火法冶金法
原理:通過高溫熔煉使貴金屬與雜質(zhì)分離,利用貴金屬高熔點(如鉑熔點 1768℃、銠熔點 1964℃)和化學(xué)穩(wěn)定性實現(xiàn)富集。
適用廢料
高純度固態(tài)廢料:如鉑銠合金漏板、熱電偶絲、珠寶廢料。
含貴金屬的合金廢料:如汽車火花塞(鉑銥合金)、玻璃窯爐內(nèi)襯。
操作步驟
配料與熔煉
將廢料與熔劑(如硼砂、碳酸鈉)混合,在高溫爐(1200-1600℃)中熔融,雜質(zhì)形成爐渣上浮,貴金屬形成合金熔體下沉。
示例:處理三元催化器時,加入銅、鎳作為 “捕集劑”,使鉑鈀銠溶解于捕集劑合金中,與陶瓷載體分離。
分離與精煉
熔體冷卻后破碎,通過電解或化學(xué)溶解分離捕集劑與貴金屬(如用硫酸溶解銅鎳,剩余鉑鈀銠粉末)。
粗金屬進(jìn)一步通過火法精煉(如金的 “灰吹法”)或濕法提純。
優(yōu)缺點
優(yōu)點:處理量大,適合批量回收;對廢料預(yù)處理要求低。
缺點:能耗高,可能產(chǎn)生有害氣體(如熔煉含硫廢料時釋放 SO?);銠等高熔點金屬需更高溫度,工藝復(fù)雜。
酸溶法
王水溶解法
適用:金、鉑、鈀的鍍層廢料、電子元件、首飾廢料。
步驟:
廢料粉碎后用王水(濃鹽酸:濃硝酸 = 3:1)溶解,金、鉑、鈀生成氯絡(luò)合物(如 HAuCl?、H?PtCl?、H?PdCl?)。
過濾除去不溶物(如銅、鎳),向濾液中加入還原劑(如亞硫酸鈉、水合肼),金先沉淀析出;再調(diào)節(jié) pH,用氨水處理鉑鈀溶液,分別沉淀為 (NH?)?PtCl?和 Pd (NH?)?Cl?,后還原得金屬。
注意:王水易揮發(fā)有毒氣體,需在通風(fēng)櫥操作,廢液需中和處理。
鹽酸 + 氧化劑溶解法
適用:鈀、鉑的催化劑(如鈀碳、鉑氧化鋁)、含鈀鍍層。
原理:鹽酸中加入雙氧水、氯氣或次氯酸鈉,使鈀 / 鉑氧化為可溶性氯絡(luò)離子。
示例:鈀碳廢料用鹽酸 + 雙氧水溶解后,過濾除去碳,濾液中加入氨水生成 Pd (NH?)?Cl? 沉淀,再用甲酸還原得海綿鈀。
生物法(微生物提?。?
原理:利用(如硫桿菌)的代謝活動溶解貴金屬,或通過微生物吸附貴金屬離子。
應(yīng)用:低品位金礦、電子廢料的預(yù)處理。
示例:氧化亞鐵硫桿菌可氧化廢料中的硫化物,釋放出貴金屬離子,再通過吸附樹脂回收。
預(yù)處理階段:廢料拆解與浸出前處理
機(jī)械拆解與破碎
將廢料(如電子元件、催化劑、電鍍廢液等)破碎至合適粒度,便于后續(xù)浸出。
示例:從汽車尾氣催化劑(含鉑、鈀、銠)中破碎篩分,分離載體(如氧化鋁)與貴金屬顆粒。
除雜處理
通過酸溶、堿溶或物理方法(如磁選)去除廢料中的賤金屬(鐵、銅、鎳等)或有機(jī)物,避免干擾貴金屬浸出。
示例:用稀硫酸溶解電子廢料中的銅,保留貴金屬。