本發(fā)明涉及貴金屬深加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含鋨化合物——鋨酸鉀的一種合成方法。

背景技術(shù)：

鋨主要應(yīng)用于電子工業(yè)、化學(xué)化工等領(lǐng)域，可作為加氫催化劑及生物細(xì)胞染色劑等。鋨的價(jià)態(tài)較多，但其化合物及配合物相對(duì)其他鉑族金屬來(lái)說(shuō)較少，最常見的化合物有四氧化鋨。四氧化鋨的制備比較簡(jiǎn)單，但是后續(xù)的收集、包裝、儲(chǔ)存和使用都比較麻煩，因?yàn)樗难趸~是以氣態(tài)形式生成，需要冷凝處理成結(jié)晶，并需要完全密封包裝在安瓿瓶中，儲(chǔ)存和運(yùn)輸要防止瓶子破裂和物料氣化揮發(fā)，使用時(shí)也不方便，需要?jiǎng)濋_玻璃瓶，及時(shí)使用完。這就需要開發(fā)新的鋨化合物生產(chǎn)工藝來(lái)代替四氧化鋨。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種含鋨化合物——鋨酸鉀的合成工藝方法，以純鋨粉為原料，用火法冶煉的方式使鋨進(jìn)入溶液，再通過(guò)氧化蒸餾、結(jié)晶等步驟得到化合物鋨酸鉀。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種鋨酸鉀的生產(chǎn)方法。具體包括以下步驟：

(一)火法冶煉：

火法：將純鋨粉與過(guò)氧化鈉以1：3的比例充分?jǐn)噭颍⒂阼F鍋中，具體的為：先在鍋底鋪一層過(guò)氧化鈉，倒入部分鋨粉，加入一些過(guò)氧化鈉，攪勻；重復(fù)倒鋨粉、加過(guò)氧化鈉、攪勻步驟，直至鋨粉全部加完，留出部分過(guò)氧化鈉覆蓋在表面。

將鐵鍋置于火法爐中，蓋上爐蓋，逐步升溫至650～680℃，恒溫2～3小時(shí)，中途多次攪拌；將鐵鍋抬出，稍冷，趁熱將物料轉(zhuǎn)入鐵箱，并搗成小塊，冷卻；相關(guān)反應(yīng)：

Os+Na₂O₂→Na₂OsO₄+Na₂O+O₂↑

水浸：將上步物料冷卻后轉(zhuǎn)入相應(yīng)大小的鐵桶，用冷水浸泡，因反應(yīng)劇烈，要緩慢、少量、多次加入冷水，直至料塊完全溶解。

中和：向溶解好的液體中通入二氧化硫，反應(yīng)至中性，反應(yīng)中充分?jǐn)噭颍怪耆泻停幌嚓P(guān)反應(yīng)：

過(guò)濾洗滌：中和渣沉放至完全分層，抽出上清液，渣轉(zhuǎn)入過(guò)濾槽，洗滌，濾渣送至蒸餾崗位；洗滌中具體為，先加約30℃溫水洗滌，以除去多余的鹽分；再用去離子水洗滌2～3次，以除去多余的鈉鎂離子。

(二)蒸餾

采用鹽酸+過(guò)氧化氫的蒸餾方法：將鋨氧化成四氧化鋨氣體揮發(fā)出去，而雜質(zhì)留在蒸餾殘液中，四氧化鋨用氫氧化鉀溶液吸收，兩者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成鋨酸鉀晶體；相關(guān)反應(yīng)：

將濾渣轉(zhuǎn)移入蒸餾瓶，連接蒸餾瓶-離子水-鋨吸收液-廣口瓶-抽氣裝置，向蒸餾瓶中加入鹽酸至溶液呈酸性，緩慢加入過(guò)氧化氫溶液，進(jìn)行蒸餾。

所述鋨吸收液為將氫氧化鉀配成20％～40％的KOH+0.5％～2％乙醇的稀溶液。所述廣口瓶中裝入質(zhì)量濃度20％的氫氧化鈉溶液。用沾有硫脲溶液的濾紙條檢驗(yàn)蒸餾是否結(jié)束：將此濾紙條置于蒸餾瓶出氣口，停留5秒左右，若顯紅色，則仍有四氧化鋨揮發(fā)，蒸餾未結(jié)束；若無(wú)色，則蒸餾結(jié)束。硫脲溶液為10％硫脲+3mol/L鹽酸，檢測(cè)無(wú)色為結(jié)束。

本發(fā)明提供了一種含鋨化合物——鋨酸鉀的新的合成工藝方法，鋨酸鉀相比于四氧化鋨，常溫下為粉狀結(jié)晶，性質(zhì)穩(wěn)定，儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用都更方便。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

