沉淀金鈀的沉淀率達(dá)99100%,同時(shí)還有2030%的鉑進(jìn)入其中。它被送去分離金、鈀和鉑。沉淀后的濾液則送去分離鉑、銠和銥。金與鉑鈀分離也用HCl和H2O2(或Cl2)造液,使它們以HAuCl4、H2PdCl4和H2PtCl6進(jìn)入溶液,然后在8090下用二氧化硫還原金:所得海綿金用萃取法或電解法、最好用草
25、酸還原法提純得99.99%Au金粉 8HClSO3HAu2OH63SO2HAuCl42224選擇沉淀金鈀選擇沉淀金鈀(II)沉金后的溶液用煮沸或通氯法趕掉SO2后,加氯化銨分離鉑鈀:此時(shí)生成淡黃色沉淀,則溶解留在溶液中。經(jīng)吸濾和氨水洗滌后,將含鉑的沉淀物干燥并在750下煅燒得海綿鉑:含鈀濾液經(jīng)濃縮至40g/l后,通氯沉鈀 含鈀沉淀物或經(jīng)干燥和煅燒,或用水合肼直接還原得金屬鈀 鉑與銠銥分離鉑與銠銥分離(III)各種鉑族金屬氯絡(luò)離子水解反應(yīng)各種鉑族金屬氯絡(luò)離子水解反應(yīng) 和和 以及其平衡以及其平衡值列在表值列在表10-4內(nèi)。內(nèi)。0pHpH銠銥分離銠銥分離(IV)工業(yè)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)用烷基氧化膦(R3PO,
26、簡(jiǎn)稱TAPO)萃取分離銠銥,但在萃取前必須預(yù)先除去銠銥富集液中微量的餓、釕、金、鈀、鉑和銅、鎳、鐵等。銅、鎳、鐵可用H型-732陽(yáng)離子樹脂在=11.5下交換除去:1231221132HNiFe,CuSORNi,FeCuHSOR2TAPO萃取分離銠銥流程(見圖萃取分離銠銥流程(見圖10-6)見)見p277萃取劑的體積百分比為:TAPO:磺化煤油:仲辛醇=3:5:2。萃取前,溶液中的銥必須用氯氣或氯酸鈉氧化成高價(jià)(四價(jià))。送萃取的料液中銠銥的離子濃度均應(yīng)小于2g/l,鹽酸濃度35mol,常溫萃取,相比1,萃取級(jí)數(shù)13。反萃劑為稀氫氧化鈉。反萃液可直接送銥精煉,也可經(jīng)過(guò)濾除去其中的有機(jī)雜質(zhì)后用氯化銨
27、沉淀銥:2NaCl2HClIrClNHCl2NHIrClNaIrClH62446262所得的氯銥酸銨沉淀物經(jīng)干燥并在900下氫還原得99%Ir的海綿銥。銠銥分離銠銥分離(IV)萃余液提銠是將萃余液濃縮至干,然后水溶并過(guò)濾除去有機(jī)物雜質(zhì),用NaOH將溶液調(diào)至弱堿性(=8),在80下加甲酸得金屬銠:甲酸還原所得的銠粉含有少量的銥和其他金屬雜質(zhì),稱為粗銠。粗銠除銥是先將它加熱至600700,加入氯酸鈉使其氧化成Rh2O3和RhO2,然后通入氯氣:鉑的精煉鉑的精煉(I)1.載體水解法載體水解法 首先用王水將鉑料造液,其反應(yīng)為:溶液經(jīng)過(guò)濾除去硝酸銀及少量不溶物后送去除金 經(jīng)處理過(guò)的含鉑料液,加入氯化銨并
28、靜置2024h之后,便可獲得的黃色沉淀。此沉淀物用515%NH4Cl濃度的水溶液洗至洗液無(wú)色,經(jīng)干燥和分解焙燒,得灰白色的高純海綿鉑。4NOO8HPtCl3H18HCl4HNO3Pt2623鉑的精煉鉑的精煉(I)2.氯鉑酸銨反復(fù)沉淀法氯鉑酸銨反復(fù)沉淀法 在用氯化銨沉淀鉑氯絡(luò)離子時(shí),鉑最易反應(yīng),銠銥次之,鈀又更次之,而普通金屬氯化物則不能沉淀。這樣,氯鉑酸銨反復(fù)沉淀法雖不能將各種鉑族金屬完全分開,但能使部分銠銥和大部分鈀與鉑分離。最后產(chǎn)出的氯鉑酸銨沉淀物經(jīng)干燥和煅燒,即得99.99%Pt的海綿鉑,其直收率約99%。鉑的精煉鉑的精煉(I)3.電解精煉法電解精煉法 用粗鉑做陽(yáng)極,200300g/l
29、HCl和50100g/l H2PtCl6溶液做電解液,在溫度60、槽電壓11.5V和電流密度200300A/m2下進(jìn)行脈沖電流電解,可得99.98%Pt的陰極鉑。鈀的精煉鈀的精煉(II)1.氯鈀酸銨反復(fù)沉淀法氯鈀酸銨反復(fù)沉淀法 用上述各種造液方法獲得的鈀液使其含鈀量約為100g/l后,在氧化劑(氯氣)和緩慢加溫的情況下,每升料液加入200250g固體氯化銨,便生成氯鈀酸銨的紅色沉淀,其反應(yīng)為:2HClSOHPdClNHOHSOPdClNH42424226246242424PdClNHClPdClNH鈀的精煉鈀的精煉(II)反應(yīng)生成的四價(jià)鈀的氯鈀酸銨很不穩(wěn)定,在長(zhǎng)時(shí)間加熱或還原劑作用下,它會(huì)分解
