钛镀钌回收

一种回收镀钌废液中三氯化钌的方法与流程

本发明涉及贵金属回收技术领域,具体而言,涉及一种回收镀钌废液中三氯化钌的方法。

目前,三氯化钌(rucl3)在金属阳极钌涂层的制备、加氢催化剂的制备及计算机硬盘记忆材料的生产等方面应用广泛,因此,在上述生产过程中产生了大量的含钌二次资源废料。

含钌二次资源废料来源广泛,品种繁多,体系庞杂,大致可分为五类:锭状钌合金废料;丝状钌合金废料;片状钌合金废料;首饰生产过程中的含钌清扫废料;电子工业废料、废液和阳极泥。含钌废液主要包括钌镀件洗液、含钌废定影液、镀钌废液等,有效地提高含钌二次资源废料的再生利用率,不仅有利于提高社会经济效益,且有利于解决环境污染问题。

目前蒸馏吸收法在三氯化钌的回收技术领域中应用较多,方法相对成熟,但蒸馏吸收法中钌的回收率不高,因此,有效的提高含钌二次资源废料的利用是回收镀钌废液中三氯化钌技术领域中丞待解决的技术难题。

为解决上述问题,本发明提供一种回收镀钌废液中三氯化钌的方法,其特征在于,包括:

s1-1:在酸性介质下,将氧化剂与所述镀钌废液混合,于75~85℃条件下进行反应,得到四氧化钌气体和所述蒸余液;

s1-3:将所述三氯化钌盐酸溶液于55~80℃条件下进行减压蒸馏,得到β-rucl3·xh2o晶体。

s2-2:将所述滤液的ph调节至碱性后,加入预氧化剂和稳定剂,于75~85℃条件下保温30~40min,得到预氧化的蒸余液;

s2-3:配制胺类萃取剂;将所述胺类萃取剂与所述预氧化后的蒸余液混合,振荡15~30min,静置分层,取出萃取相;

s2-4:将氢氧化钠溶液加入所述萃取相,振荡15~30min,静置分层,取出水相。

可选地,所述预氧化剂为10%的次氯酸钠;所述稳定剂为氯化钠;所述预氧化剂与所述滤液的体积比为1:0.1~0.2;所述预氧化剂与所述稳定剂的质量比为1:0.2。

可选地,步骤s2-3中所述胺类萃取剂与所述预氧化后的蒸余液的体积比为0.5~1;步骤s2-4中所述氢氧化钠溶液的浓度为2mol/l,所述有机相与所述氢氧化钠溶液的体积比范围为1~1.5。

本发明提供的回收镀钌废液中三氯化钌的方法,通过将蒸馏工序与萃取工序相结合,进一步对蒸余液中残留的钌元素进行回收,从而一方面提高了三氯化钌的回收率,另一方面减少了废弃液的排放,减少了对环境的二次污染,从而提高了社会经济效益与环境效益。

为解决现有技术中回收三氯化钌废液排放多,对环境造成二次污染的问题,本发明提供一种回收镀钌废液中三氯化钌的方法,该包括:

通过在酸性介质下对镀钌废液进行氧化蒸馏,使得废液中的大部分钌元素转化为三氯化钌,以β-rucl3。xh2o晶体的方式得以回收;根据蒸馏的特点,氧化蒸馏后的蒸余液中,仍存在一定量的钌元素;传统氧化蒸馏回收三氯化钌的方法,蒸馏后直接将蒸余液丢弃,一方面无法对蒸余液中剩余的钌元素进行回收,造成浪费,另一方面,由于废弃液较多,对环境造成二次污染。

本发明通过对蒸余液进一步进行萃取与反萃取,使得蒸余液中的钌元素被分离至得到的水相中,再次对得到的水相进行氧化蒸馏,使得该水相中的钌元素转化为三氯化钌,以β-rucl3·xh2o晶体的方式得以回收。

