Мазмұны

5.6.1 Ренийді техногенді өнімдерден бөліп алу әдістері

түзілуіне негізделген тотықтырып күйдіру әдісі кеңінен қолданыс тапқан. Нәтижесінде осмий мен рений газ фазасына бөлінеді. Металдардың газ фазасына өту дәрежесін жоғарылату үшін тотықтырып күйдіруді әдетте тотықтырғыштар (KMnO4, K2CrO4, O2, MnO2) қатысында жүргізеді.
Қойыртпақтан сирек металдарды бөліп алу әдістері біреулері қорғасын қосылыстарын ерітіндіге өткізу арқылы, осмий мен ренийді ерімейтін бөлікте концентрациялау мақсатында орындалса, басқалары тотықтырып күйдіру арқылы сирек металдарды газ фазасына бөліп алуға бағытталған. Осмий мен ренийді ерімейтін бөлікте концентрлеу жұмыстарының көпшілігінде ренийдің соңғы өнімге бөліну дәрежесі 60%-дан аспайды.
Тотықтырғыш атмосферасында күйдіруде осмий мен ренийдің ұқсас (оттекті қосылыстарының ұшқыштығы) қасиеттері айқындалып, олардың жоғарғы оксидті қосылыстары түрінде газ фазасына қатарласа өтуі байқалады. Нәтижесінде сирек металдарды жекелей бөліп алудың көрсеткіштері төмен. Осмий мен ренийді газ фазасына бірге бөліп алудан кейін оларды бөлу қажеттігі туындайды.
Қойыртпақты тәжірибелік-өндірістік жағдайда тотықтырғыш-қышқылды шаймалау әдісімен ренийді ерітіндіге бөліп алу жолы қарастырылған. Тотықтырғыштар ретінде ауадағы оттегі, сутегі асқын тотығы, азот қышқылы, марганец қос тотығы, калий перманганаты және бихроматы қолданылған. Ренийдің ерітіндіге ең жоғары бөліну дәрежесі калий бихроматы мен перманганатын қолданғанда 96 және 85%. Зерттеушілер Жезқазған аймағына тиімді деп Жезді кен орындарының марганецті концентратын қолданғанда ренийдің 70-72%-ы ерітіндіге бөлінген. Бұл жұмыста осмийді бөліп алу жолы қарастырылмаған. Тотықтырғыш ортадағы осмийдің қасиеттері жақсы зерттелген және ол жоғарыда көрсетілген жағдайда газ фазасына концентрленуі тиіс.
Қойыртпақты сутегі асқын тотығының ерітіндісімен тотықтырып-шаймалағанда осмийдің 97,5%-ын газ фазасына, ренийдің 98%-ын ерітіндіге өтеді. Бұл әдісті өндірісте іске асыру арзан және тиімді болып табылады.
Сонымен қойыртпақты тотықтырып күйдіру арқылы өңдеу әдістерін талдау, бұл әдістің металдарды газ фазасына бөліп алу дәрежесінің (95-98%) жоғарылығымен және технологияның қарапайымдылығымен сипатталатынын көрсетеді.
Әйтсе де тотықтырып күйдіру әдісінде құрамында осмий мен ренийдің мөлшері шашыраңқы, жанама өнім - көлемді газдардың түзілуі технологияның тиімділігін төмендетеді. Бұдан басқа газ фазасын ұстауға арналған ерітінділерге басқа да қосылыстардың (SO2 , CO, CO2 , мышьяк, сынап қосылыстары, күкірт қышқыл буы) өтуі, ерітінділердің қажеттен тыс ластануына әкеледі және осмий мен ренийді бөліп алуды күрделендіреді.
Сондықтан да қойыртпақты негізгі құрамдасы қорғасын сульфатынан айыру арқылы, оны осмиймен байыту әдісі тиімді деп саналады. «Металлургия және байыту институты» АҚ ғалымдары ұсынған гидрометаллургиялық әдістерде қорғасын сульфатының натрий хлориді ерітіндісінде селективті еріуіне негізделген:

\[\small{\ce{3PbSO4 + 7NaCl + nH2O = NaCl \cdot 3PbCl2 \cdot nH2O + 3Na2SO4}}\]

Қойыртпақтың натрий хлориді ерітіндісімен шаймалауда осмийдің ерімеген бөлікте концентрлену мүмкіншілігі жүзеге асырылған. Сондықтан осмиймен байытылған концентрат алу үшін қойыртпақтағы қорғасын сульфатын барынша толық ерітіндіге өткізу қажет.
Қойыртпақты натрий хлориді ерітіндісімен шаймалаудың оңтайлы жағдайларында ерітіндіге металдардың келесідей мөлшері өтеді: 88,5% Рb; 93% Zn; 99% Cd; 100% Re, ал ерімеген бөлікте осмий, мыс және висмут концентрленеді. Осмийдің концентрлену еселігі 8-12 – ге тең.
Аталған институт ғалымдары жасаған келесі бір әдісте қорғасын қойыртпақтарын 106-110г/л сода ерітіндісімен Қ:С=1:4 ара қатынасында, 50℃-де ерітіндідегі сульфатты күкірттің мөлшері тұрақтағанша шаймалау арқылы қорғасын сульфатын карбонатты формасына өткізу қарастырылған. Содамен шаймалау кезінде ренийдің 35 тен 74 % -ға дейінгі мөлшері ерітіндіге өтеді. Ренийдің ерімеген бөлігін ерітіндіге бөліп алу үшін пульпаға сутегі асқын тотығы ерітіндісін қосады, нәтижесінде ренийдің 98 % -ға дейінгі мөлшері ерітіндіге бөлініп алынады.
Осмий-, ренийқұрамды өнімдерді өңдеудің белгілі пирометаллургиялық әдістері осмийді тетраоксид түрінде газ фазасына өткізуге негізделген. Пирометаллургиялық әдістер әртүрлі тотықтырғыштар (O2, MnO2, Н2О2 т.б) қатысында жүргізіледі. Құрамында осмийдің мөлшері аз материалдарды өңдеуде тотықтыру үрдістері тиімсіз. Ол тотықтырғыш шығынын көбейтеді және осмийге кедей екіншілік шаң-тозаңдар түзіледі. Осмий-, ренийқұрамды өнімдерді гидрометаллургиялық әдістермен өңдеуде өнім құрамына қарай карбонаттау, сульфаттау, натрий хлоридімен шаймалау немесе сутек пероксиді қатысында шаймалау әдістері қолданылады. Бұл жағдайларда осмий өнімаралық (газ фазасы, ерітінді, қатты фаза) таралады.
Қорғасынды қойыртпақты өңдеуде бір жұмыстар қорғасын қосылыстарын алуға бағытталса, екіншілерінде тек ренийді жоғары дәрежеде бөліп алған. Бұларда осмий мен ренийдің концентрлену еселігі төмен және айтарлықтай өнімаралық таралуы байқалады, нәтижесінде бұл