Ⅰ 電解法處理回收貴金屬的工藝流程圖。
一、項目的背景
貴金屬即金Au、銀Ag、鉑Pt、鈀Pd、鍶、鋨Os、銠Rh和釕Ru 八種金屬。由於這些金屬在地殼中含量稀少,提取困難,但性能優良,應用廣泛,價格昂貴而得名貴金屬。除人們熟知金Au、銀Ag外,其他六種金屬元素稱為鉑族元素(鉑族金屬)。
貴金屬在地殼中的豐度極低,除銀有品位較高的礦藏外,50%以上的金和90%以上的鉑族金屬均分散共生在銅、鉛、鋅和鎳等重有色金屬硫化礦中,其含量極微、品位低至PPm級甚至更低。
隨著人類社會的發展,礦物原料應用范圍日益擴大,人類對礦產的需求量也不斷增加,因此,需要最大限度地提高礦產資源的利用率和金屬循環使用率。由於貴金屬的化學穩定性很高,為它們的再生回收利用提供了條件,加之其本身稀貴,再生回收有利可圖。
二、貴金屬回收利用概況
由於貴金屬在使用過程中本身沒有損耗,且在部件中的含量比原礦要高出許多,各國都把含貴金屬的廢料視作不可多得的貴金屬原料,並給以足夠的重視。且紛紛加以立法、並成立專業貴金屬回收公司。
日本20世紀70年代就頒布了固體廢物處理和清除法律,成立回收協會,至目前已從含貴金屬的廢棄物中回收有價金屬20幾種。
美國回收貴金屬已有幾十年的歷史,形成回收利用產業,成立專門的公司,如阿邁克斯金屬公司和恩格哈特公司,1985年就回收5噸鉑族金屬,1995年回收的貴金屬增加到12.4~15.5噸。
德國1972年頒布了廢棄管理法,規定廢棄物必須作為原料再循環使用,要求提高廢棄物對環境的無害程度。德國有著名的迪高沙公司和暗包岩原料公司都建有專門的裝置回收處理含貴金屬的廢料。
英國有全球性金屬再生公司—阿邁隆金屬公司,專門回收處理各種含貴金屬廢料,回收的鉑、鈀、銀的富集物就有上千噸。
我國的各類電子設備、儀器儀表、電子元器件和家用電器等隨著經濟發展和生活水平的提高,淘汰率迅速提高,形成大量的廢棄物垃圾,不僅浪費了資源和能源,且造成嚴重的環境影響。隨著時間的延續,更新的數量還會增加。如果作為城市垃圾埋掉、燒掉,必將造成空氣、土壤和水體的嚴重污染,影響人民的身體健康。且電器設備的觸點和焊點中都含有貴金屬,應設法回收再利用。
三、生產工藝簡介
根據原料、規模、產品方案的不同、回收工藝有所區別。總體上講,針對銅、鉛陽極泥有火法和濕法之區別,針對二次資源則除火法濕法之外還涉及拆解、機械和預處理工序。
1、銅陽極泥處理工藝
l 火法工藝
火法的傳統工藝流程如下
銅陽極泥
H2SO4 硫酸化焙燒 煙氣(SO2 SeO2) 吸收
稀H2SO 浸出 CuSO4 溶液 粗Se
浸出渣
還原熔煉 爐渣
貴鉛
NaNO3 氧化精煉 渣滓 回收Bi Te
銀陽極
銀電解 海綿銀 銀錠
黑金粉
金電解 廢電解液 回收鉑、鈀
金板 金錠
