14898-67-0/三氯化釕的制備方法

背景及概述^[1][2]

三氯化釕又名氯化釕。RuCl3＝207.43，紅棕色或黑色葉片狀晶體，易潮解。相對密度3.11，高于500℃時分解為單質(zhì)。不溶于冷水和二硫化碳，遇熱水分解，難溶于乙醇，溶于鹽酸。與碘化鉀溶液作用生成碘化物沉淀，向溶液中通入硫化氫時沉淀為三硫化二釕，能與氨、氰化鉀和亞硝酸鉀等配合劑形成相應(yīng)的氨、氰、和亞硝基的配合物，與鈉汞齊或三氯化鈦作用被還原成藍色的二價釕離子。在高溫下，金屬釕與氯直接化合，或?qū)Ⅺ}酸加到氫氧化釕中，經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶均可制得。用于亞硫酸鹽的測定、氯釕酸鹽的制造，用作電極涂層材料等。

制備^[2][4]

方法一、一種三氯化釕的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

步驟（1），按照傳統(tǒng)方法生產(chǎn)RuO4氣體；然后采用稀鹽酸吸收RuO4氣體，至溶液中Ru的濃度為59g/L，同時，調(diào)節(jié)pH至1.9，得到含釕溶液；

所述的稀鹽酸是質(zhì)量分數(shù)為37%的鹽酸與水按照體積比1.9:1混合而成；

步驟（2），向步驟（1）得到的含釕溶液中加入分散溶劑，分散溶劑加入的體積為含釕溶液體積的9.8%，得到分散后的含釕溶液；

所述的分散溶劑為雙氧水、乙醇和丙酮的混合物，分散溶劑中雙氧水、乙醇和丙酮的體積比為1:7.9:0.95；

步驟（3），噴霧干燥：

將步驟（2）得到的分散后的含釕溶液采用噴霧干燥機進行噴霧干燥，得到三氯化釕粉末；噴霧干燥的溫度為180-200℃，進料量為800-1000mL/h；所述的噴霧干燥機的噴嘴的材質(zhì)為聚四氟乙烯。所述的噴霧干燥機的噴嘴口徑為0.5mm。

方法二、取10克釕粉投入反應(yīng)器2中，吸收瓶4-9中加入5N的鹽酸，吸收瓶10-11中加入10％重量氫氧化鈉溶液。先檢查整個系統(tǒng)是否正常：反應(yīng)器2、空瓶3、吸收瓶4-11、緩沖瓶12、真空泵13。然后開動真空泵13，關(guān)閉放空閥14，檢查各吸收瓶是否鼓泡，調(diào)節(jié)真空度達到100mmHg。

加入500毫升次氯酸鈉溶液于反應(yīng)器2中，用電爐1開始加熱，保持反應(yīng)器的溫度為50℃，反應(yīng)器中溶液呈棕黑色，反應(yīng)30分鐘后，緩慢加入9N的H2SO4溶液于反應(yīng)器2中(從底部加入)，溶液顏色變淺，并伴有大量金黃色RuO4氣體逸出，此時停止加H2SO4，待RuO4蒸出后再加次氯酸鈉溶液，溶液顏色變深，至顏色不再轉(zhuǎn)深時，停止加入次氯酸鈉溶液，然后加熱維持反應(yīng)器內(nèi)溫度50℃，反應(yīng)10分鐘，再加入9N的H2SO4溶液，如此反復至溶液呈無色透明。將反應(yīng)器溫度升至70℃并維持2小時，以趕出溶解的RuO4氣體，溶液呈無色透明。RuO4氣體經(jīng)吸收瓶中的鹽酸吸收后生成棕紅色的三氯化釕，吸收瓶10-11中的氫氧化鈉吸收反應(yīng)體系中的廢氣、廢酸，反應(yīng)完成后，緩慢開啟放空閥14，停真空泵13，吸出反應(yīng)殘液。經(jīng)檢測，收率可達95.8％。

回收^[3]

三氯化釕(RuCl3)在金屬陽極釕涂層的制備、加氫催化劑的制備及計算機硬盤記憶材料的生產(chǎn)等方面應(yīng)用廣泛，因此，在上述生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的含釕二次資源廢料。

一種回收鍍釕廢液中三氯化釕的方法，該方法包括：

S1-1：準確移取30ml廢鍍釕液于三口燒瓶中，依次緩慢加入8ml硫酸和m1＝0.8gKMnO4，在T1＝75℃下水浴加熱t(yī)＝1h，氧化蒸餾生成的RuO4和蒸余液；

S1-2：將RuO4氣體用n＝6mol/L的HCl溶液吸收，生成RuCl3的鹽酸溶液；

S1-3：在55℃減壓蒸餾8h，即得β－RuCl3·xH2O晶體；

S2-1：將所得蒸余液過濾，棄去濾渣，得到濾液；

S2-2：在濾液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至堿性，加入5ml預(yù)氧化劑10％NaClO及1gNaCl，在80℃下水浴保溫30min，得到預(yù)氧化的蒸余液；

S2-3：以磺化煤油為稀釋劑，正辛醇為破乳劑，配制濃度為X％＝30％的N503，將制備的N503與等體積濃度為3mol/L的HCl溶液混合振蕩3次，至水相酸度不變，取出有機相，該有機相為制備的胺類萃取劑；將與經(jīng)預(yù)氧化的蒸余液體積比為Y＝1的胺類萃取劑與經(jīng)預(yù)氧化的蒸余液混合，加入分液漏斗中，振蕩15min，靜置分層，去除水相，保留有機相，即萃取相；

S2-4：在S2-3中制得的萃取相中加入濃度為2mol/L的NaOH溶液，萃取相與NaOH溶液的體積比為1，振蕩15～30min，靜置分層，取出水相，即反萃取相；

S3：將步驟S2-4中取得的反萃取相加入至步驟S1-1進行氧化蒸餾。

經(jīng)檢測及計算，本方法中所得到的β－RuCl3·xH2O晶體含量為38.8％(理論值為35％～38％)，蒸餾收率為85.3％，萃取率為80.4％，總回收率為91.5％。

主要參考資料

[1]化學物質(zhì)辭典

[2]CN201610759891.8一種三氯化釕的生產(chǎn)工藝

[3][中國發(fā)明]CN201910743605.2一種回收鍍釕廢液中三氯化釕的方法

[4][中國發(fā)明]CN200710303681.9一種三氯化釕的制備方法