Способ переработки осмийсодержащих продуктов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано в производстве осмия. Суть: способ включает отгонку тетраоксида осмия из пульпы, состоящей из разбавленной серной кислоты и осмийсодержащих продуктов, с помощью окислителя, обеспечивающего окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) от 1 до 1,2 В, абсорбцию тетраоксида осмия раствором КОН. Осаждение осмата калия производят, снижая ОВП до 0,2 0,25 В путем введения восстановителя. Отделяют осадок фильтрацией, после чего маточный раствор возвращают на абсорбцию тетраоксида осмия. Изобретение позволяет упростить и замкнуть технологический цикл. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано в производстве осмия.

Известен способ переработки осмийсодержащих продуктов, например осмистого иридия, который включает сплавление с перекисью натрия или смесью нитратов натрия или калия со щелочью, загрузку плава в перегонный аппарат, введение окислительной смеси концентрированных азотной и соляной кислот и отгонку четырехокиси осмия при подогреве и просасывании очищенного воздуха [1, 2] Сернистый осмий, выделяемый из отработанных растворов, непосредственно вводился в перегоночный аппарат, и осмий отгонялся в виде четырехокиси из царсководочной среды. Прямая отгонка осмия из 2%-ых осмиевых концентратов предусмотрена на заводе "Порт-Колборн" (Канада) с использованием KClO₃. Эти окислители обеспечивают совместную отгонку осмия и рутения, которые улавливаются щелочными растворами. Из растворов рутений осаждают в виде двуокиси спиртом или тиосульфатом, а после отделения осадка выделяют осмий хлористым аммонием в виде соли Фреми.

Общим признаком у данной технологии с заявленным способом является отгонка осмия в газовую фазу в виде тетраоксида осмия с улавливанием его щелочным раствором.

Существенным недостатком данного аналога является то, что он не обеспечивает избирательной отгонки осмия, которая осуществляется совместно с рутением. Это приводит к необходимости производить очистку раствора от рутения. Выделение осмия в виде соли Фреми с помощью хлористого аммония не осаждает осмий количественно и требуются дополнительные операции по доосаждению осмия. Накопление реагентов исключает возможность оборота растворов, которые подлежат нейтрализации и сбросу.

Известны методы разделения осмия и рутения на стадии отгонки четырехокиси осмия, например применяемая в аналитической практике избирательная отгонка четырехокиси осмия перекисью водорода. Однако отгонка четырехокиси осмия перекисью водорода требует предварительного переведения его в раствор из осмистого иридия или других концентратов, например сплавлением с перекисью натрия или смесью нитратов натрия или калия со щелочью и выщелачиванием плава.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки осмийсодержащих концентратов, включающий отгонку тетраоксида осмия из пульпы в разбавленном растворе серной кислоты с помощью окислителя, абсорбцию путем поглощения тетраоксида осмия щелочным раствором и осаждение осмата калия восстановителем.

Недостатками прототипа являются: используется окислитель, не обеспечивающий селективную отгонку осмия, который отгоняется совместно с рутением, что требует дополнительных операций по их разделению; при поглощении тетраоксида осмия используется раствор NaOH с последующим введением раствора КОН, что исключает оборот растворов и также требует дополнительных операций по доизвлечению осмия.

На фиг.1 и 2 представлено соответственно сравнение технологических схем прототипа и предлагаемого способа.

Целью изобретения является упрощение технологии, повышение извлечения осмия и сокращение расхода реагентов за счет обеспечения селективности при отгонке осмия и возможности работы в замкнутом цикле.

Согласно изобретению в способе переработки осмийсодержащих продуктов, включающем отгонку тетраоксида осмия с помощью окислителя из пульпы, состоящей из разбавленной серной кислоты и осмийсодержащих продуктов, абсорбцию тетраоксида осмия щелочным раствором и осаждение осмата калия восстановителем, отгонку осуществляют с помощью окислителя, обеспечивающего окислительно-восстановительный потенциал пульпы (ОВП) от 1 В до 1,2 В, абсорбцию осуществляют раствором КОН, а осаждение осмата калия производят мягким восстановителем, после чего маточный раствор возвращают на абсорбцию тетраоксида осмия.

