鈀在地球上的儲量稀少,采掘冶煉較為困難,屬稀有貴金屬系列的范疇。鈀金在地殼中的含量約為1/1×109儲量甚至只有鉑金的1/6,每年總產(chǎn)量不到黃金的8%。而且世界上只有北美、俄羅斯和南非等少數(shù)國家出產(chǎn)。鈀金常與其他鉑系元素一起分散在沖積礦床和砂積礦床的多種礦物〔如原鉑礦、硫化鎳銅礦、鎳黃鐵礦等)中。
鈀常與鉑伴生,產(chǎn)量小于鉑。在礦物分類中鉑族元素屬自然鉑亞族,包括銥、銠、鈀、鉑等自然元素礦物。它們彼此間廣泛存在類質(zhì)同象置換現(xiàn)象,從而形成一系列類質(zhì)同象混合晶體。這些元素之間的物理、化學性質(zhì)有著很大的相似之處。特別是鈀和鉑這兩種貴金屬像兄弟一樣很相似。這兩種金屬的冶金性質(zhì)相當類似因其同樣稀有、用途相類似常在各種應(yīng)用上互作替代品。
銠(RHODIUM),源自rhodon,意為“玫瑰”,因為銠鹽的溶液呈現(xiàn)玫瑰的淡紅色彩,1803年發(fā)現(xiàn)。除了制造合金外,銠可用作其他金屬的光亮而堅硬的鍍膜,例如,鍍在銀器或照相機零件上。將銠蒸發(fā)至玻璃表面上,形成一層薄膜,便造成一種特別優(yōu)良的反射鏡面。
銀白色金屬,質(zhì)極硬,耐磨,也有相當?shù)难诱剐浴C芏?2.4克/厘米3。熔點1966±3℃,沸點3727±100℃?;蟽r2、4和6。電離能7.46電子伏特。在中等的溫度下,它也能抵抗大多數(shù)普通酸(包括王水在內(nèi))。在200~600℃可與熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯酸鈉和游離鹵素起化學反應(yīng)。不與許多熔融金屬,如金、銀、鈉和鉀以及熔融的堿起反應(yīng)。
銀白色金屬,質(zhì)極硬,耐磨,也有相當?shù)难诱剐?。密?2.4克/厘米3。熔點1966±3℃,沸點3727±100℃?;蟽r2、4和6。電離能7.46電子伏特。在中等的溫度下,它也能抵抗大多數(shù)普通酸(包括王水在內(nèi))。在200~600℃可與熱濃硫酸、熱氫溴酸、次氯酸鈉和游離鹵素起化學反應(yīng)。不與許多熔融金屬,如金、銀、鈉和鉀以及熔融的堿起反應(yīng)。
銠屬鉑系元素。鉑系元素幾乎完全成單質(zhì)狀態(tài)存在,高度分散在各種礦石中,例如原鉑礦、硫化鎳銅礦、磁鐵礦等。鉑系元素幾乎無例外地共同存在,形成天然合金。在含鉑系元素礦石中,通常以鉑為主要成分,而其余鉑系元素則因含量較小,必須經(jīng)過化學分析才能被發(fā)現(xiàn)。由于鋨、銥、鈀、銠和釕都與鉑共同組成礦石,因此它們都是從鉑礦提取鉑后的殘渣中發(fā)現(xiàn)的。
對各種化學腐蝕堿液中鍺的回收工藝,通過工藝實驗或生產(chǎn)過程的測算,綜合技術(shù)經(jīng)濟指標均與預(yù)期目標存在較大差距。為了經(jīng)濟地回收化學腐蝕堿液中的有價金屬,后選取氯化鎂作為沉淀劑,進行了回收鍺的工藝實驗研究。
腐蝕堿液中的鍺是以可溶性的偏鍺酸鈉形式存在,氯化鎂加入溶液過程中,隨著溶液pH值的變化,生成的水合二氧化鍺、溶解度極低的鍺酸鎂與大量生成的氫氧化鎂協(xié)同沉淀,使堿液中的鍺富集到沉淀物中。經(jīng)過固液分離,棄去濾液,對濾渣直接氯化蒸餾,生成純度很高的四氯化鍺,返回生產(chǎn)系統(tǒng)當中,達到從腐蝕堿液中回收鍺的目的。
根據(jù)實驗優(yōu)選工藝參數(shù)和基本流程,進行了生產(chǎn)裝置的放大實驗。實驗是在常溫和攪拌的條件下進行的,完全可以利用現(xiàn)有的聚合鐵沉淀處理裝置。沉淀反應(yīng)器采用帶減速電機的塑料攪拌槽,過濾裝置采用工業(yè)濾布帶篩板過濾槽,氯化蒸餾裝置由搪瓷反應(yīng)釜和冷凝吸收系統(tǒng)組成。通過試運行考核,生產(chǎn)裝置的放大實驗取得了同樣良好的技術(shù)經(jīng)濟指標。