Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ОСМИЯ И РУТЕНИЯ

Способ селективного извлечения осмия и рутения относится к области цветной металлургии, в частности аффинату благородных металлов.

Известен способ выделения осмия и рутения из смеси соединений [1], включающий распульповку смеси добавлением воды, обработку пульпы при нагревании азотной кислотой с отгонкой осмия путем просасывания через систему воздуха и поглощением тетраоксидов осмия раствором 6 М соляной кислоты, насыщенной диоксидом серы, многократную упарку оставшегося раствора с добавлением соляной кислоты и отгонку рутения из полученного раствора путем кипячения с добавлением бромнованой кислоты. Данный способ принят за прототип. Недостатками способа являются: большой расход азотной кислоты на стадии отгонки осмия и соляной кислоты при многократном упаривании оставшейся после отгонки осмия жидкости с ее добавкой. Многократная упарка жидкости до сухих солей с последующим их растворением занимает много времени, и при работе с большими объемами эта операция становится лимитирующей в технологической цепи. Кроме того, по такой схеме сложно достигнуть высокого извлечения рутения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение, является устранение указанных недостатков.

Заданный технический результат достигается тем, что в заявленном способе селективного извлечения осмия и рутения, включающем распульповку смеси их соединений добавлением воды, обработку пульпы при нагревании кислотой с отгонкой осмия путем просасывания через систему воздуха, обработку маточного раствора соляной кислотой и извлечение из него рутения, на распульповку направляют осадок, состоящий из смеси гидратированных оксидов осмия и рутения, обработку пульпы проводят соляной кислотой до растворения осадка и окислителем, не содержащим азотную кислоту или оксиды азота, а после завершения отгонки осмия раствор фильтруют, осаждают из раствора хлорорутенат аммония и отмывают полученную соль от маточного раствора.

Сущность способа заключается в следующем. В процессе распульповки осадка, состоящего из смеси гидратированных оксидов осмия и рутения, растворения осадка не происходит. Наблюдается лишь окисление незначительной части осмия и переход его в газовую фазу в виде OsO₄. При введении в пульпу соляной кислоты и окислителя до определенного значения окислительно-восстановительного потенциала интенсивность отгонки осмия резко возрастает. Окислитель вводят для окисления осмия до высшей степени окисления с образованием газообразного OsO₄. Соляную кислоту приливают до растворения осадка, продолжая при этом вести отгонку осмия. При достижении полноты отгонки осмия (по данным анализа пробы раствора в лаборатории) раствор фильтруют. При отгонке осмия необходимо вводить окислитель, не содержащий азотную кислоту или оксиды азота, например хлорат натрия или раствор пероксида водорода, так как с кислородными соединениями азота рутений образует очень прочные нитрозильные комплексы. Чтобы на последующей стадии получить высокое извлечение рутения необходимо предварительно разрушить нитрозильные комплексы, так как в процессе отгонки окислить их до RuO₄ очень трудно. В случае наличия в растворе нитрозильных комплексов не удается достигнуть высокого извлечения рутения и при осаждении хлорорутената аммония. Даже многократное упаривание таких растворов с соляной кислотой до сухих солей не гарантирует полного разрушения нитрозильных комплексов. Фильтрацию проводят с целью отделения нерастворившегося осадка. Из отфильтрованного раствора известными способами осаждают хлорорутенат аммония и отмывают соль от маточного раствора. Отмывку соли проводят с целью удаления маточного раствора, который может содержать примеси неблагородных элементов. Выделение рутения из раствора в виде хлорорутената аммония целесообразнее проведения операции отгонки тетраоксидов рутения при переработке материалов такого типа. Процесс осаждения хлорорутената аммония более безопасный и занимает значительно меньше времени. Кроме того, если целью разделения осмия и рутения является получение аффинированных металлов, то из раствора, полученного с использованием операции отгонки, затем также потребуется осадить рутений в виде соли, либо упарить раствор до сухих солей.

Пример (предлагаемый способ)

Для распульповки и последующего селективного извлечения осмия и рутения взяли осадок смеси гидратированных оксидов осмия и рутения, содержащий, %: Ru - 36,2; Os - 0,51.

50 г влажного осадка (влажность 35%) распульповали в 50 мл воды, пульпу поместили в перегонную колбу, соединенную системой газоходов с тремя приемниками. В каждый приемник залили по 50 мл свежеприготовленного раствора 6 М соляной кислоты, насыщенной диоксидом серы. Для просасывания воздуха систему подключили к вакуумной линии. Пульпу нагрели до 80°С и медленно приливали 12 М соляную кислоту до растворения осадка. Расход соляной кислоты составил 60 мл. В процессе растворения небольшими порциями (0,5-1,0) мл в перегонную колбу вводили 30%-ный раствор пероксида водорода. После растворения осадка в течение 4 часов проводили отгонку тетраоксидов осмия при температуре (90-95)°С, поддерживая значение окислительного потенциала в реакционной смеси на уровне (800-900) мВ. После достижения полноты отгонки осмия отключили нагрев и вакуум, растворы из приемников объединили, упарили до объема 50 мл и в лаборатории определили концентрацию осмия и содержание примесей. Раствор из перегонной колбы отфильтровали, добавили к нему 60 мл концентрированной соляной кислоты, прогрели в течение 2 ч при температуре (80-90)°С и обработкой хлоридом аммония осадили хлорорутенат аммония. Полученную соль отфильтровали, хорошо промыли 10%-ным раствором хлорида аммония и проанализировали. Результаты представлены в таблице.

Как видно из приведенной таблицы, предлагаемый способ позволяет достигнуть селективного разделения осмия и рутения с высоким их извлечением в целевые продукты. По содержанию примесей полученные продукты соответствуют требованиям ГОСТ 12339-79 и ГОСТ 12343-79.

ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Ф.Бимиш. Аналитическая химия благородных металлов, ч.1, с.66-67.