铼金属的熔点高达3180 °C，高于其他金属熔点，仅比钨的熔点3410 °C低，是一种难熔金属。铼在地壳中含量少、分布散，是地壳中罕有成分之一，平均质量分数估计为十亿分之一，是一种稀散金属[1−2]。由于其具有卓越的抗高温，抗蠕变等性能，在石油化工、航空航天领域具有不可替代的作用。近年来随着工业的迅猛发展，对铼的需求量将持续增加[3−4]。铼本身无独立矿床，常分散在其他有色金属矿体中，主要和辉钼矿伴生共存，常以硫化铼形式存在，在矿产中质量分数较低[5−6]。
工艺上制备金属铼原料主要为铼酸铵（NH4ReO4），其为白色六方系立方双锥体晶体[7]。铼酸铵纯度对铼制品纯度起决定性作用，而金属铼纯度影响其应用性能，纯度不佳会损坏铼在高温、高真空的应用。因此，对铼酸铵进行提纯，制备高纯铼酸铵至关重要。当前，提纯铼酸铵主要方法有沉淀法[8]、活性炭吸附法[9]、萃取法[10]、离子交换法[11]等。
本文采用紫外光照+离子交换组合工艺提纯铼酸铵，并在离子交换前预热铼酸铵溶液及离子交换树脂柱。采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）测定杂质元素质量分数。通过ICP-MS测得实验前后各杂质质量分数，从而详细对比紫外光照、紫外光照时间、预热温度、预热时间等工艺对铼酸铵中金属杂质质量分数的影响，获得铼酸铵提纯效果最佳条件。
1. 实验
1.1 主要材料、试剂和实验仪器
实验原料：铼酸铵，NH4ReO4质量分数99.7%，主要杂质成分见表1。
主要试剂：市售分析纯H2O2（质量分数30%），盐酸（质量分数37%），C160型强酸性阳离子树脂（H+型），氨水（分析纯）。
主要设备：紫外灯，pH计，恒温磁力搅拌器，蠕动泵，离子交换柱，实验冰箱等。
1.2 实验方法
预处理：将C160树脂经去离子水浸泡24 h，后用2 mol/L盐酸溶液浸泡树脂6 h，用去离子水多次冲洗，至pH值为7，装至树脂柱备用。
铼酸铵溶于水中，将溶液置于紫外光源下预处理，对溶液温度及离子交换设备进行预热，于不同预热温度下离子交换，获得铼酸溶液，经加热浓缩后，向浓缩溶液中加入氨水，调节pH，可获得铼酸铵溶液，然后结晶，得到提纯后的铼酸铵。
铼酸铵紫外照射时间分别为0、0.5、1.0、2.0和5.0 h；预热温度分别为20、40、60、80和100 °C；预热时间分别为0.1、0.5、1.0和2.0 h。对铼酸铵进行提纯试验研究，对比实验采用无紫外光照射直接离子交换，添加质量分数30%过氧化氢代替紫外光照射2种对比实验。
1.3 分析方法
采用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-MS）测定Mn、Al、Fe、Cu、K、Bi及其他杂质元素的质量分数，计算各元素的吸附率W。
w(M1)�(M1)，w(M2)�(M2)分别为吸附前、后铼酸铵中M元素质量分数。
2. 结果与讨论
2.1 不同氧化剂对铼酸铵提纯效果影响
控制其他实验条件相同，预热温度60 °C，预热0.5 h，分别采用无紫外光照射，添加过氧化氢作为氧化剂代替紫外照射，紫外照射预氧化2 h 3种实验方案进行氧化–离子交换提纯实验，实验后收集铼酸铵粉末采用化学分析测试手段进行杂质元素分析，与原始铼酸铵杂质元素质量分数对比见表2。
由表2可以看出，无紫外照射过程，直接进行离子交换提纯实验结果中杂质元素均有明显下降，Be、W、Sn、Ni、Sb质量分数降至1×10−6，杂质元素被有效去除。Mn、Fe、Cu、Pb、Cr、Tl、Bi等元素也明显下降，距完全去除仍有一定差距。为进一步去除金属元素杂质，采用质量分数30%过氧化氢氧化后进行离子交换，结果可以看出金属元素杂质质量分数继续下降，金属杂质元素质量分数大部分在5×10−6以下，优于直接进行离子交换。采用先紫外光照再进行离子交换进行实验，由表2结果可以看出金属元素杂质除杂效果突出，Be、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Mo、Pb、W、Sn、Ni、Sb、Bi、Tl等元素杂质质量分数均在1×10−6及以下，金属元素除杂效果优异。
对结果进行分析，采用离子交换可将金属杂质元素吸附，起到除杂效果。但铼酸铵溶液中存在多种杂质金属离子，且金属离子价态不同，相同金属离子，其高价态比低价态表现出更易被吸附的特性，故Mn、Fe、Cu、Pb、Cr、Tl、Bi等多价态金属离子在仅用离子交换吸附时，高价态离子被吸附除去而低价态离子仍存在于溶液中，未能实现完全去除。为了使多价态金属在离子交换过程中能够更易被吸附，进一步降低直至去除金属杂质离子，在离子交换前采用双氧水或紫外光照对溶液中金属离子先进行氧化，氧化后再进行离子交换，多价态离子保持在高价态被树脂吸附，金属杂质质量分数明显降低，铼酸铵纯度提升。对比双氧水氧化和紫外光照氧化，紫外光照不引入液体，直接进行外部光照，而双氧水氧化采用额外添加双氧水溶液的方法进行氧化，存在双氧水受污染从而污染铼酸铵溶液的风险。
因此紫外光照射和离子交换组合工艺得到的铼酸铵纯度更高，后续实验均采用先紫外光照射后离子交换工艺进行研究。
2.2 紫外光照时间的影响
保持其他步骤不变，分别采取紫外光照射0、0.5、1、2和5 h，以Mn、Fe、Cu、Pb、Cr、Tl和Bi金属元素杂质吸附率变化为例，观察铼酸铵金属杂志去除效果，见图1。
