鉑族金屬精礦溶解(dissolution of platinum group metal concentrate)

用鹽酸和強氧化劑使鉑族金屬精礦中的鉑族金屬進入溶液和大量伴生雜質分離的過程，是鉑族金屬分離的重要中間步驟。在所有金屬中鉑族金屬的化學惰性最大，只能被王水或鹽酸加上強氧化劑溶液溶解。但各個鉑族金屬的溶解性質隨其本身固有屬性和存在狀態而存在差異。各個鉑族金屬溶解性質的一般規律是：鉑、鈀易溶，銠、銥、釘難溶；活性細粒粉末易溶，塊狀物料難溶；濕法富集產出的精礦易溶，氧化焙燒產出的精礦難溶。據此，可按分離和精煉工藝的要求，選擇合理的溶解方法。如傳統方法分離鉑族金屬采用選擇性分步溶解，溶劑萃取分離采用一次全溶解，或優先氧化蒸餾鋨、釕同時溶解其他貴金屬等方法。

選擇性分步溶解每次溶解一個或幾個鉑族金屬使之相互分離。鉑族金屬精礦首先經硫酸化焙燒和稀硫酸浸出分離賤金屬，使貴金屬精礦品位由0.n％～n％提高至45％～60％或更高。在具體工藝上控制焙燒條件使精礦中的銠、銥、釕轉化為難溶狀態，然后用王水或鹽酸溶液通氯氣溶解鉑、鈀和金，再使溶液中的鉑、鈀、金進一步分離。溶渣和鉛熔煉成貴鉛，用硝酸溶解貴鉛，再從溶液中分離鉛和銀。二次溶渣和硫酸氫鈉熔融，冷卻后用水或稀硫酸浸出銠。三次溶渣和過氧化鈉熔融，用水浸出釘酸鈉和鋨酸鈉。釕酸鈉和鋨酸鈉溶液再經氧化蒸餾處理分別獲得四氧化釕和四氧化鋨的吸收液。最后的蒸餾殘渣主要含二氧化銥，用王水溶解轉化為氯銥酸。這種火法和濕法交替進行的分離方法作業多，周期長，分離不徹底，鋨的回收率低，貴金屬在生產中積滯量大，生產成本高。

優先蒸餾鋨釕濕法冶金富集產出的鉑族金屬精礦活性較好，可直接溶解鋨和釕。精礦在反應器內先用含硫酸1．5～3mol／L溶液漿化，邊攪拌邊升溫至353～368K后加入含氯酸鈉20％～30％的溶液，使鋨、釕生成揮發性的四氧化物。溶解結束后通過蒸餾揮發鋨、釕，用鹽酸溶液吸收釕和用氫氧化鈉溶液吸收鋨達到分離鋨、釕的目的。蒸餾完畢，斷開吸收系統，向反應器中加入濃鹽酸破壞未反應完的氯酸鈉，并通入氯氣溶解鉑、鈀、金、銠、銥和賤金屬。此法雖有優先回收鋨、釕的優點，但最終貴金屬溶液(蒸殘液)成分復雜，鈉鹽濃度高，溶液和貴金屬價態難保持穩定。

全部溶解活性易溶的鉑族金屬精礦在含鹽酸6mol／L的溶液中，液固比為(3～4)：1，在機械攪拌下升溫至353～363K，通入氯氣氧化溶解全部貴金屬，獲得貴金屬混合溶液。惰性難溶的精礦，需經預處理使之轉化為活性狀態再進行全溶解。預處理方法有過氧化鈉熔融、鋁熱還原、氯化焙燒。

過氧化鈉熔融精礦在鹽酸溶液中通氯氣先溶解95％以上的鉑、鈀、金。不溶渣與兩倍量的過氧化鈉在823～873K溫度下熔融，熔塊用水浸出鋨和釕，再用甲酸溶液還原沉淀鋨、釕，過濾出含硅酸鈉的堿性溶液后，濾渣用鹽酸漿化并通氯氣浸出濾渣中的貴金屬。兩次浸出合計，鉑、鈀、金的溶解率在99％以上，銠、銥、釕均超過95％。鋨在浸出時有氧化揮發損失。終渣中殘留少量貴金屬，返回過氧化鈉熔融回收。

鋁熱還原含貴金屬30％～60％的精礦與等質量的鋁屑混合，在還原氣氛中于1473K溫度下進行熔煉生成鋁和貴金屬的合金。當精礦含SiO₂較高而含賤金屬較低時，還需加入精礦量30％的鐵作合金化元素和氧化鈣、燒堿等造渣成分，并提高熔煉溫度至1873K，熔煉生成鋁、鐵和貴金屬的合金。兩種合金熔塊均用鹽酸浸出鋁、鐵、鎳等賤金屬，溶渣即為品位較高的活性貴金屬粉末混合物。溶渣在鹽酸溶液中于358～368K溫度下通氯氣浸出2h，鉑、鈀、金溶解率在99％以上，釕、銥、鋨、銠均超過97％。少量不溶物返回熔煉。該法產出的貴金屬溶液濃度高，溶液性質和貴金囑價態易調整，賤金屬含量低。

氯化焙燒鉑族金屬精礦和氯化鈉混合后在773～873K溫度下通氯氣氯化焙燒，貴金屬即轉化為可溶性氯化物。焙砂用稀鹽酸浸出獲得貴金屬溶液。該法除用于惰性貴金屬精礦的溶解外，還用于銠、銥精煉中粗金屬的溶解。但所用設備需密閉和防腐蝕，不適合大批量生產。