钌的简介-用途-回收提纯方法

金泽贵金属回收 钌回收 2022-06-19 26728 0



钌的简介?

钌是一种金属化学元素,在地壳中相当罕见。它有许多应用,其中大部分利用其耐腐蚀性和硬度,在金属合金等产品中。大多数人不会直接接触这种金属,尽管铂金戒指和高档钢笔等奢侈品中含有少量这种金属。纯形式成本适中,世界上大部分供应来自俄罗斯和南美的矿山。

从外观上看,钌是一种暗淡的银灰色元素,往往非常脆且极其坚硬。它有四种同素异形体形式,这意味着它在其纯净形式中具有四种不同的晶体结构,具体取决于各种条件,如暴露于热、压力和空气中。当暴露在空气和高温中时,纯元素会迅速氧化。这种金属对酸也有很强的抵抗力,它可以与其他材料形成许多化合物。在元素周期表上,钌的符号是Ru,它的原子序数为44。

有几个人声称发现了钌。功劳通常归功于俄罗斯化学家卡尔克劳斯,他成功地将其从不纯的铂矿石中分离出来。他以拉丁语Ruthenia命名该元素,该词用于描述俄罗斯帝国的早期形式,横跨东欧部分地区和现代俄罗斯。由于克劳斯来自东欧,他想以他的成功发现来庆祝他的祖国。

铂和钯等金属合金通常以钌为特征,以提高强度和耐用性。这种金属还用于制造各种消费品的耐磨运动部件,并出现在一些电子产品中。在自然界中,这种元素通常与铂有关,很难以纯净的形式找到它。一些净化系统也使用钌成分,医学研究人员已经探索了在癌症治疗中使用包含钌的化合物。

对这种金属的研究表明它可能致癌。它还具有生物累积性,这意味着它会在人体系统中积累,因为身体无法处理它。如果直接处理,纯元素也会弄脏皮肤。某些化合物和氧化物是有毒的,应小心处理以避免接触。

钌的用途

钌的许多新用途正在出现。大多数用于电子工业中的片式电阻器和电触点。氧化钌在化学工业中用于涂覆电化学电池的阳极以生产氯气。钌还用于生产氨和乙酸的催化剂。钌化合物可用于太阳能电池,将光能转化为电能。铂和钯,并与这些金属形成合金,以制成具有严重耐磨性的电触点。它在一些珠宝中用作与铂的合金。

钌的一种回收提纯方法?

本发明提供了一种纯化钌源以获得高纯度金属钌的方法,无需高温处理、昂贵的试剂、复杂的湿法系列或昂贵的设备。根据本发明,在一个或多个反应容器中使包含臭氧(O3)的气流与钌源例如商业钌金属海绵接触。臭氧与钌源中的钌反应生成四氧化钌(RuO4),在反应条件下为气体的化合物。然后将四氧化钌连同未反应的臭氧和剩余的气流送入收集容器中,其中大部分气态四氧化钌被热还原以在收集容器内形成二氧化钌(RuO2)沉积物。然后将沉积的二氧化钌还原,优选用氢气还原,以产生高纯度金属钌,然后将其从收集容器中除去。

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钌回收提纯相关技术和一般背景的描述

作为铂族的成员,钌与铂族的其他成员一起天然存在于俄罗斯乌拉尔山脉、北美和南美,特别是南非的矿石中。在安大略省萨德伯里镍矿区的镍矿以及南非的辉石矿床中,也发现了它与其他少量但商业化的铂金属。在商业上,钌可以通过几种复杂的化学过程从其他铂金属中分离出来,最后阶段通常包括氯化铵钌或亚硝基氯化钌的氢还原,以生产钌金属粉末。

钌是一种坚硬的白色金属,是铂和钯最有效的硬化剂之一,通常与这些金属形成合金以产生具有严重耐磨性的电??触点。也有报道称,钌合金,特别是钌-钼合金,在10.6°K时表现出超导性。还有报道称,添加低至0.1%的钌,钛的耐腐蚀性能提高100倍以上。钌也是一种多功能催化剂,经常用于石化和其他工业过程中以去除H2S。

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钌回收提纯方法部分简介:

基于溶液中低沸点氧化物的形成,存在用于回收和提纯钌和锇的常规技术,氧化物随后通过加热从溶液中除去。对于锇,将金属氧化为VIII氧化态相对容易,可以使用多种氧化剂。此外,即使在相当强的酸性条件下,也可以有效地去除锇,因为形成四氧化物。然而,在钌的情况下,氧化更加困难,并且将溶液的pH值控制在相对较高的值是必不可少的。在这些情况下,从溶液中去除钌是不完全的,通常在溶液中留下百万分之几百的钌。这不仅代表钌回收的损失,而且剩余的钌在其他铂族金属的精炼和回收提纯过程中构成杂质元素。该方法的其他缺点包括钌馏出物被酸污染以及与四氧化钌的高度不稳定性质相关的爆炸危险。

使用溶剂萃取和离子交换方法分离和纯化钌的其他方法取得了有限的成功,通常涉及从硝酸溶液中进行溶剂萃取。在这样的溶液中,钌以一系列亚硝基硝酸钌络合物的形式出现,它们可以通过溶剂萃取从溶液中分离出来,通常是长链叔胺。众所周知,钌会形成大量的亚硝基钌络合物,这种络合物对钌的稳定性比对任何其他元素的稳定性都要高。因此,例如,在盐酸溶液中,亚硝基钌络合物RuNOCl2-5可以形成。这种络合物是高度可萃取的,可以优先形成,并允许将钌与其他铂族金属分离。然而,该收提纯方法有其自身的缺点,包括1)制造亚硝基钌络合物的可用方法通常仅产率90-95%和2)存在的其他铂族金属倾向于形成对阴离子溶剂萃取剂表现出相似行为的络合物。442专利继续解决这些问题,以提供一种以亚硝基钌络合物形式提取钌的方法,该方法相对于其他铂族金属具有高产率和选择性。

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