本发明属于贵金属回收
技术领域：
，具体涉及一种用含钌废料制备三氯化钌的方法。
背景技术：
：三氯化钌是一种重要的无机物，能够与许多试剂反应生成多种络合物，也是制备许多钌络合物的起始物，三氯化钌可用于多相催化或均相催化，可作为许多有机物的聚合、异构化、加氢等反应的催化剂，三氯化钌还能用于电镀、电解阳极，电子工业等重要的化工原料。三氯化钌的用途十分广泛，目前制备三氯化钌的方法有以下几种：（1）文献“次氯酸钠法制备三氯化钌[J].无机盐工业,1981,(2):54”报道了用次氯酸钠氧化钌粉，然后向反应液中滴加硫酸制备三氯化钌；（2）文献“用含钌废料直接制备试剂级三氯化钌[J].贵金属,2009,30(4):37-39”报道了用氢氧化钠、氯气同钌粉反应制备三氯化钌；（3）专利“一种制备水合三氯化钌的方法[P]:中国,CN201711041915.7”报道了钌粉、氯化钠混合高温熔融通入氯气制备三氯化钌。方法（1）中以纯钌粉为原料，所用的次氯酸钠一般以溶液形式存在，消耗量大，成本高，且反应速度慢，产率低；方法（2）中需要大量使用氯气，氯气为剧毒气体，生产过程中存在很大的安全隐患；方法（3）需要在高温下反应，设备成本高，能耗高。以上三氯化钌的制备方法存在反应效率低、能耗高、安全性不好的问题，而且大部分需要较高纯度的钌粉作为原料，进一步提升了生产成本。技术实现要素：本发明针对上述传统的三氯化钌制备方法所存在的一系列技术问题，提供了一种反应效率高，安全性好，能耗低的用含钌废料制备三氯化钌的方法，本方法使用氯酸钠和液溴协同作用使废料中的钌氧化成四氧化钌，再通过盐酸吸收，加热浓缩、结晶和红外干燥制备得到三氯化钌晶体。本发明提供了一种用含钌废料制备三氯化钌的方法，其包括以下步骤：（1）焙烧：将含钌废料进行焙烧，焙烧温度为200℃～800℃，焙烧时间为4h～8h；（2）制备RuO4：将焙烧好的含钌废料加入到反应釜中，再加入氯酸钠、液溴和水，在60℃～100℃条件下搅拌反应，反应1.5h～5h，其中，按重量份数计所述含钌废料含钌量：氯酸钠：液溴：水为100：150～550：2～6：300～800；（3）制备H2RuCl5溶液：在常温下采用盐酸吸收上述步骤（2）反应产生的RuO4，即可得到H2RuCl5溶液；（4）烘干：将生成的H2RuCl5溶液加热浓缩使其结晶，然后红外干燥，即得到水合三氯化钌晶体。上述步骤（1）中在焙烧所述含钌废料时，依次在200℃、400℃、600℃、800℃四个温度段各焙烧2h，并且通入氮气保护。上述步骤（2）中制备RuO4反应过程中，在80℃条件下搅拌反应。上述步骤（2）中按重量份数计所述含钌废料含钌量：氯酸钠：液溴：水为100：200：3：600。上述步骤（3）中采用盐酸吸收RuO4时，采用2～5级吸收。与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：（1）本发明采用回收的含钌废料作为原料，经济环保，符合绿色发展要求；（2）本发明采用氯酸钠作为氧化剂，相较于常用的10%～14%的次氯酸溶液经济实惠，且生产等量三氯化钌所需的反应釜更小；（3）本发明的制备方法具有反应速率快，转化率高，安全性好，能耗低等特点。具体实施方式以下通过一系列的较佳实施例对本发明技术方案做进一步的详细描述。实施例1，用钌炭催化剂回收废料制备三氯化钌，包括以下步骤：（1）焙烧：取1000kg钌炭催化剂回收废料，其中钌含量为0.24%，进行焙烧，依次在200℃、400℃、800℃各温度阶段焙烧2h，并通入氮气保护，得到焙烧料10.25kg，其中钌含量为23.35%；（2）制备RuO4：将焙烧料加入到反应釜中，再加入11.50kg氯酸钠、0.14kg液溴和12.00kg水，在100℃条件下搅拌反应，反应1.5h，其中按重量份数计的所述焙烧料含钌量：氯酸钠：液溴：水为100：480：6：500；（3）制备H2RuCl5溶液：在常温下用5级盐酸瓶吸收反应产生的RuO4，即得到H2RuCl5溶液；（4）烘干：将生成的H2RuCl5溶液加热浓缩使其结晶，然后红外干燥，即得到6.405kg三氯化钌晶体。经检测三氯化钌质量符合HG／3679–2000标准，结晶钌含量为37.16%，三氯化钌产品收率99.17%。