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一、考核标定专家组认为,我国在钌系催化剂工业应用领域取得重大突破,该项技术打破了国外近30年的技术垄断,为我国5500万吨传统合成氨工业产能的转型升级与高质量发展奠定基础。
贵金属在催化领域有极其重要的地位,许多钯、铑催化剂已经得到工业化的应用。而钌催化剂由于与底物匹配的困难,其发展滞后于钯和铑催化剂。直到20世纪80年代,已经报道使用钌催化剂的合成方法仅限于少数几种,比如氧化反应等。
钌催化剂的特点在于催化性能优异,相对于其他贵金属价格便宜。近些年来发展很快,这个领域的研究也逐渐成为了一个热点。
钌是一种过渡元素,属于元素周期表的第 VIII 族(铁),属于轻铂金属三元组。它是一种硬而脆的金属,类似于铂。钌化合物通常是深棕色(从黄色到黑色)。
钌用于电子、电气工程和化学工业。钌金属在氧化反应和长链烃的合成中用作催化剂。由于其催化活性,它也用于汽车发动机的催化转化器。钌用于增加铂合金的硬度,用于制造电触点和制造电阻丝、断路器和其他组件。它还被用作珠宝中铂金的替代品,并用于制作钢笔笔尖的笔尖。
钌极为稀有,是地球上第 74 位最丰富的金属。这种元素通常与乌拉尔山脉以及北美和南美的其他铂族金属一起存在于矿石中,在从加拿大安大略省萨德伯里提取的镍铬铁矿和南非辉石矿床中也发现了少量但具有商业重要性的量,原生钌是非常稀有的矿物。
生产过程中的大多数钌用于耐磨电触点和厚膜电阻器,钌的一个次要应用是在铂合金中和作为化学催化剂,另一个新应用是作为极紫外光掩模的覆盖层。它通常与乌拉尔山脉以及北美和南美的其他铂族金属一起存在于矿石中。 -
二、从失效催化剂以及各种含钌物料中回收钌首先必须解决的是钌的溶解问题,目前的溶解方法较多但主要都是化学方法溶解。以失效含钌催化剂为例,其基本原理是:将物料进行预处理后,通过氧化或者熔融反应将零价态的单质钌转变为高价态的简单阳离子或者含氧酸根阴离子,在此过程中,难溶的单质钌或者二氧化钌被转化为水溶性的高价阳离子或者钌酸根离子,大大提高了钌的溶解率、从而为后续工作奠定基础。从失效钌类催化剂中回收再生钌的技术主要湿法冶金,主要可分为:熔融氧化蒸馏法、熔融还原沉淀法、直接氧化法和活泼金属置换法。
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三、钌是一种极其昂贵的稀有贵金属,中国产量极少,用于生产催化剂的钌绝大多数依靠进口,价格昂贵,使得钌催化剂的成本很高。
因此,钌催化剂中钌的高效回收利用就成了相关化工产业降低成本、提高经济效益的关键。
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