Поиск





Четверг, 14.12.2017, 03:12
Приветствую Вас Гость | RSS
Всё что нас окружает имеет свою загадку...
Главная | Регистрация | Вход


Главная » Рутений

Пробирные методы отделения платиновых металлов

Задача пробирного анализа — определение малых количеств благородных металлов в рудах и продуктах их металлургической переработки сухими методами, сплавлением с восстановителями и флюсами, в результате которого происходит отделение благородных металлов от других составных частей руды. Пробирный анализ применяют для анализа руд и полупродуктов, содержащих платиновые металлы. Методы пробирного анализа описаны в работах многих авторов. В области разработки методов пробирного анализа платиновых металлов большая заслуга принадлежит С. М. Анисимову.

Пробирные методы применяют для анализа руд, черных шлихов, промышленных сплавов, соров, штейнов, шпейзов и веркблея, полученного плавкой металлического лома или электролитного шлама; их цель — сконцентрировать платиновые металлы в свинцовосеребряном сплаве.

Для этого испытуемый материал плавят с флюсами, содержащими соединения свинца и серебра. В результате плавки получают свинцовосеребряный сплав с платиновыми металлами, который направляют на химический анализ или шерберуют и купелируют.

Для определения платиновых металлов применяют: 1) прямую восстановительную плавку, 2) обжиг и восстановительную плавку и 3) сульфатизацию с последующим выщелачиванием и восстановительной плавкой нерастворимого остатка.

Поведение рутения в процессе пробирного анализа изучалось посредством изотопа Ru106. Для определения потерь в флюсы разного состава вводился титрованный раствор рутения, содержащий изотоп Ru106. При сплавлении руды с флюсом, состоящим из SiO2, Na2B4O7, СаО, Na2CO3, РbО и соединений фтора, потери рутения в виде четырехокиси минимальны — в свинцовый сплав переходит до 92% Ru (по данным авторов трудно установить зависимость Между составом флюса и потерями рутения). При 2—3-часовой плавке минимальные потери составляют 3—6%, но в некоторых случаях достигают 12%.

Во время купелирования рутений почти не выделяется в виде четырехокиси, а впитывается в капель. Общие потери рутения в пробирном анализе колеблются от 5 до 25%, однако по данным Бэгби при купелировании теряется большая часть Ru и весь Os. Поэтому купелирования избегают, если определяют Ru.

Определение методами пробирного анализа рутения, осмия и иридия представляет большие трудности, так как они не дают сплавов со свинцом и серебром, но сплавляются с платиной, палладием и родием, которые в свою очередь образуют сплавы с серебром и свинцом. Таким образом, платина и палладий способствуют концентрированию спутников в свинцово-серебряном сплаве. Вследствие относительно больших потерь рутения при купелировании Анисимов рекомендует обогащать свинцовые сплавы, содержащие руте-ний и осмий, мокрым путем.

С. Н. Шабарин, И. Д. Фридман и М. М. Воскресенская предложили в качестве коллектора платиновых металлов медь, кристаллизующуюся в одной системе со всеми металлами платиновой группы и образующих с ней сплавы (кроме рутения и осмия). Температуры плавления и кипения меди ближе к платиновым металлам, чем температуры плавления и кипения свинца. Авторы рекомендуют применять плавку с окисью меди для продуктов, содержащих большие количества меди, железа, никеля, кобальта, цинка и серы.

При обычной плавке таких продуктов на черновой свинец требуется предварительный обжиг сульфидов и обработка кислотами, на что затрачивают много времени. Авторы считают, что окись меди дает хорошие результаты при плавке продуктов, не содержащих сульфидов.

Определение платины и палладия после плавки с окисью меди дает удовлетворительные результаты. Рутений, родий, иридий и осмий авторы не определяли.

