火法冶金法
原理:通过高温熔炼使贵金属与杂质分离,利用贵金属高熔点(如铂熔点 1768℃、铑熔点 1964℃)和化学稳定性实现富集。
适用废料
高纯度固态废料:如铂铑合金漏板、热电偶丝、珠宝废料。
含贵金属的合金废料:如汽车火花塞(铂铱合金)、玻璃窑炉内衬。
操作步骤
配料与熔炼
将废料与熔剂(如硼砂、碳酸钠)混合,在高温炉(1200-1600℃)中熔融,杂质形成炉渣上浮,贵金属形成合金熔体下沉。
示例:处理三元催化器时,加入铜、镍作为 “捕集剂”,使铂钯铑溶解于捕集剂合金中,与陶瓷载体分离。
分离与精炼
熔体冷却后破碎,通过电解或化学溶解分离捕集剂与贵金属(如用硫酸溶解铜镍,剩余铂钯铑粉末)。
粗金属进一步通过火法精炼(如金的 “灰吹法”)或湿法提纯。
优缺点
优点:处理量大,适合批量回收;对废料预处理要求低。
缺点:能耗高,可能产生有害气体(如熔炼含硫废料时释放 SO₂);铑等高熔点金属需更高温度,工艺复杂。
碱溶法(适用于铑、钌等难溶金属)
适用:铑催化剂、铑合金废料(如铂铑丝)。
步骤:
废料与熔融碱(如氢氧化钠、过氧化钠)共熔,生成可溶性铑酸盐(如 NaRhO₂)。
冷却后加水溶解,调节 pH 至酸性,加入氯酸钠等氧化剂,使铑以 RhCl₃形式沉淀,再用氢气还原得金属铑。
氰化法(针对金、银)原理:在碱性条件下,用氰化物(如 NaCN、KCN)与金、银形成可溶性氰络合物:\(\text{4Au} + 8\text{NaCN} + \text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{NaAu(CN)}_2 + 4\text{NaOH}\)适用场景:低品位金矿或含金银的废料(如电镀污泥)。缺点:氰化物剧毒,需严格管控废水处理,逐步被无氰浸出法(如硫脲法、硫代硫酸盐法)替代。
溶剂萃取法
利用有机溶剂(如二丁基卡必醇、三辛基氧化膦 TOPO)选择性萃取贵金属络合物,实现与贱金属分离。
示例:用异丁基酮(MIBK)萃取金,再用水反萃得到纯金溶液。