[发明专利]一种高纯铼酸铵的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯铼酸铵的制备方法，该方法包括：一、将铼酸铵溶于纯水中得到铼酸铵溶液并调节pH至7～10，然后依次进行氧化和沉淀，经离心得到不含Tl的铼酸铵溶液；二、将不含Tl的铼酸铵溶液浓缩结晶后进行氧化挥发得到高铼酸溶液；三、采用阳离子交换树脂对高铼酸溶液交换除杂；四、将氨水加入经吸附除杂后的高铼酸溶液中并浓缩结晶，得到高纯铼酸铵。本发明先将铼酸铵溶液中的Tl⁺氧化为Tl³⁺，再通过Tl³⁺的水解沉淀和絮凝剂的吸附包裹协同作用脱除有害杂质Tl，然后依次通过氧化挥发、离子交换和浓缩结晶去除微量Tl和其他杂质元素，得到低Tl含量的高纯铼酸铵，满足了航空材料对铼中低Tl含量的要求。

技术领域

本发明属于铼酸铵提纯技术领域，具体涉及一种高纯铼酸铵的制备方法。

背景技术

铼是一种稀散金属，具有熔点高、硬度大、可塑性强的特点，且其化合物具有优良的催化性，被广泛应用于石油、化工、航天、航空等领域。铼的世界储量约2500t，而我们国家铼的保有资源储量仅为237t。随着航空航天事业的发展，铼的重要性越来越凸显。随着我国航空发动机技术的日益成熟，航空发动机制造对铼的需求将大幅度提高，未来我国铼的消费量在10t/年～20t/年，由于国内含铼钼矿的综合利用水平较低，导致铼的产量偏低，大约50％铼(特别是高端的超纯铼产品)需要从国外进口。

目前工业上生产金属铼粉的主要方法为铼酸铵氢还原法，铼粉的纯度主要取决于铼酸铵的纯度。该方法以铼酸铵为原料，在多温带多管还原炉中进行反应，通过控制还原温度，氢气流量，料层厚度，原料粒度等参数，制备不同规格的铼粉。该方法工艺设备简单，容易规模化生产，生产的金属铼粉一般颗粒较粗(几个到几十个微米之间)，形貌和纯度受原料影响大，粉末流动性能较差，振实密度低。为制取超高纯铼(纯度为99.995％以上)，必需对铼酸铵进行纯化，将痕量杂质元素含量控制在航空用超高纯铼要求下限。

目前市售的铼酸铵纯度一般在99％～99.99％，其杂质主要有碱金属(K、Na)、碱土金属(Ca)、难熔金属(W、Mo)以及微量的Cu、Ni、Fe、Si等。常用的高铼酸铵提纯方式主要有两种：一种是通过重结晶的方式，将铼酸铵溶液加热至过饱和状态，再冷却至室温，大部分杂质比铼酸铵难结晶，被富集在结晶母液中，因而得到高纯的铼酸铵晶体；但该方法限制了铼的回收率，同时由于钨酸铵、钼酸铵与铼酸铵的溶解度相差较小，很难通过重结晶的方式实现钨、钼等杂质离子的深度脱除。另一种是通过离子交换的方式，将铼酸铵溶液中的杂质离子(K⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Al³⁺)，通过选择合适的阳离子交换树脂选择性吸附，进而实现铼酸铵的纯化。但对于铜冶炼厂产的铼酸铵，由于Re和Tl的矿物学特性，两者伴生在铜矿中，在铜冶炼过程中Re和Tl分别氧化成易挥发的Re₂O₇和Tl₂O进入烟气，烟气吸收得到含铼的废酸液，从这种废酸液中回收得到的铼酸铵产品大多Tl含量较高，这种含Tl高的铼酸铵采用上述提纯方法很难达到纯化效果，无法满足航空用超高纯铼产品要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高纯铼酸铵的制备方法。该方法将氧化反应和沉淀反应结合预先脱除铼酸铵中的有害杂质Tl，然后依次通过氧化挥发、离子交换和浓缩结晶进一步去除微量Tl和其他杂质元素，得到低Tl含量的高纯铼酸铵，满足了航空材料对铼中低Tl含量的要求，操作简单、铊去除率高，有利于推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高纯铼酸铵的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：