(一)火法冶煉

1.火法：將純鋨粉與過(guò)氧化鈉以1：3的比例充分?jǐn)噭颍⒂阼F鍋中。通常先在鍋底鋪一層過(guò)氧化鈉，倒入部分鋨粉，加入一些過(guò)氧化鈉，攪勻；再重復(fù)倒鋨粉、加過(guò)氧化鈉、攪勻，直到鋨粉全部加完，留出部分過(guò)氧化鈉覆蓋在表面。

將鐵鍋置于火法爐中，蓋上爐蓋，逐漸升溫至650～680度。恒溫2～3小時(shí)，中途多次攪拌。將鐵鍋抬出，稍冷，趁熱將物料轉(zhuǎn)入鐵箱，并搗成小塊，冷卻。相關(guān)反應(yīng)：

Os+Na₂O₂→Na₂OsO₄+Na₂O+O₂↑

2.水浸：上述物料，冷卻后轉(zhuǎn)入相應(yīng)大小的鐵桶，用冷水浸泡。因?yàn)榉磻?yīng)劇烈，所以要緩慢，少量、多次加水，直到料塊完全溶解。

3.中和：往溶解好的液體中通入二氧化硫，反應(yīng)至中性。中途要充分?jǐn)噭颍怪耆泻汀Ｏ嚓P(guān)反應(yīng)：

4.過(guò)濾洗滌：中和渣沉放至完全分層，抽出上清液，渣轉(zhuǎn)入過(guò)濾槽，過(guò)濾先加水溫30度左右的溫水洗滌，以除去多余的鹽分，再用去離子水洗滌2～3次，以除去多余的鈉鎂離子。濾渣，通稱水浸渣，送蒸餾崗位。

(二)蒸餾、結(jié)晶

采用鹽酸+過(guò)氧化氫的蒸餾方法。將鋨氧化成四氧化鋨氣體揮發(fā)出去，而雜質(zhì)留在蒸餾殘液中，以保證產(chǎn)品的純凈，四氧化鋨用氫氧化鉀溶液吸收，兩者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成鋨酸鉀晶體。相關(guān)反應(yīng)：

1.工藝技術(shù)條件：

原料：火法水浸渣

試劑：HCl(AR)、30％H₂O₂(AR)、KOH(AR)、硫脲(AR)、無(wú)水乙醇(AR)、NaOH(工業(yè))

蒸餾：每次蒸餾投料1Kg，固(kg):液(L)＝1:5

鹽酸介質(zhì)，T＝60-80℃

吸收液：將氫氧化鉀配成20％～40％的KOH+0.5％～2％乙醇的稀溶液

蒸餾結(jié)束：10％硫脲+3mol/L鹽酸檢測(cè)無(wú)色為結(jié)束。

2.具體操作：

1)進(jìn)料：每次稱取1公斤的鋨水浸渣，轉(zhuǎn)入蒸餾瓶。

2)將過(guò)氧化氫裝入分液漏斗，備用。

3)將廣口瓶中裝上20％的氫氧化鈉溶液，備用。

4)按要求配制好吸收液，每瓶2升，6級(jí)鋨吸收液，配2級(jí)離子水。并按照蒸餾瓶-離子水-鋨吸收液-廣口瓶-抽氣的順序連接好。

5)調(diào)整好抽氣大小(能攪動(dòng)蒸餾瓶?jī)?nèi)物料)，打開電爐盤加熱，蒸餾瓶?jī)?nèi)溫度升至60℃，加入鹽酸至溶液呈酸性，蓋好蒸餾瓶。

6)緩慢加入過(guò)氧化氫溶液。

7)蒸餾過(guò)程中觀察吸收液中紫紅色沉淀析出的多少，及時(shí)更換鋨吸收液。

8)蒸餾至蒸餾瓶中液體變清后，勤用沾有硫脲的濾紙條檢驗(yàn)蒸餾是否結(jié)束。濾紙條紅色，證明有鋨揮發(fā)；無(wú)色，證明無(wú)鋨揮發(fā)。

9)將鋨酸鉀晶體取出，過(guò)濾、用無(wú)水乙醇洗滌，抽干后，晾12小時(shí)左右，稱重包裝，即得鋨酸鉀產(chǎn)品。

以上生產(chǎn)設(shè)備可以根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整；可以選擇大型設(shè)備并按比例放大投料，以提高產(chǎn)量。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，也可用含鋨廢料的一次粗蒸餾的鋨吸收液為原料，在二次蒸餾時(shí)合成鋨酸鉀。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單的修改、等同替換與改進(jìn)等，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。