通过对蒸余液进行萃取与反萃取,使得蒸余液中的钌元素进一步得到浓缩,从而避免将所有蒸余液都加入至原有的氧化蒸馏工序中而影响氧化蒸馏的顺利进行。

本发明中对水相进行氧化蒸馏,可以设置一单独的工序,专用于水相的氧化蒸馏,也可将得到的水相返回至对镀钌废液进行氧化蒸馏的工序,使得水相与镀钌废液一起进行氧化蒸馏。

为简化回收镀钌废液中三氯化钌的方法,参见图1所示,本发明优选将水相返回至步骤s1中与镀钌废液一起进行氧化蒸馏。

本发明提供的回收镀钌废液中三氯化钌的方法,通过将蒸馏工序与萃取工序相结合,进一步对蒸余液中残留的钌元素进行回收,从而一方面提高了三氯化钌的回收率,另一方面减少了废弃液的排放,减少了对环境的二次污染,从而提高了社会经济效益与环境效益。

s1-1:在酸性介质下,将氧化剂与镀钌废液混合,于75~85℃条件下进行反应,得到四氧化钌气体和蒸余液;

s1-3:将三氯化钌盐酸溶液于55~80℃条件下进行减压蒸馏,得到β-rucl3·xh2o晶体。

其中本发明中的酸性介质为硫酸,氧化剂为高锰酸钾;在硫酸存在条件下,镀钌废液与高锰酸钾在75~85℃条件下发生如下反应:

再进一步对得到的三氯化钌盐酸溶液进行减压蒸馏,得到β-rucl3·xh2o晶体。

其中步骤s1-1中的反应时间过短,不利于反应充分进行;反应时间过长,反应达到平衡后,反应转化率降低,从而造成能源的浪费,且不利于缩短蒸馏的时间;为兼顾反应物的转化率以及蒸馏效率,本发明优选步骤s1-1中的反应时间为1~1.5h。

氧化剂高锰酸钾用于将镀钌废液中的钌元素转化为四氧化钌,因此,高锰酸钾的用量决定了镀钌废液中钌元素的转化率;高锰酸钾的用量过少,不利于钌元素的转化,因而会影响三氯化钌的回收率;相反,高锰酸钾的用量过多,又会造成不必要的浪费,增加成本;为兼顾三氯化钌的回收率以及回收成本,本发明优选高锰酸钾的用量为每升镀钌废液消耗27~34g高锰酸钾。

步骤s1-2中通过盐酸溶液来对生成的四氧化钌气体进行吸收,其中盐酸溶液的浓度过低,会导致对生成的四氧化钌气体吸收不完全,降低三氯化钌的回收率;相反,盐酸溶液的浓度过高,又会造成不必要的浪费,本发明优选盐酸的浓度范围为6~8mol/l。

与步骤s1-1中反应时间的确定相同,步骤s1-3中减压蒸馏的时间过长过短均不利于反应的顺利进行,本发明优选减压蒸馏的时间为8~10h。

为对蒸余液中残留的钌元素进行回收,本发明对氧化蒸馏的蒸余液进一步进行萃取与反萃取,具体的,萃取与反萃取过程包括:

s2-2:将滤液的ph调节至碱性后,加入预氧化剂和稳定剂,于75~85℃条件下保温30~40min,得到预氧化的蒸余液;

s2-3:配制胺类萃取剂;将胺类萃取剂与预氧化后的蒸余液混合,振荡15~30min,静置分层,取出萃取相;

s2-4:将氢氧化钠溶液加入萃取相,振荡15~30min,静置分层,取出水相。

通过过滤,将蒸余液中的滤渣去除,得到滤液;加入碱液将滤液的ph调至碱性,本发明优选加入氢氧化钠溶液来对滤液的ph进行调节。

在呈碱性的滤液中加入预氧化剂和稳定剂,于70~90℃条件下水浴保温30~40min,将滤液中的钌元素转化为四价钌络阴离子rucl62-,得到预氧化后的蒸余液;具体。

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