該流程的主要環節是硫酸化焙燒浸出分離,銅轉化為可溶性硫酸銅,硒化物分解使硒氧化為二氧化硒揮發分離,含SeO2 和SO2 的氣體由氣管抽至吸收塔,SeO2被水吸收生成H2SeO3,並同時被在水中的SO2還原為粗Se。焙燒浸出得CuSO4和部分AgSO4硫酸碲溶液,用銅(片或粉)置換出含碲的粗銀粉送銀精煉。金、銀富集在浸出渣中。還原熔煉主要用浸出渣加氧化鉛或鉛陽極泥合並進行,產出含金銀的貴鉛,然後貴鉛經氧化精煉分離鉛、鉍和碲,澆鑄為金銀合金,經銀電解及精煉,產出海綿銀鑄錠,銀泥(黑金粉)電解得金,金電解廢液回收鉑、鈀。該法的特點是回收率高,可達90%以上,對原料適應性強,比較適合規模處理,歐美和前蘇聯國家大多採用火法流程,流程的缺點是冗長,中間環節多,積壓金屬和資金嚴重,特別是規模小時更為突出,影響經濟效益。除此之外,高溫焚燒產生有害氣體,特別是鉛的揮發,產生二次污染,因此它的應用受到限制。
● 濕法工藝
20世紀70年代濕法流程迅速崛起,並得到國內冶金界的認可,下面做以簡單介紹:
銅陽極泥
H2SO4 浸出銅 CuSO4溶液
乙酸鹽 浸出鉛 Cu、Pb溶液
HNO3 浸出銀 AgNO3溶液 Ag
王水 浸出金 渣 熔煉 回收Sn
金溶液
萃取精煉
金粉
該法用不同的酸分段浸出陽極泥中的賤金屬雜質,以富集金、銀。用H2SO4先使銅成為CuSO4,以乙酸鹽常溫浸出鉛,使鉛生成可溶的乙酸鉛(Pb(Ac)2)分離。浸出渣用硝酸溶解銀、銅、硒、碲,含銀溶液用鹽酸或食鹽沉澱出氯化銀(AgCl),其純度可達99%以上,回收率可達96%,再從氯化銀中精煉提取銀,用王水從硝酸石溶渣中溶解金,金溶液用二丁基卡必醇(DBC)萃取,草酸直接還原得金產品,金純度>99.5%,回收率可達99%。濕法工藝金銀總回收率分別大於99%和98%。由於全流程金屬分離都在酸性水溶液中進行,因此稱為全濕法工藝,與火法工藝相比,有能耗低,有價金屬綜合利用好、廢棄物少、生產過程連續等優點。
l 選冶聯合工藝流程;
銅陽極泥
H2SO4 磨礦脫銅
浸出 CuSO4溶液
浸出渣
H2O 調漿
浮選 尾礦 煉鉛
精礦
焙燒 焙煉 煙氣 回收硒
銀陽極 電解 銀粉 銀錠
黑金粉 電解 金板 金錠
該流程用於處理含鉛高的銅陽極泥,流程包括陽極泥加硫酸磨礦及浸出銅,含金、銀的浸出渣調漿進行浮選,選出的精礦進行蘇打氧化熔煉產出銀陽極,電解產出銀和金粉等工序。流程中金、銀回收率分別達到95%和94%。由於引入浮選工序,精礦熔煉設備規模為火法工藝的1/5,試劑消耗節約一半,減少了鉛的污染,簡化了後續熔煉過程,提高了經濟效益。
l 天津大通銅業有限公司金銀分廠陽極泥處理流程
成份
Cu Au Ag Pb Sb Bi Sn Ni As Te
15.64 2132g/T 15.94 9.95 20.17 1.32 0.92 0.40 7.30
流程
陽極泥
H2SO NaClO3(氧化劑)
稀酸浸出
控電位V420mv
爐渣 爐液
HCl H2SO4 NaClO3
V.1200mv金的控電氯化 沉Se Te
SO2 Cu粉置換
SO2 SeO2 溶液
爐液 NaClO3爐渣1200mv 回收得H2SeO3
粗Te CuSO4
尾液 Au粉 硒
草酸 二次金的控電氯化 濃縮結晶 尾液
爐液 爐渣
Au粉 尾液 硫代硫酸鈉浸銀
鑄Au錠
爐渣 爐液
富集Pb.Sb 水含肼沉銀
外銷
尾液 銀粉
銀粉
銀陽極泥
電解
電銀 陽極泥 電解液
回收金
