常見來源
電子行業(yè):廢舊手機、電腦、電路板等電子設備中含有金、銀、鈀、鉑、銠等貴金屬。例如,電腦內(nèi)存條上的鍍金觸點、手機主板上的各種電子元件中可能含有金銀鈀等廢料。
珠寶首飾行業(yè):首飾加工過程中產(chǎn)生的邊角料、碎屑,以及舊的、損壞的金銀鈀鉑銠首飾等都是常見的廢料來源。
化工行業(yè):在化工生產(chǎn)中,用于催化反應的鈀碳催化劑、鉑催化劑等,在使用一定時間后會失去活性,成為含鈀、鉑等的廢料。
汽車行業(yè):汽車尾氣凈化裝置中的三元催化器含有鉑、鈀、銠等貴金屬,當三元催化器失效后,就成為了重要的貴金屬廢料來源。
玻璃行業(yè):在玻璃制造過程中,使用的一些含鉑銠合金的漏板、坩堝等,在達到使用壽命后會產(chǎn)生鉑銠廢料
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,工藝復雜。
離子交換法
原理:利用樹脂(如螯合樹脂)對貴金屬離子的選擇性吸附,從溶液中分離富集。
應用:電鍍廢液提金、鈀,或從化工廢水中回收鉑族金屬。
步驟:廢液通過離子交換柱,貴金屬離子被樹脂捕獲,再用高濃度酸液洗脫,后還原得金屬。
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,反應生成氯金酸(HAuCl?)、氯鉑酸(H?PtCl?)、氯鈀酸(H?PdCl?)等可溶性絡合物。反應式: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”)。