Способ получения тетраоксида осмия

Авторы патента:

C22B11/00 - Получение благородных металлов

C22B1/02 - способы обжига (C22B 1/16 имеет преимущество)

C01G55/00 - Соединения рутения, родия, палладия, осмия, иридия или платины

Владельцы патента RU 2530188:

Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (ОАО "Красцветмет") (RU)

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Cпособ получения тетраоксида осмия включает загрузку контейнера с порошком металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь. Затем ведут окисление осмия при нагревании в токе сухого кислородсодержащего газа и улавливание образующегося тетраоксида осмия в охлаждаемую колбу-приемник. В качестве кислородсодержащего газа для окисления осмия используют сухой воздух, содержащий оксиды азота. После завершения процесса окисления из колбы-приемника удаляют оксиды азота путем пропускания сухого воздуха. Техническим результатом является получение твердого тетраоксида осмия с высоким извлечением металла в целевой продукт и не содержащего примесей нерастворимых веществ. 1 пр.

Способ получения тетраоксида осмия (OsO₄) относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений.

Чистый тетраоксид осмия, как правило, получают из аффинированного порошка осмия путем его окисления кислородом при нагревании.

Известен способ получения тетраоксида осмия, включающий загрузку порошка металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь, окисление осмия при нагревании в токе сухого кислородсодержащего газа и улавливание тетраоксида осмия в охлаждаемую колбу-приемник [1]. Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.

Основным недостатком способа является то, что он не гарантирует получение целевого продукта без примесей нерастворимого оксида осмия (OsO₂). Предусмотренная контрольная очистка продукта от нерастворимых примесей путем промывания азотной кислотой, а затем ледяной водой приводит к большим потерям осмия.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение является устранение указанных недостатков.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе получения тетраоксида осмия, включающем загрузку контейнера с порошком металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь, окисление осмия при нагревании в токе сухого кислородсодержащего газа, улавливание образующегося тетраоксида осмия в охлаждаемую колбу-приемник - в качестве кислородсодержащего газа для окисления осмия используют сухой воздух, содержащий оксиды азота, а после завершения процесса окисления из колбы-приемника удаляют оксиды азота путем пропускания сухого воздуха.

Сущность способа заключается в следующем. Основная стадия получения тетраоксида осмия заключается в прокаливании порошка металлического осмия в среде, содержащей в качестве окислителя кислород и не содержащей воду. Образующийся газообразный тетраоксид осмия улавливают в охлаждаемую колбу-приемник. В течение всего времени протекания процесса требуется достаточное количества окислителя, чтобы окислить порошок осмия до OsO₄. В предлагаемом способе окисление порошка осмия осуществляют воздухом, который барботируют через смесь концентрированных серной и азотной кислот, залитых в дрексель. Назначение серной кислоты - поглощение влаги из воздуха. Кроме того, в воздухе рабочей зоны могут присутствовать в небольших количествах газообразные примеси (органические растворители, хлорид водорода, оксиды серы, оксид углерода и другие), которые проявляют восстановительные свойства по отношению к OsO₄ и восстанавливают его до OsO₂. Для окисления указанных примесей в дрексель с серной кислотой добавляют азотную кислоту. В смеси указанных кислот образуется сильный окислитель, нитроний - катион $(N O_{2}^{+})$ , который в небольших количествах отгоняется из раствора и вместе с сухим воздухом направляется в кварцевую трубу, в которую помещен порошок металлического осмия, а затем вместе с образующимся газообразным тетраоксидом осмия поступает в охлаждаемую колбу-приемник. Таким образом, в процессе синтеза соединения осмия в системе создаются условия, практически исключающие попадания влаги и восстановителей в реакционную зону и колбу-приемник.

После завершения стадии окисления порошка осмия отключают нагрев электрической печи, заменяют дрексель со смесью кислот на дрексель с серной кислотой и барботируют через установку сухой воздух для удаления оксидов азота. Процесс завершают после исчезновения бурых газов в колбе-поглотителе.

ПРИМЕР

50 г порошка металлического осмия загрузили в кварцевую лодочку и поместили в кварцевую трубу, находящуюся в электрической печи. На входе кварцевую трубу плотно закрыли фторопластовой пробкой со вставленной стеклянной трубкой, которую соединили с дрекселем, содержащим 50 мл концентрированной серной кислоты и 10 мл концентрированной азотной кислоты. На выходе из электрической печи труба запаяна и имеет в центре отвод в виде трубки малого диаметра, которую соединили с колбой-приемником, помещенной в охлаждаемую с помощью криотермостата ячейку. Далее колбу-приемник последовательно соединили с двумя дрекселями с раствором гидроксида натрия. Последний дрексель подключили к вакуумной линии. Для соединения всех деталей установки использовали фторопластовые трубки.

Включили охлаждение ячейки с колбой-приемником. Приоткрыли вентиль на вакуумной линии и включили нагрев печи. Температуру в печи повышали ступенчато от 400°C до 800°C с интервалом 200°C. При каждой температуре производили выдержку в течение 1 часа. За время термообработки весь металлический осмий окислился до OsO₄ и в виде газовой смеси с воздухом поступил в охлаждаемую колбу-приемник. Основная часть тетраоксида осмия при охлаждении превратилась в порошок и осталась в колбе-приемника. Остатки соединения осмия уловили в дрексели с раствором гидроксида натрия. После завершения процесса окисления металла отключили нагрев печи, закрыли вентиль на вакуумной линии, заменили дрексель со смесью серной и азотной кислот на дрексель с серной кислотой, открыли вентиль на вакуумной линии и удалили остатки оксидов азота из реакционной системы. Контроль осуществляли по исчезновению бурых газов в колбе-приемнике. Затем отключили колбу-приемник от кварцевой трубы и абсорберов, при охлаждении быстро отобрали пробу продукта и сдали на анализ. По данным спектрофотометического анализа массовая доля осмия в полученном продукте составила 74.78%. Примесей нерастворимых веществ в тетраоксиде осмия не обнаружено. Извлечение осмия в целевой продукт составило 93%.

