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。
溶劑萃取法
原理:利用貴金屬絡(luò)合物在有機相和水相中的溶解度差異分離。
應(yīng)用:
從鉑鈀混合溶液中分離鉑(用 TBP 磷酸三丁酯萃取鉑氯絡(luò)合物)。
銠的分離常用叔胺類萃取劑(如 N235),通過調(diào)節(jié) pH 實現(xiàn)選擇性萃取。
王水浸出法原理:利用王水(濃硝酸 + 濃鹽酸,體積比 1:3)的強氧化性溶解金、鉑、鈀等貴金屬,反應(yīng)生成氯金酸(HAuCl?)、氯鉑酸(H?PtCl?)、氯鈀酸(H?PdCl?)等可溶性絡(luò)合物。反應(yīng)式:金:\(\text{Au} + 4\text{HCl} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{HAuCl}_4 + \text{NO} \uparrow + 2\text{H}_2\text{O}\)鉑:\(3\text{Pt} + 4\text{HNO}_3 + 18\text{HCl} \rightarrow 3\text{H}_2\text{PtCl}_6 + 4\text{NO} \uparrow + 8\text{H}_2\text{O}\)適用場景:高品位貴金屬廢料(如含金、鉑、鈀的合金或鍍層)。注意事項:產(chǎn)生大量有毒氣體(NO、Cl?),需配套尾氣處理裝置。銠不溶于王水,需單獨處理(見下文 “銠的特殊處理”)。
典型應(yīng)用場景
電子廢料:如 CPU 引腳、鍍金線路板,通過酸浸 - 萃取 - 電解回收金、銀、鈀。
汽車催化劑:破碎后用王水或氯化法浸出鉑、鈀,銠通過熔融活化回收。
電鍍廢液:氰化廢液用鋅粉置換或電解回收金銀,酸性廢液用沉淀法回收鈀。