При значении ОВП ниже 1,0 В окисляются содержащиеся в концентрате примеси: взвеси серы и селена, а лишь затем начинает отгоняться осмий. Частичное улетучивание осмия может сопутствовать окислению селена. Рутений легко окисляется с образованием рутенилсульфата и переходит в раствор, но образование летучего тетраоксида рутения при потенциале пульпы менее 1,2 В не происходит.

Значение ОВП выше 1,2 В приводит к улетучиванию четырехокиси рутения и нарушению селективности отгонки осмия.

Кроме того, пульпу нагревают не ниже 90^оС, после чего окислитель вводят постепенно до достижения окислительно-восстановительного потенциала не ниже 1 В. В качестве окислителя могут быть применены персульфаты щелочных металлов. Улавливание осмата калия может быть произведено раствором КОН с концентрацией 300-600 г/л. В качестве восстановителя может быть применен этанол или метанол. Абсорбцию тетраоксида осмия осуществляют с помощью оборотного раствора КОН, содержащего восстановитель.

При использовании изобретения создаются условия, при которых происходит селективная отгонка осмия в виде его тетраоксида и технологически простое осаждение осмата калия.

Способ реализуют следующим образом. Исходный осмиевый концентрат загружается в реактор, заливается раствором серной кислоты 50-200 г/м³ при Ж:T (2-4): 1, масса разогревается до 90-100^оС и в реактор постепенно вводится окислитель, количество которого контролируется по изменению ОВП. Отгонка осуществляется при интенсивном перемешивании с просасыванием воздуха через раствор. Продолжительность отгонки определяется временем достижения ОВП значения 1-1,2 В. Отходящие газы поступают в систему поглотителей, состоящую из брызгоулавливателя, трех поглотителей осмия, заполненных оборотным раствором гидроокиси калия с концентрацией 450 г/дм³.

Раствор из первого поглотителя поступает на восстановление раствором этилового спирта. Конец восстановления определяется по изменению цвета от темно-пурпурного до фиолетового и падению ОВП до 0,2-0,25 В. При этом образуется фиолетовый осадок диоксотетрагидроксоосмата калия, пульпа фильтруется, отработанный щелочной раствор возвращается на поглощение осмия.

Изобретение позволяет упростить технологию переработки осмийсодержащих продуктов, повысить извлечение осмия из концентратов, сократить расход реагентов и обеспечить возможность работы в замкнутом цикле, тем самым устранив вредные сбросы в окружающую среду.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОСМИЙСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ, включающий отгонку осмия при введении окислителя из пульпы, содержащей разбавленную серную кислоту и осмийсодержащие продукты, абсорбцию тетраоксида осмия щелочным раствором и осаждение осмата калия восстановителем, отличающийся тем, что отгонку осуществляют при постепенном введении окислителя до достижения окислительно-восстановительного потенциала 1,0-12 В, абсорбцию осуществляют раствором едкого кали, а осаждение осмата калия проводят при снижении окислительно-восстановительного потенциала до 0,2-0,25 В путем введения восстановителя, отделяют осадок фильтрацией, а маточный раствор затем возвращают на абсорбцию тетраоксида осмия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пульпу нагревают до температуры не менее 90^oС, после чего окислитель вводят постепенно до достижения окислительно-восстановительного потенциала не ниже 1 В.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют персульфаты щелочных металлов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что абсорбцию проводят раствором едкого кали с концентрацией 400-600 г/л.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя применяют этанол.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя применяют метанол.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбцию тетраоксида осмия ведут оборотным раствором едкого кали, содержащего восстановитель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2