該流程設計上沒有預焙燒工序,而是以浸銅時添加氧化劑(NaClO3),使陽極泥中Cu、Se、Te氧化成為CuSO4、H2SeO3和H2TeO3並轉入溶液,在溶液中的H2SeO3用SO2還原得到粗Se。Te則用銅粉置換得Te精礦,CuSO4經濃縮得到結晶CuSO4.5H2O。浸出渣經二次控電氯化浸出金,一次浸出金用SO2還原,二次浸出金用草酸還原,金的回收率可達98.4%,控電氯化渣用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)浸銀。硫代硫酸鈉試劑毒性小,消耗少,反應速度快,適於處理含銀物料,銀的回收率可達99%,純度達99%。
大通銅業有限公司的陽極泥含鉛和銻比一般的銅陽極泥高,類似於鉛陽極泥,因此所用的流程類似於鉛陽極泥的氯化法流程,首先用FeCl3或HCl+NaCl溶液浸出鉛陽極泥中的銅、砷、銻、鉍及部分鉛,同時有少部分銀生成AgCl2-溶解,浸出液用水稀釋至PH0.5,使SbCl3水解為SbOCl沉澱,同時沉澱出AgCl(沉澱率達99%以上),浸出渣用氨溶液浸出銀,使轉為可溶性的Ag(NH3)2Cl,再從溶液中用水合肼還原銀,氨浸出渣用HCl+Cl2或HCl+NaClO3浸出回收金,區別在於金、銀回收先後的選擇問題,這需要視具體成分而定。
以上是處理各種陽極泥的幾種典型原則流程,可根據處理陽極泥的成分進行不同的組合。
2、金、銀基合金及雙金屬復合材料以及帶載體的貴金屬廢催化劑的回收流程。
●金銀合金和金屬廢品廢料、廢件的回收流程
含Au、Ag以及ΣPt的雙金屬廢料廢件
預處理
熱分解400~600℃
硝酸浸出
難溶的殘渣(Au、Pt、Pb等) 硝酸浸出液(含Ag及其它金屬)
Cl
溶解 回收AgCl
殘渣 溶液 AgCl 其它金屬
硫化物SO2或NaSO3
沉金 粗Ag提純
粗Au 溶液(Pt、Pb)
提純
預處理可以是拆解或機械處理,熱處理的主要目的是在400~600℃條件下去除有機物,以及低溶點的金屬,然後用qN HNO3溶解,使物料中的銀和其它賤金屬氧化,以硝酸鹽形式轉入溶液,從溶液中回收銀和提純,硝酸不溶殘渣,可以用王水或水氯化浸出或其它溶解金、鉑和鈀,從溶液中回收分離提純Au、Pt和Pd。
黃金的提純:粗金返溶解用二丁基必醇萃取金,反萃之後,再沉金,得到提純。而含Pt、Pd溶液可用二烷基硫醚或N-二仲章基氨基乙酸(N540)萃取鈀,達到與鉑的分離,鈀的萃取率可達99.5%,鉑的萃取率幾乎是零。有機相經水洗後用NH3.H2O反萃取鈀,反萃取液再回收提純鈀。二烷基硫醚被認為是迄今為止工業上分離鉑、鈀最有效的萃取劑,它的唯一缺點是穩定性稍差,易氧化,萃取平衡時間稍長,萃取液回收鉑。當然也可以用30%N540異戊醇+70%煤油萃取鉑和鈀分離。30%N540萃鉑的條件4級萃取,1級洗滌3級反萃、鉑的萃取率可達99.9%,4NHCl反萃,反萃率為99.95%,從反萃液中獲得純度為99.9%的鉑產品。
對於鉑、鈀的分離提純問題,傳統的方法是反復沉澱法,水解沉澱法,硫化物沉澱,氨鹽沉澱或離子交換分離。沉澱法的缺點,首先是分離效率不高,其次是周期長,回收率低,試劑消耗大、操作條件不佳麻煩。離子交換法,樹脂飽和濃度低,用量大,交換徹底、交換時間長。萃取分離提取是近期崛起的分離方法,它的傳播速度快,避開濕法冶金中最為繁雜的液固分離的問題,萃取劑可循環使用,流程相對簡單,周期短,金屬回收率高,純化效果好的優點。因此被廣泛應用。
