常见来源
电子行业:废旧手机、电脑、电路板等电子设备中含有金、银、钯、铂、铑等贵金属。例如,电脑内存条上的镀金触点、手机主板上的各种电子元件中可能含有金银钯等废料。
珠宝首饰行业:首饰加工过程中产生的边角料、碎屑,以及旧的、损坏的金银钯铂铑首饰等都是常见的废料来源。
化工行业:在化工生产中,用于催化反应的钯碳催化剂、铂催化剂等,在使用一定时间后会失去活性,成为含钯、铂等的废料。
汽车行业:汽车尾气净化装置中的三元催化器含有铂、钯、铑等贵金属,当三元催化器失效后,就成为了重要的贵金属废料来源。
玻璃行业:在玻璃制造过程中,使用的一些含铂铑合金的漏板、坩埚等,在达到使用寿命后会产生铂铑废料
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。
电化学法
原理:通过电解反应使贵金属离子在电极上还原析出,或通过阳极溶解废料中的金属。
1. 电解精炼法
适用:粗金、粗银的提纯(如火法熔炼后的金银合金)。
操作:
阳极:粗金属(如含金 90% 的阳极板);阴极:纯金片。
电解液:含金氰化物或氯金酸盐溶液。
通电后,阳极金溶解为 Au³⁺,在阴极还原为纯金(纯度达 99.99%)。
2. 阳极泥处理
适用:铜、镍电解过程中产生的阳极泥(含金银铂钯)。
步骤:
阳极泥经酸浸除杂后,通过火法或湿法提取贵金属。
例如,铜阳极泥提银时,先氯化浸出银为 AgCl,再用氨水溶解为 [Ag (NH₃)₂]⁺,后用水合肼还原得银粉。
四、新兴绿色技术
沉淀法选择性沉淀:金:向含\(\text{AuCl}_4^-\)的溶液中加入还原剂(如 SO₂、草酸、水合肼),还原析出单质金:\(2\text{HAuCl}_4 + 3\text{SO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Au} \downarrow + 3\text{H}_2\text{SO}_4 + 8\text{HCl}\)银:加入 NaCl 或 HCl,生成 AgCl 沉淀,再用氨水溶解为\(\text{Ag(NH}_3\text{)}_2^+\),经水合肼还原得银。钯:加入氯化铵生成\(\text{(NH}_4\text{)}_2\text{PdCl}_6\)沉淀,或用甲酸还原为金属钯。