Литература

1. Г. Брауэр, Ф. Вайгель и др. Руководство по неорганическому синтезу. Т.5. Пер. с немецкого / под ред. Г. Брауэра. - М.: Мир, 1985. с.1846-1847.

Способ получения тетраоксида осмия, включающий загрузку контейнера с порошком металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь, окисление осмия при нагревании в токе сухого кислородсодержащего газа, улавливание образующегося тетраоксида осмия в охлаждаемую колбу-приемник, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего газа для окисления осмия используют сухой воздух, содержащий оксиды азота, которые удаляют после завершения процесса окисления из колбы-приемника путем пропускания сухого воздуха.

Изобретение относится к области гидрометаллургии драгоценных металлов. Способ переработки сульфидного сырья, содержащего драгоценные металлы, включает измельчение сырья до крупности не более 90 % класса минус 10 мкм, автоклавное окисление при подаче кислорода при температуре 100-110°C и парциальном давлении кислорода 1,0÷1,5 МПа с получением пульпы.

Способ разделения платины (ii, iv), родия (iii) и никеля (ii) в хлоридных растворах // 2527830

Изобретение относится к разделению и концентрированию металлов и может быть использовано для разделения платины, родия и никеля. Способ отделения платины (II, IV) и родия (III) от никеля (II) в хлоридных растворах, включает сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию этих металлов.

Устройство для выщелачивания // 2526350

Изобретение относится к химии и гидрометаллургии, в частности к устройству для выщелачивания металлов и их соединений. Устройство содержит конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси.

Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов, включая переработку ювелирного лома и рафинирование золота // 2525959

Изобретение относится к пирометаллургии. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает расплавление исходного сырья с флюсом, содержащим 3-15 мас.% обезвоженной буры, 0,5-3 мас.% оксида кальция и 0,4-3 мас.% кварцевого песка относительно суммы масс примесей в исходном продукте.

Способ извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений // 2525193

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений. Способ включает приготовление суспензии из глинистых отложений, улавливание из суспензии тонкодисперсного золота сорбцией введением сорбента на основе растительного материала, предварительно измельченного до крупности 0,3 мм, в суспензию и перемешиванием.

Способ извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия // 2525022

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор.

Способ извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов азотнокислого серебра // 2524038

Изобретение относится к способу извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов. Способ включает пропускание раствора через полимерное волокно для сорбции ионов серебра.

Способ извлечения серебра из щелочных цианистых растворов // 2523062

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения серебра из щелочных цианистых растворов цементацией.

Способ переработки электронного лома // 2521766

Изобретение относится к утилизации твердых бытовых отходов, содержащих благородные металлы. Электронный лом дробят на молотковой дробилке, добавляют измельченную медь, а затем плавят в присутствии флюса в течение 45-60 мин при температуре 1320-1350°C с продувкой воздухом при его расходе 3-4,5 л/ч и отделяют от шлака полученный сплав, содержащий не менее 2,6 мас.% благородных металлов.

Способ извлечения тяжелых металлов, железа, золота и серебра из сульфатного спека // 2520902

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы. Способ извлечения ионов тяжелых металлов железа, золота и серебра из сульфатного кека включает выщелачивание спека 3 н.

Способ переработки цинксодержащих металлургических отходов // 2507280

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинксодержащих металлургических отходов вельцеванием. Способ переработки цинксодержащих металлургических отходов включает смешение отходов с коксовой мелочью, окомкование шихты и последующее вельцевание в трубчатой печи.

Способ вельцевания цинковых кеков // 2496895

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинковых кеков вельцеванием. Способ вельцевания цинковых кеков включает смешение и скатывание цинковых кеков совместно с твердым углеродсодержащим материалом и вельцевание окатанного материала.

Способ извлечения благородных металлов из руд и концентратов // 2479650

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способу извлечения благородных металлов из руд и концентратов по схеме обжиг-выщелачивание.

Способ удаления мышьяка из отходов кобальтового производства // 2477326

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу удаления мышьяка из отходов кобальтового производства. .

Способ рекуперации ценных металлов из суперсплавов (варианты) // 2447165

Изобретение относится к способу разложения суперсплавов, в частности металлолома суперсплавов в расплаве соли щелочного металла с последующим извлечением ценных металлов.

Способ переработки карбонатных марганцевых руд // 2441085

Изобретение относится к способу химического обогащения карбонатных марганцевых руд и может быть использовано при переработке обедненных марганцевых руд. .

Способ извлечения золота и палладия из концентратов // 2434954

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способу извлечения золота и палладия из концентратов. .

Способ выделения ртути из ртутно-селенового шлама // 2425160

Плазмохимический реактор для обработки руды с разделением фаз // 2410853

Изобретение относится к устройству плазмохимического реактора, предназначенного для обработки минеральных руд перед флотацией, восстановления из окислов металлов (молибдена, свинца, олова) чистого металла, а также для освобождения сульфидных минералов от серы.

Способ обработки минеральных руд // 2410446

Изобретение относится к способу обработки минеральных руд. .

Способ получения оксида палладия(ii) на поверхности носителя // 2482065

Изобретение относится к области получения соединений платиновых металлов, в частности к способу получения оксида палладия(II) на поверхности носителя. .