Для отделения от сопутствующих элементов рудные концентраты, штейны, файнштейны, и продукты, содержащие много меди и никеля, подвергают предварительно сульфатизации, которая состоит в обработке анализируемого продукта концентрированной серной кислотой, древесными опилками и серой при 350° до прекращения выделения сернистого газа. При сульфатизации рутений и родий частично переходят в раствор. После этой операции сульфаты меди, никеля и железа выщелачивают водой. Сульфаты платиновых металлов восстанавливают крахмалом при 400° и подвергают пробирному анализу. Продукты, содержащие небольшие количества сульфидов меди и никеля, но много углерода и сульфидов железа, сначала подвергают окислительному обжигу, затем — восстановительной плавке.

Концентраты платиновых металлов, полупродукты аффинажного производства, хвосты, шлаки и продукты с небольшим содержанием неблагородных металлов подвергают прямой восстановительной плавке.

Плавку производят с шихтой, состоящей из кислых, основных или нейтральных флюсов, окислителей, восстановителей, сульфуризаторов и десульфуризаторов, и собирают благородные металлы в свинцовый сплав или веркблей, а сопутствующие благородным металлам части руды переводят в шлак.

В табл. 52 и 53 приведен состав шихты для руд, содержащих платиновые металлы.

Глет является флюсом, но может служить также окислителем, восстановителем и десульфуризатором. В отдельных случаях в состав шихты вводят железо, серу и сульфид железа, способствующие получению жидкого шлака. В состав шихты вводят также хлористое серебро в 15 — 30-кратном количестве по отношению к сумме платиновых металлов или из расчета, чтобы металлического серебра было в 20 раз больше суммы платиновых металлов (введение серебра в состав шихты предупреждает потери платиновых металлов при купелировании). При большом количестве спутников платины в анализируемом материале количество серебра, которое зависит от состава анализируемого продукта, не должно быть меньше тридцатикратного. При таком количестве серебра сплав после купелирования остается жидким и на его поверхности не появляется тонкой пленки окислов — спутников платины. С. М. Анисимов рекомендует перед тигельной плавкой солей платиновых металлов тонко измельченную навеску анализируемого материала смачивать раствором уксуснокислого свинца и подсушивать. Восстановитель рекомендуется рассчитывать .и брать в небольшом избытке, глета берут такое количество, которое необходимо для образования сплава. В количестве флюса может применяться сода. При тигельной плавке руд, хвостов, кирпичных выломок и других продуктов, содержащих тугоплавкие о кислы, рекомендуется применять большие количества легкоплавких флюсов.

Состав шихты для тигельной плавки

При большом содержании осмия перед тигельной плавкой анализируемый материал сплавляют с едким натром, а осмий отделяют в виде его четырехокиси из азотнокислого растора.

Состав шихты для руд, анализируемых на рутений

Тигельную плазку ведут в горнах, обогреваемых коксом, газом, нефтью или электричеством при 1200° в шамотовых тиглях емкостью 0,2—1 л. После превращения всей массы в жидкое состояние тигель выдерживают в горне 20—30 мин. Во избежание потерь осмия и рутения сплавленную массу не выливают, а охлаждают в тигле.

При тигельной плавке палладий, серебро и золото легче сплавляются с Pb; Ru, Rh, Ir и особенно осмистый иридий, имеющие большой удельный вес и высокие температуры плавления, находятся главным образом в нижней части расплавленного свинца и могут оставаться в тигле при выливании сплава. Рутений, осмий и иридий при плавке частично окисляются и удаляются в виде летучих продуктов или уходят в шлак. Кислый шлак, гладкий тигель и высокая температура уменьшают потери этих металлов. После плавки тигель разбивают, черновой свинец освобождают от шлака и подвергают купелированию или прямо шерберуют.

При шерберной плавке анализируемый материал сплавляют со свинцом, бурой и кремнеземом. Во время плавки свинец окисляется в глет, а глет и кислород воздуха переводят сульфиды неблагородных металлов в окислы. Кислотные окислы, как более летучие, удаляются из анализируемого материала. Основные окислы образуют с SiO2 и В2O3 легко-плавкие шлаки. Шерберование применяют как вспомогательный процесс, сокращающий вес свинцово-серебряного сплава примерно в 2—3 раза. Для сухих концентратов, содержащих много примесей, применяют 2—3-кратное шерберование с присадкой металлического свинца. Шлаки, остающиеся после шерберной плавки, необходимо переплавлять — это особенно относится к шлакам, полученным после шерберования богатых концентратов, из которых значительное количество платиновых металлов переходит в шлаки.

