CN108504867B - 从钌废料中回收钌的碱性熔剂和钌的回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钌废料回收钌碱性熔剂和钌的回收方法，碱性熔剂，按照重量百分比由以下组分组成：碱性熔盐52％～65％、过氧化物17％～25％、Na2SiF67％～15％、KAlF4 7％～15％。所述Na2SiF6和KAlF4的质量比为1：1。可降低钌废料的熔融温度，提高了钌废料在碱熔融体系中的流动性，降低了能耗，提高钌的回收效率，节约从钌废料回收钌的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种从钌废料中回收钌的碱性熔剂以及回收钌的方法，属于废料回收领域。
背景技术
钌是最稀有的贵重金属，主要用于生产计算机硬盘记忆材料、有机合成催化剂、厚膜混合集成电路以及电阻网络。我国钌资源稀缺，99％依赖进口，因此，实现钌的循环利用是很有必要的。然而，钌是一种很难溶解的金属，即使是王水也很难将其转化为溶液，钌废料中的钌因被氧化等各种原因，所构成的复杂组份使得钌废料中的钌更难溶解。目前，钌废料的处理通常采用二元碱性熔剂(由碱性熔盐+过氧化物组成)在高温条件下进行碱熔，所存在的主要问题是碱熔温度要求高，一般需要的温度在750摄氏度左右，当碱熔温度较低时则熔融时间长达600min，能耗大，不利于钌资源的循环利用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一目的在于提供一种从钌废料中回收钌的碱性熔剂，第二目的在于提供一种钌废料中钌的回收方法。降低熔融温度。
为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为：一种从钌废料中回收钌的碱性熔剂，其特征在于：按照重量百分比由以下组分组成：碱性熔盐52％～65％、过氧化物17％～25％、Na2SiF6 7％～15％、KAlF4 7％～15％。
优选：所述Na2SiF6和KAlF4的质量比为1：1。
采用上述方案，KAlF4为低粘度、低表面张力、高流动性，并在液态下仍然以分子态存在，具有超流体性质，提高了钌废料在碱熔融体系中的流动性，传质和传热效率显著提高。KAlF4与Na2SiF6、碱性熔盐、过氧化物混合降低了体系的低共熔点，而Na2SiF6的分子式与KAlF4组成接近，加入后会在共晶熔液中增大溶度，起助熔作用，因此，整个四元体系表现为共熔温度降低。本发明得到的碱性熔剂，能使得熔融温度与二元碱性熔剂相比下降110℃～198℃，熔融时间短，能耗低，回收率高。
当Na2SiF6与KAlF4采用重量比1:1混合，由于Na2SiF6与KAlF4的结构相近，熔盐的共晶温度也会相应降低，并且随着Na2SiF6加入量的增大，KAlF4的液相温度逐渐下降，当Na2SiF6与KAlF4的重量比为1:1，此时熔盐体系的共晶温度不再降低，能使得熔融的时间控制在60min，并且回收率大于99％，提高熔融速度，降低能耗。
上述方案中：所述碱性熔盐为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物或碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐。
上述方案中：所述过氧化物为碱金属过氧化物或碱土金属过氧化物。
上述方案中：按照重量百分比由以下组分组成：KOH 60％、K2O2 20％、Na2SiF610％、KAlF4 10％。采用该百分含量及组分的碱性熔剂，能使得熔融温度降到562摄氏度，与相应的二元碱性熔剂相比，温度降低最多。
为了实现上述第二目的，本发明的技术方案为：一种钌废料中回收钌的方法，其特征在于：包括将钌废料放于反应器中，加入上述碱性熔剂，然后升温至562℃-640℃熔融的步骤。
优选：所述碱性熔剂的质量为钌废料质量的25-35倍。
有益效果：采用本发明的助熔剂，在获得相同的钌回收率(90％～99％)时，采用所述四元碱性熔剂的熔融温度比采用二元碱性熔剂(由碱性熔盐与过氧化物组成)下降110℃～188℃，熔融时间短，能耗低，减少了钌废料中钌的回收成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
称取钌废料于反应器中，按钌废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：NaOH 60％、Na2O2 20％、Na2SiF6 10％、KAlF4 10％，升温至562℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率能达到99％以上。而采用组成为NaOH 75％、Na2O225％二元碱性熔剂(去掉Na2SiF6和KAlF4)，升温至562℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率仅为70％。如升温到750℃，保持时间60min，钌的回收率能达到99％。
实施例2
称取钌废料于反应器中，按钌废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：NaOH 58％、Na2O2 18％、Na2SiF6 12％、KAlF4 12％，升温至582℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率能达到99％以上。而采用组成为NaOH 76％、Na2O224％二元碱性熔剂，升温至582℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率仅为72％。如升温到750℃，保持时间60min，钌的回收率能达到99％。
实施例3
称取钌废料于反应器中，按钌废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：NaOH 64.5％、Na2O2 21.5％、Na2SiF6 7％、KAlF4 7％，升温至600℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率能达到99％以上。而采用组成为NaOH 75％、Na2O225％二元碱性熔剂，升温至600℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率为75％。如升温到750℃，保持时间60min，钌的回收率才能达到99％以上。
实施例4