● 以∑Pt為載體的催化劑回收流程
∑Pt載體有蜂窩狀和小球狀高溶點硅、鋁酸鹽,由於高溫使用過程部分貴金屬會向內層滲透,部分被燒結或被釉化包裹,或轉化為化學惰性的氧化物和硫化物,因此他們的回收利用帶有一定的難度。他們的回收必須經預處理富集階段,然後再行分離提純,預處理富集階段分為:
▲火法富集法,高溫熔煉以鐵為輔收劑。碳作還原劑,加碳熔劑使載體轉變為低熔點、低粘度爐渣,獲得含富鉑族金屬的鐵合金,後續酸浸除鐵,獲得鉑族金屬精礦。該方法的Pd、Pt回收率分別為99%,98%以上。也可以用硫化物(Fe2S,Ni3S2)作捕收劑,較低溫度熔煉,獲得冰鎳後用鋁活法化酸浸,獲得鉑族金屬精礦。
▲載體溶解法:γ—Al2O3載體催化劑,經磨細用H2SO4.NaOH或NaOH+Na2SO3+聯胺溶液直接溶解氧化鋁,而貴金屬全部富集在不溶解渣中。
▲再後續的分離提純就可以接以上流程濕法部分,形成完整的流程。
Ⅱ 稀貴金屬的稀有金屬
包括: 稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。它們難於從原料中提取,在工業上制備和應用較晚。但在現代工業中有廣泛的用途,如用於製造特種鋼、超硬質合金和耐高溫合金,在電氣工業、化學工業、陶瓷工業、原子能工業及火箭技術等方面。
稀有金屬的名稱具有一定的相對性,隨著人們對稀有金屬的廣泛研究,新產源及新提煉方法的發現以及它們應用范圍的擴大,稀有金屬和其它金屬的界限將逐漸消失,如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。
分類稀有金屬根據各種元素的物理和化學性質賦存狀態,生產工藝以及其他一些特徵,一般從技術上分為以下五類:
稀有輕金屬
包括鋰、銣、銫、鈹。比重較小,化學活性強。
鋰:是金屬中比重最輕的,可制合金。
銣:銀白色,質軟而輕,是製造光電管的材料,銣的碘化物可做葯用。
銫:白色質軟,在空氣中很容易氧化,銫可做真空管中的去氧劑,化學上可做催化劑。
鈹:銀白色,六角形的晶體,合金質堅而輕,可用來制飛機機件,在原子能研究製造X光管中,都有重要用途。
稀有難熔金屬
包括鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉬、鎢。熔點較高,與碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔點也較高。
鈦:純鈦和以鈦為主的合金是新型的結構材料,主要用於飛機工業和航海工業。
鋯:灰色結晶體或灰色粉末,應用於原子能工業和在高溫高壓下用作耐蝕化工材料。
鉿:性質跟鋯相似。
釩:銀白色,融合在鋼中,能增加鋼的抗張強度,彈性和硬度,工業上用途很廣。
鈮:有光澤,主要用於製造耐高溫的合金鋼和電子管。
鉭:銀白色,可做電子管的電極,還可以做電解電容,碳化鉭熔點高極堅硬,可製作削道具和鑽頭等。
鉬:銀白色在空氣中不易變化,可與鋁銅鐵等製成合金,為電子工業重要材料。
