金具有粉體細(xì)、純度高、氣體雜質(zhì)含量低等特點(diǎn),粉是常用的粉本,現(xiàn)在主要應(yīng)用于磁記錄靶材、催化劑,以及硬質(zhì)合金行業(yè),現(xiàn)已在硬質(zhì)合金工具市場(chǎng)大批量應(yīng)用。
金是一種硬而脆呈淺灰色的多價(jià)稀有金屬元素,元素符號(hào)是Ru,是族金屬中的一員,在地殼中含量僅為十億分之一,是稀有的金屬之一,性質(zhì)很穩(wěn)定,耐腐蝕性很強(qiáng),常溫即能耐鹽酸、硫酸、硝酸以及王水的腐蝕。是族金屬中便宜的一種金屬,盡管、等其他金屬都比豐富一些。
能從有電鍍主鹽廢料中回收,從生產(chǎn)電鍍主鹽過程中產(chǎn)生的含廢料中,通過火濕法聯(lián)合回收提純制備高純粉的方法。含廢料將有機(jī)廢料通過離子交換柱去除鉀離子后,放入燒杯蒸餾濃縮至黏稠糊狀,放入瓷缽內(nèi)進(jìn)行煅燒,取出煅燒產(chǎn)物進(jìn)行研磨制粉獲得富集物。通過通氫還原,將富集物還原為高純粉。工藝流程簡潔、回收率高、產(chǎn)品純度高。
金的主要應(yīng)用:
粉目前的應(yīng)用范圍與銀粉、金粉等其他粉末相比沒那么廣泛, 其在集成電路、有機(jī)合成反應(yīng)及系厚膜電阻漿料等方面的作用是不可替代的。
集成電路: 當(dāng)前粉末的用途之一是生產(chǎn)靶材,并以靶材作為計(jì)算機(jī)硬盤記憶材料。另外,靶材作為電容器膜也大量應(yīng)用在集成電路產(chǎn)業(yè)中。
有機(jī)合成反應(yīng): 粉在催化許多有機(jī)合成反應(yīng)方面表現(xiàn)出來了選擇性及催化活性。
系厚膜電阻漿料: 粉在集成電路中主要用于形成濺射薄膜而作為電容器膜。而在系厚膜電阻漿料中導(dǎo)電相為RuO2、酸鹽等,粉末只是作為添加劑應(yīng)用于其中。
金的制備方法及工藝:
金制備主要采用化學(xué)法,現(xiàn)在還有從大量的靶材廢料提取粉的研究,也對(duì)靶進(jìn)行了二次利用。
1、物料預(yù)處理: 對(duì)于含溶液預(yù)處理,主要通過濃縮、過濾和加入一定量氧化劑的方法來提高離子價(jià)態(tài)。廢靶或合金、廢舊鈦電鍍層等是目前制備粉的主要原料。由于大塊金難以被酸或堿溶解,所以必須通過提高其表面積或提高活性的方法才能使其快速溶解。
2、氧化溶解:先將金屬或含溶液通過氧化劑、 電解或熔鹽等方法處理, 使轉(zhuǎn)化為離子從而易于進(jìn)入溶液。
3、氧化蒸餾:氧化溶解完成后,再利用RuO4具有較高的蒸氣壓這一特點(diǎn),在一定酸性環(huán)境下,借助過量氧化劑作用使溶液中的離子氧化為RuO4, 然后通過減壓蒸餾使RuO4從溶液中揮發(fā)出來, 從而實(shí)現(xiàn)與其他雜質(zhì)的分離和提純。
4、吸收濃縮:揮發(fā)出的RuO4經(jīng)過洗滌后,用水、酸或強(qiáng)堿溶液吸收,形成三氯化、氯酸或酸鹽,得到陽離子只有的溶液。再在一定溫度下進(jìn)行加熱濃縮處理,得到所需濃度的溶液。
5、沉淀結(jié)晶: 在一定離子價(jià)態(tài)條件下,在溶液中加入氨水或銨鹽后形成不溶于鹽酸的氯酸銨沉淀,從而再次實(shí)現(xiàn)分離雜質(zhì)和提純作用。
6、煅燒分解:將沉淀的氯酸銨結(jié)晶進(jìn)行脫水干燥后,在高溫下進(jìn)行煅燒使氯酸銨分解生成金屬、RuO2固體,以及NH3和HCl氣體,從而實(shí)現(xiàn)與多數(shù)陰離子的分離。
7、還原制粉:一定溫度下在H2保護(hù)中將破碎后的金屬、RuO2粉末還原,經(jīng)脫氧、脫碳、脫氯處理,去除中殘余的陰離子, 然后將該粉末進(jìn)行破碎分級(jí)后即得高純粉。
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