锇钌提取分离(extraction and separation of osmium and rutlaenium)

使富含锇、钌物料中的锇、钌进一步富集，并最后产出单一锇、钌产物的铂族金属分离过程。提取锇、钌最重要的原料是含钌锇铱矿(见锇铱矿处理)和含铂族金属镍铜共生硫化矿冶炼获得的铂族金属精矿。此外，还有含锇、钌的废合金材料，铜、钼冶炼厂硫酸生产的酸泥等。全过程主要由锇钌富集和锇钌分离两阶段组成。

锇钌富集常用方法有碱熔一水浸出、氧化蒸馏、中温氯化、氧化灼烧挥发和沉淀。

碱熔一水浸出用于处理分离金、钯、铂后的含锇、钌、铑、铱渣，也可用于处理其他含锇、钌的固态残渣。将含锇、钌物料和氧化剂(Na₂O₂、：NaNO₃、KNO₃中的一种)和碱(NaOH或KOH)混合，置于铸铁、镍或不锈钢器皿中放入坩埚炉或马弗炉内缓慢升温至873～973K熔融1～3h，发生生成锇、钌酸盐代表锇和钌的反应：

熔块冷却后用水浸出，滤去不溶残渣即获得含锇酸盐和钌酸盐的溶液。溶液一般用氧化蒸馏法处理使锇、钌呈四氧化物挥发，然后分别吸收分离锇、钌。

氧化蒸馏是分离锇、钌的主要方法。多在碱性或硫酸溶液中进行。将含锇和钌的溶液加温至近沸腾温度下缓慢加入强氧化剂(如HClO₄、NaClO₃、NaClO溶液或通入氯气)使锇、钌氧化为挥发性的四氧化物。出气口串接6级吸收器。前3级装入含盐酸5～6mol／L和含乙醇体积1％～3％的溶液吸收钌，后3级装入含NaOH20％和含乙醇体积l％～3％的溶液吸收锇。连接抽气系统使蒸馏出的锇、钌四氧化物蒸气随水气顺利通过每级吸收器，以防止蒸馏器中由于正压操作而引起爆炸或锇、钌四氧化物外溢污染环境。1980年中国首先使用氯酸钠氧化蒸馏法直接处理铂族金属精矿(含Os0．3％～0．6％、Ru0．5％～1．2％)。精矿用含硫酸3mol／L的溶液浆化后送入搪瓷蒸馏器，升温至373K后缓慢加入含氯酸钠20％～40％的溶液，用串联6级吸收器吸收。氯酸钠加入量与溶液氧化电位

变化，锇、钌溶解和挥发的规律见图。由图看出，随着氯酸钠加入量增加，溶液氧化电位升高，锇主要氧化成四氧化锇直接挥发，少量进入溶液；溶液氧化电位达1100mV时，溶液中的锇可氧化挥发完全。但钌则首先大量氧化为六价配合物进入溶液，锇蒸馏完(溶液氧化电位约1100mV)后钌方大量氧化为四氧化钌挥发。一般在出气口用酸性硫脲棉球检测，不显红色和蓝色分别表示锇、钌氧化物已蒸馏完全，蒸馏率可达95％以上。这时即可将蒸馏器出气口和吸收系统断开，直接向蒸馏器的矿浆中通氯气继续溶解其他贵金属。中国金川有色金属公司用于锇、钌氧化蒸馏器和吸收装置见彩图插页第31页。

中温氯化含锇、钌物料和氯化钠混合置于密闭炉(如管式炉)中加温至773～873K，通氯气氯化焙烧2～3h，焙砂用稀盐酸浸出，锇、钉分别以NaOsCl₆和Na₂RuCl₆形态进入浸出液，其他贵金属也同时进入溶液。溶液用碱中和水解后进行氧化蒸馏分离锇、钌。

氧化灼烧挥发含锇、钌物料置于密闭高温炉中升温至1273K通氧气使锇、钌直接氧化为四氧化物挥发，炉子出气口连接酸、碱吸收液在负压下分别吸收四氧化钌和四氧化锇。1968年加拿大国际镍公司(IncoLtd．)用该法处理铜镍合金电化学溶解产出的阳极泥(见铜镍合金提铂族金属)。20世纪70年代中国上海铱粒厂用该法处理金笔尖磨削产生的含锇、钌合金废料。

沉淀含锇、钌溶液加入Na₂S或H₂S或(NH₄)₂S硫化剂，使锇、钌呈硫化物沉淀。含钌的酸性溶液可用碱液中和至pH8～9沉淀出氢氧化钌。沉淀物可再经氧化蒸馏或通氧灼烧一吸收使锇、钌富集和分离。