实施例2，用钌氧化铝催化剂回收废料制备三氯化钌，包括以下步骤：（1）焙烧：取500kg钌氧化铝催化剂回收废料，其中钌含量为1.39%，进行焙烧，依次在200℃、400℃、800℃各温度阶段焙烧2h，通入氮气保护，得到焙烧料129.89kg，钌含量为5.35%；（2）制备RuO4：将焙烧料加入到反应釜中，再加入38.23kg氯酸钠、0.28kg液溴和55.60kg水，在60℃条件下搅拌反应，反应5h，其中按重量份数计的所述焙烧料含钌量：氯酸钠：液溴：水为100：550：4：800；（3）制备H2RuCl5溶液：在常温下用5级盐酸瓶吸收反应产生的RuO4，即得到H2RuCl5溶液；（4）烘干：将生成的H2RuCl5溶液加热浓缩使其结晶，然后红外干燥，得到18.50kg三氯化钌晶体。经检测三氯化钌质量符合HG／3679–2000标准，结晶钌含量为37.23%，三氯化钌产品收率99.09%。实施例3，用提取过铂、钯后的王水不溶渣含钌废料制备三氯化钌，包括以下步骤：（1）焙烧：取50kg提取过铂、钯后的王水不溶渣含钌废料，其中钌含量为34.81%，进行焙烧，依次在200℃、400℃、800℃各温度阶段焙烧2h，通入氮气保护，得到焙烧料46.31kg，钌含量为37.57%；（2）制备RuO4：将焙烧料加入到反应釜中，再加入34.80kg氯酸钠、0.52kg液溴和104.40kg水，在80℃条件下搅拌反应，反应3h，其中按重量份数计的所述焙烧料含钌量：氯酸钠：液溴：水为100：200：3：600；（3）制备H2RuCl5溶液：常温下用5级盐酸瓶吸收上述反应产生的RuO4，即得到H2RuCl5溶液；（4）烘干：将生成的H2RuCl5溶液加热浓缩、结晶，然后红外干燥，得到46.47kg三氯化钌晶体。经检测三氯化钌质量符合HG／3679–2000标准，结晶钌含量为37.18%，三氯化钌产品收率99.27%。实施例4，用提取过金、银后的王水不溶渣含钌废料制备三氯化钌，包括以下步骤：（1）焙烧：取30kg提取过金、银后的王水不溶渣含钌废料，其中钌含量为40.78%，进行焙烧，依次在200℃、400℃、800℃各温度阶段焙烧2h，通入氮气保护，得到焙烧料29.64kg，钌含量为41.25%；（2）制备RuO4：将焙烧料加入到反应釜中，再加入18.35kg氯酸钠、0.24kg液溴和36.70kg水，在70℃条件下搅拌反应，反应2.5h，其中按重量份数计的所述焙烧料含钌量：氯酸钠：液溴：水为100：150：2：300；（3）制备H2RuCl5溶液：常温下用5级盐酸瓶吸收上述反应产生的RuO4，即得到H2RuCl5溶液；（4）烘干：将生成的H2RuCl5溶液加热浓缩、结晶，然后红外干燥，得到32.57kg三氯化钌晶体。经检测三氯化钌质量符合HG／3679–2000标准，结晶钌含量为37.21%，三氯化钌产品收率99.06%。对比实施例，用提取过铂、钯后的王水不溶渣含钌废料制备三氯化钌，包括以下步骤：（1）焙烧：取50kg提取过铂、钯后的王水不溶渣含钌废料，其中钌含量为34.81%，进行焙烧，依次在200℃、400℃、800℃各温度阶段焙烧2h，通入氮气保护，得到焙烧料46.54kg，钌含量为37.39%；（2）制备RuO4：将焙烧料加入到反应釜中，再加入34.80kg氯酸钠和104.40kg水，在80℃条件下搅拌反应，反应8h，其中按重量份数计的所述焙烧料含钌量：氯酸钠：水为100：200：600；（3）制备H2RuCl5溶液：常温下用5级盐酸瓶吸收反应产生的RuO4，即得到H2RuCl5溶液；（4）烘干：将生成的H2RuCl5溶液加热浓缩、结晶，然后红外干燥，得到6.35kg三氯化钌晶体。经检测三氯化钌质量符合HG／3679–2000标准，结晶钌含量为37.08%，三氯化钌产品收率13.54%。实施例1至4及对比例试验结果如下表所示：项目实施例1实施例2实施例3实施例4对比实施例反应温度/℃10060807080反应时间/h1.5632.58结晶钌含量/%37.1637.2337.1837.2137.08产品收率/%99.1799.0999.2799.0613.54实施例1至4所得产品均符合HG／3679–2000标准，且产品收率均在99%以上。实施例3与对比实施例使用的是同一批钌废料，区别在于对比例反应物中没加入液溴，对比例的产品收率极低，而加了液溴的实施例3，产品收率达到99.27%，反应体系中加入液溴，能和氯酸钠协同作用，大幅提高产品的收率。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。当前第1页1 2 3