称取钌废料于反应器中，按钌废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，复合碱性熔剂的组分配方重量比为：KOH 60％、K2O2 20％、Na2SiF6 10％、KAlF4 10％，升温至570℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上。而采用组成为KOH 75％、K2O2 25％的二元碱性熔剂，升温至570℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率仅为77％。如升温到750℃，保持时间60min，钌的回收率才能达到99％以上。
实施例5
称取钌废料于反应器中，按钌废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：KOH 52.5％、K2O2 17.5％、Na2SiF6 15％、KAlF4 15％，升温至575℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率能达到99％以上。而采用组成为KOH 76％、K2O224％二元碱性熔剂，升温至575℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率为78％。如升温到750℃，保持时间60min，钌的回收率才能达到99％以上。
实施例6
称取钌废料于反应器中，按钌废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，所述的四元碱性熔剂的组分配方重量比为：K2CO3 63％、K2O2 21％、Na2SiF6 8％、KAlF4 8％，升温至628℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上；而采用组成为K2CO375％、K2O225％二元碱性熔剂，升温至628℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率为74％。如升温到750℃，保持时间60min，钌的回收率才能达到99％以上。
实施例7
称取钌废料于反应器中，按废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，所述的四元碱性熔剂的组分配方重量比为：Na2CO3 63％、BaO2 21％、Na2SiF6 8％、KAlF4 8％，升温至632℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上。而采用组成为Na2CO375％、BaO225％二元碱性熔剂，升温至632℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率仅为73％。如升温到780℃，保持时间60min，钌的回收率才能达到99％。
实施例8
称取钌废料于反应器中，按废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，所述的四元碱性熔剂的组分配方重量比为：Ca(OH)2 63％、BaO2 21％、Na2SiF6 8％、KAlF4 8％，升温至640℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上。而采用组成为Ca(OH)2 75％、BaO225％二元碱性熔剂，升温至640℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率仅为72％。如升温到780℃，保持时间60min，钌的回收率才能达到99％。
实施例9
称取钌废料于反应器中，按废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：KOH 61.5％、K2O2 20.5％、Na2SiF6 8％、KAlF4 10％，升温至588℃，保持60min钌废料中钌的回收率达到99％。
实施例10
称取钌废料于反应器中，按废料称取量的30倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：KOH 60.75％、K2O2 20.25％、Na2SiF67％、KAlF4 12％，升温至584℃，保持60min钌废料中钌的回收率达到99％。
而KOH 58％、K2O2 18％、Na2SiF6 12％、KAlF4 12％的体系，升温至576℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上。
实施例11
称取钌废料于反应器中，按废料称取量的35倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：KOH 60％、K2O2 20％、Na2SiF6 10％、KAlF4 10％，升温至562℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上。
实施例12
称取钌废料于反应器中，按废料称取量的25倍加入四元碱性熔剂，四元碱性熔剂的组分配方重量比为：KOH 60％、K2O2 20％、Na2SiF6 10％、KAlF4 10％，升温至562℃，保持时间60min，钌废料中钌的回收率达到99％以上。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种从钌废料中回收钌的碱性熔剂，其特征在于：按照重量百分比由以下组分组成：碱性熔盐52％～65％、过氧化物17％～25％、Na2SiF6 7％～15％、KAlF4 7％～15％。
2.根据权利要求1所述从钌废料中回收钌的碱性熔剂，其特征在于：所述Na2SiF6和KAlF4的质量比为1：1。
3.根据权利要求1所述从钌废料中回收钌的碱性熔剂，其特征在于：所述碱性熔盐为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物或碱金属碳酸盐或碱土金属碳酸盐。
4.根据权利要求1或2或3所述从钌废料中回收钌的碱性熔剂，其特征在于：所述过氧化物为碱金属过氧化物或碱土金属过氧化物。
5.根据权利要求4所述从钌废料中回收钌的碱性熔剂，其特征在于：按照重量百分比由以下组分组成：KOH 60％、K2O2 20％、Na2SiF6 10％、KAlF4 10％。
6.一种钌废料中钌的回收方法，其特征在于：包括将钌废料放于反应器中，加入权利要求1-5任一项所述碱性熔剂，然后升温至562-640℃熔融的步骤。
7.根据权利要求6所述钌废料中钌的回收方法，其特征在于：所述碱性熔剂的质量为钌废料质量的25-35倍。
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