30、或還原成氯亞鈀酸銨的暗紅色溶液。這樣,就可以利用還原劑和氧化劑反復(fù)處理,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步除去其中雜質(zhì)的目的。鈀的精煉鈀的精煉(II)2.二氯二氨絡(luò)亞鈀沉淀法二氯二氨絡(luò)亞鈀沉淀法 該法的造液與氯鈀酸銨反復(fù)沉淀法相同。若溶液中有硝酸根,則應(yīng)先趕硝,才進(jìn)行氨水絡(luò)合:其他的多數(shù)金屬離子也生成相應(yīng)的氫氧化物或堿式鹽沉淀。O4H4HClPdClNHPdOH4NHPdCl2H2444442O4H4NaClPdClNHPdOH4NHPdCl2Na2444442鈀的精煉鈀的精煉(II)當(dāng)繼續(xù)加入氨水至 =89并加熱至80時(shí),再與氨水反應(yīng),并反溶進(jìn)入溶液,此即淡色的二氯四氨絡(luò)亞鈀溶液:經(jīng)過(guò)濾和洗滌后,濾液與洗液合并,送
31、往精煉。444PdClNHPdpHO4HClNH2PdOH4NHPdClNHPd22444444鈀的精煉鈀的精煉(II)精煉是用鹽酸酸化,使二氯四氨絡(luò)亞鈀轉(zhuǎn)化為二氯二氨絡(luò)亞鈀的黃色沉淀,其他雜質(zhì)仍留在溶液中,從而使它們與鈀進(jìn)一步分離:氨水絡(luò)合和酸化沉淀反復(fù)幾次后便可將雜質(zhì)除去到限度以下。Cl2NHClNHPd2HClClNHPd4224244鈀的精煉鈀的精煉(II)二氯二氨絡(luò)亞鈀沉淀物經(jīng)烘干和在600下煅燒使其分解并氧化:氧化亞鈀經(jīng)洗滌并在高溫下氫還原得海綿鈀。24224NCl4NH2HCl3PdClNH3Pd2PdOO2Pd2銠的精煉銠的精煉(III)將銠錠與45倍重量的鋅熔成合金,然后用鹽
32、酸溶去其中的鋅,不溶物即銠粉。將銠粉拌入熔融的(500550)硫酸氫鈉熔體中,恒溫23h,使銠變成可溶于水的硫酸銠。如是進(jìn)行數(shù)次,直至銠全部以硫酸銠溶解為止。硫酸銠溶液用NaOH中和得Rh(OH)3沉淀,過(guò)濾并洗去其中的硫酸根后,用鹽酸溶解得氯銠酸:O3HRhClH5HClOHRh2523O4HRhClH6HClOHRh2624銠的精煉銠的精煉(III)使銠氯絡(luò)離子絡(luò)合:用碳酸鈉堿液調(diào)整料液=78,煮沸3060min,使料液中的普通金屬雜質(zhì)呈氫氧化物沉淀而與銠分離。分離出來(lái)的含銠溶液用硫化氫或硫化鈉硫化,選擇沉淀其中的雜質(zhì)。2HCl3NaClNORhNa5NaNORhClH5222525NaC
33、lNORhNa5NaNORhClN522252a銠的精煉銠的精煉(III)將料液冷卻至18以下,用醋酸酸化至微酸性,加入氯化銨以產(chǎn)出亞硝基絡(luò)銠酸鈉銨白色沉淀:2NaClNONaRhNHCl2NHNORhNa62244623將6224NONaRhNH煅燒再用氫還原得銠粉。將 銥的精煉銥的精煉(IV)先將粗銥粉造液。用銥粉:苛性鈉:過(guò)氧化鈉=1:1:3的配料,在600750下熔化并攪拌6090min。熔融產(chǎn)物倒在鐵板上或坩堝中碎化冷卻,用冷水浸出鋨釕,銥則以氯化物或鈉鹽留在殘?jiān)?獲得的含銥鹽酸溶液用氯氣或硝酸氧化,使銥轉(zhuǎn)變?yōu)镮r4+,再加入氯化銨得氯銥酸銨沉淀。純黑色的氯銥酸銨沉淀物經(jīng)冷卻、澄清
34、、過(guò)濾和用15%NH4Cl溶液洗滌,送去還原。銥的精煉銥的精煉(IV)待銥全部還原生成三價(jià)銥鹽后,冷卻過(guò)濾,進(jìn)行氯銥酸銨的再沉淀。如此反復(fù)還原、硫化、氧化處理,即可除去料液中的雜質(zhì)。經(jīng)精制的黑色氯銥酸銨沉淀物用王水和濃度為10%NH4Cl的溶液洗滌,烘干后,在2200、500和600各恒溫2h煅燒,獲得三氯化銥和氧化銥的黑色混合物;然后在900下用氫還原2h,得灰色海綿銥。海綿銥用稀王水煮洗0.5h,再用去離子水洗滌至中性后,烘干,得99.999.99%Ir的海綿銥成品。謝謝觀看/歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH
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