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。
酸溶法
王水溶解法
适用:金、铂、钯的镀层废料、电子元件、首饰废料。
步骤:
废料粉碎后用王水(浓盐酸:浓硝酸 = 3:1)溶解,金、铂、钯生成氯络合物(如 HAuCl₄、H₂PtCl₆、H₂PdCl₄)。
过滤除去不溶物(如铜、镍),向滤液中加入还原剂(如亚硫酸钠、水合肼),金先沉淀析出;再调节 pH,用氨水处理铂钯溶液,分别沉淀为 (NH₄)₂PtCl₆和 Pd (NH₃)₂Cl₂,后还原得金属。
注意:王水易挥发有毒气体,需在通风橱操作,废液需中和处理。
盐酸 + 氧化剂溶解法
适用:钯、铂的催化剂(如钯碳、铂氧化铝)、含钯镀层。
原理:盐酸中加入双氧水、氯气或次氯酸钠,使钯 / 铂氧化为可溶性氯络离子。
示例:钯碳废料用盐酸 + 双氧水溶解后,过滤除去碳,滤液中加入氨水生成 Pd (NH₃)₂Cl₂ 沉淀,再用甲酸还原得海绵钯。
生物法(微生物提取)
原理:利用(如硫杆菌)的代谢活动溶解贵金属,或通过微生物吸附贵金属离子。
应用:低品位金矿、电子废料的预处理。
示例:氧化亚铁硫杆菌可氧化废料中的硫化物,释放出贵金属离子,再通过吸附树脂回收。
预处理阶段:废料拆解与浸出前处理
机械拆解与破碎
将废料(如电子元件、催化剂、电镀废液等)破碎至合适粒度,便于后续浸出。
示例:从汽车尾气催化剂(含铂、钯、铑)中破碎筛分,分离载体(如氧化铝)与贵金属颗粒。
除杂处理
通过酸溶、碱溶或物理方法(如磁选)去除废料中的贱金属(铁、铜、镍等)或有机物,避免干扰贵金属浸出。
示例:用稀硫酸溶解电子废料中的铜,保留贵金属。