Для шерберной плавки берут 1—5 г анализируемого материала, 50—60 г свинца, 1 —1,5 г буры и 0,5—1 г кварца. Плавку ведут 30—40 мин. при 900—950° на специальном шербере в муфельной печи.

Перед плавкой шербер глазируют бурой. Для этого расплавленное борное стекло разливают по поверхности шербера. Половину буры, свинца и весь кварц смешивают с навеской и помещают в шербер, второй половиной свинца засыпают шихту на шербере. Вторую половину буры прибавляют за 5—10 мин. до конца плавки для разжижения шлака. Загруженный шербер помещают в закрытый муфель. Через 5— 8 мин. шихту расплавляют, и :в течение 20—25 мин. в открытом муфеле происходит процесс шлакообразования, за которым наблюдают по уменьшающемуся глазку расплавленного свинца, от которого идет дымок вследствие образования глета. Шлакообразование считается законченным, когда шлак затягивает поверхность свинца и глазок закрывается. После этого прибавляют вторую половину буры, для разжижения шлака содержимое шербер а нагревают 3—5 мин. в муфеле и выливают в подогретую и смазанную маслом изложницу. В результате плавки получают черновой свинец и шлак, который отбивают молотком. Свинцовый сплав должен быть мягким, ковким и эластичным. Медь и никель придают свинцовому сплаву твердость, мышьяк, сурьма и никель — хрупкость. При неудовлетворительном качестве свинцового сплава шерверование повторяют.

После шерберной плавки получают свинцово-серебряный королек, который подвергают дальнейшей операции пробирного анализа, называемой купелированием и заключающейся в том, чтобы свинцово-серебряный королек освободить от свинца. Для этого анализируемый материал помещают в капели и нагревают в муфельных печах до 1000—1200°.

Капели — это пористые сосуды, изготовляемые из костяной золы, магнезита, портлендского цемента или другого огнеупорного материала. Они имеют следующие размеры (табл. 54).

Размеры капелей

В процессе купелирования свинец окисляется в глет, приблизительно 98,5% которого впитывается капелью.

При наличии рутения или осмия на корольке появляется черная пленка, располагающаяся на стенках капели и на поверхности сплава, кроме того, в присутствии рутения или иридия на поверхности королька появляется черный налет окислов.

Иридий и осмий обнаруживают лупой по черным крапинкам на поверхности веркблея. Родий образует шестигранные чешуйки окислов, которые иногда покрывают большую часть поверхности королька.

Королек, содержащий платиновые металлы, поглощает кислород, энергично выделяющийся при охлаждении сплава, что ведет к потерям металла. Особенно сильно поглощает кислород королек при наличии родия; поэтому при охлаждении следует соблюдать предосторожность.

Присутствие свинца в корольке, содержащем платиновые металлы, придает ему хрупкость.

По внешнему виду серебряного королька опытный пробирер может приблизительно сказать, какие платиновые металлы и в каком количестве находятся в корольке (все пла-тиновые металлы кроме палладия лишают королек блеска).

Серебряные корольки, весящие больше 300 мг, нужно медленно охлаждать в струе горящего газа, так как при быстром охлаждении часто происходит разбрызгивание сплава. Пробирные плавки обогащают анализируемый материал примерно в четыре раза. Серебряный королек после пробирных плавок иногда переплавляют под слоем соды, буры и угля для восстановления образовавшихся при плавках окислов платиновых металлов. Ниже приводятся схемы пробирного анализа некоторых продуктов.

Категория: Рутений | Добавил: braveahiles (12.10.2012)
Просмотров: 4172 | | Рейтинг: 0.0/0
Интересный материал? Поделитесь с друзьями:
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:

Copyright Science Corp © 2017