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14898-67-0/三氯化釕的制備方法

背景及概述[1][2]

三氯化釕又名氯化釕。RuCl3=207.43,紅棕色或黑色葉片狀晶體,易潮解。相對密度3.11,高于500℃時分解為單質。不溶于冷水和二硫化碳,遇熱水分解,難溶于乙醇,溶于鹽酸。與碘化鉀溶液作用生成碘化物沉淀,向溶液中通入硫化氫時沉淀為三硫化二釕,能與氨、氰化鉀和亞硝酸鉀等配合劑形成相應的氨、氰、和亞硝基的配合物,與鈉汞齊或三氯化鈦作用被還原成藍色的二價釕離子。在高溫下,金屬釕與氯直接化合,或將鹽酸加到氫氧化釕中,經蒸發、濃縮、結晶均可制得。用于亞硫酸鹽的測定、氯釕酸鹽的制造,用作電極涂層材料等。

三氯化釕的制備方法

制備[2][4]

方法一、一種三氯化釕的生產工藝,包括如下步驟:

步驟(1),按照傳統方法生產RuO4氣體;然后采用稀鹽酸吸收RuO4氣體,至溶液中Ru的濃度為59g/L,同時,調節pH至1.9,得到含釕溶液;

所述的稀鹽酸是質量分數為37%的鹽酸與水按照體積比1.9:1混合而成;

步驟(2),向步驟(1)得到的含釕溶液中加入分散溶劑,分散溶劑加入的體積為含釕溶液體積的9.8%,得到分散后的含釕溶液;

所述的分散溶劑為雙氧水、乙醇和丙酮的混合物,分散溶劑中雙氧水、乙醇和丙酮的體積比為1:7.9:0.95;

步驟(3),噴霧干燥:

將步驟(2)得到的分散后的含釕溶液采用噴霧干燥機進行噴霧干燥,得到三氯化釕粉末;噴霧干燥的溫度為180-200℃,進料量為800-1000mL/h;所述的噴霧干燥機的噴嘴的材質為聚四氟乙烯。所述的噴霧干燥機的噴嘴口徑為0.5mm。

方法二、取10克釕粉投入反應器2中,吸收瓶4-9中加入5N的鹽酸,吸收瓶10-11中加入10%重量氫氧化鈉溶液。先檢查整個系統是否正常:反應器2、空瓶3、吸收瓶4-11、緩沖瓶12、真空泵13。然后開動真空泵13,關閉放空閥14,檢查各吸收瓶是否鼓泡,調節真空度達到100mmHg。

加入500毫升次氯酸鈉溶液于反應器2中,用電爐1開始加熱,保持反應器的溫度為50℃,反應器中溶液呈棕黑色,反應30分鐘后,緩慢加入9N的H2SO4溶液于反應器2中(從底部加入),溶液顏色變淺,并伴有大量金黃色RuO4氣體逸出,此時停止加H2SO4,待RuO4蒸出后再加次氯酸鈉溶液,溶液顏色變深,至顏色不再轉深時,停止加入次氯酸鈉溶液,然后加熱維持反應器內溫度50℃,反應10分鐘,再加入9N的H2SO4溶液,如此反復至溶液呈無色透明。將反應器溫度升至70℃并維持2小時,以趕出溶解的RuO4氣體,溶液呈無色透明。RuO4氣體經吸收瓶中的鹽酸吸收后生成棕紅色的三氯化釕,吸收瓶10-11中的氫氧化鈉吸收反應體系中的廢氣、廢酸,反應完成后,緩慢開啟放空閥14,停真空泵13,吸出反應殘液。經檢測,收率可達95.8%。

回收[3]

三氯化釕(RuCl3)在金屬陽極釕涂層的制備、加氫催化劑的制備及計算機硬盤記憶材料的生產等方面應用廣泛,因此,在上述生產過程中產生了大量的含釕二次資源廢料。

一種回收鍍釕廢液中三氯化釕的方法,該方法包括:

S1-1:準確移取30ml廢鍍釕液于三口燒瓶中,依次緩慢加入8ml硫酸和m1=0.8gKMnO4,在T1=75℃下水浴加熱t=1h,氧化蒸餾生成的RuO4和蒸余液;

S1-2:將RuO4氣體用n=6mol/L的HCl溶液吸收,生成RuCl3的鹽酸溶液;

S1-3:在55℃減壓蒸餾8h,即得β-RuCl3·xH2O晶體;

S2-1:將所得蒸余液過濾,棄去濾渣,得到濾液;

S2-2:在濾液中加入NaOH溶液調節pH至堿性,加入5ml預氧化劑10%NaClO及1gNaCl,在80℃下水浴保溫30min,得到預氧化的蒸余液;

S2-3:以磺化煤油為稀釋劑,正辛醇為破乳劑,配制濃度為X%=30%的N503,將制備的N503與等體積濃度為3mol/L的HCl溶液混合振蕩3次,至水相酸度不變,取出有機相,該有機相為制備的胺類萃取劑;將與經預氧化的蒸余液體積比為Y=1的胺類萃取劑與經預氧化的蒸余液混合,加入分液漏斗中,振蕩15min,靜置分層,去除水相,保留有機相,即萃取相;

S2-4:在S2-3中制得的萃取相中加入濃度為2mol/L的NaOH溶液,萃取相與NaOH溶液的體積比為1,振蕩15~30min,靜置分層,取出水相,即反萃取相;

S3:將步驟S2-4中取得的反萃取相加入至步驟S1-1進行氧化蒸餾。

經檢測及計算,本方法中所得到的β-RuCl3·xH2O晶體含量為38.8%(理論值為35%~38%),蒸餾收率為85.3%,萃取率為80.4%,總回收率為91.5%。

主要參考資料

[1]化學物質辭典

[2]CN201610759891.8一種三氯化釕的生產工藝

[3][中國發明]CN201910743605.2一種回收鍍釕廢液中三氯化釕的方法

[4][中國發明]CN200710303681.9一種三氯化釕的制備方法

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