鎢:灰黑色的晶體,質硬而脆,熔點很高,可以拉成很細的絲,鎢絲可以做電燈泡中的細絲,鋼裡面加入少量的鎢合成鎢鋼可以製造機器鋼甲等。
稀有分散金屬
簡稱稀散金屬,包括鎵、銦、鉈、鍺、錸以及硒、碲。大部分賦存於其他元素的礦物中。
鎵:銀白色晶體,可制合金。
銦: 銀白色晶體,能拉成細絲 可做低熔點的合金。銦錫氧化物(ITO)是各類平板顯示器不可缺少的關鍵材料,全世界銦75%消耗在這方面。銦在地殼中的自然儲量為6000噸,可開采儲量超過2000噸。
鉈:白色 質柔軟,鹽類有毒。
鍺:灰白色結晶,質脆有光澤,是重要的半導體,主要用來製造半導體晶體管。
錸:可用來制電燈絲,化學上用做催化劑。
硒:一種非金屬元素,導電能力隨光的照射強度的增減而改變,可用來制半導體晶體管和光電管等,又供玻璃等著色用等。
碲:廢金屬元素,對熱和電傳導不良,用於煉鐵工業,化合物有毒,可做殺蟲劑。
稀有稀土金屬
簡稱稀土金屬,包括鈧、釔及鑭系元素。它們的化學性質非常相似,在礦物中相互伴生。
鈧:灰色常跟釓鉺等混合物存在,產量很少。
釔:灰黑色粉末,有金屬光澤,可製作特種玻璃和合金。
鑭:灰白色有延展性,在空氣中燃燒發光, 可制合金又可做催化劑。
稀有放射性金屬:包括天然存在的鈁、鐳、釙和錒系金屬中的錒、釷、鏷、鈾,以及人工製造的鍀、鉕、錒系其他元素和104至107號元素。
上述分類是不十分嚴格的。有些稀有金屬既可以列入這一類,又可列入另一類。例如錸可列入稀散金屬,也可列入稀有難熔金屬。
Ⅲ 貴金屬合金要用什麼化學可以提出來可以講詳細一點
如果貴金屬說的是鉑金之類的話,可以用電解法.
把合金接正極,負極接惰性電極,在適合的電解液中<硫酸銅等>放電
"貴金屬"就會以陽極泥的形式在電解池池底
Ⅳ 我想知道貴金屬如鉑金,鈀金可不可以電解拋光,它的損耗是多少謝謝
點解?MY GOD 。這個技術含量很高耶、何必點解那麼費事?送點店鋪里都可以拋光。你以為是鉑金啊?只要是PD900以上的都沒那麼小氣。
Ⅳ 電解水用什麼金屬電極好(鉑,鈀,銀等貴金屬除外,可以是合金,不要石墨)
這個是工業上:鎳鈷鐵復合材料作為陽極,鎳基材料作為陰極,高濃度的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為電解液。
還可以使用不銹鋼做電極,不過消耗大。
Ⅵ 關於貴金屬 銠 的問題
銠是一種類似於鋁的青白色金屬,質硬而脆,具有較強的反射能力,加熱狀態下特別柔軟。銠的化學穩定性好。銠的抗氧化性很好,在空氣中能長期保持光澤。在高溫下銠與氧氣作用生成揮發性的氧化物,增加它的蒸發速度。但銠在加熱時會蒙上一層黑色氧化膜,而當溫度超過1200℃時氧化膜會消失。銠對酸(濃硫酸除外)、王水、以及硫、氯和氟的耐腐蝕性較高。銠的高溫強度很好,但冷塑性加工性能稍差。
銠是由英國化學家威爾亞姆.沃爾拉斯統(William Hyde Wollaston)於1803年發現的。他是在發現鈀後很快就發現了銠。沃爾拉斯統先是把粗鉑溶解於王水中,然後用苛性納NaOH中和過剩的酸,並從中和溶液中沉積出了含氯化銨的鉑和含氰化汞的鈀,之後將濾渣用鹽酸處理,為避免氰化汞過剩,要使其干透。用酒精處理過的殘渣乃是呈現為深紅色的銠鹽與鈉鹽粉未,將這種粉未在氫氣流中加熱便可產出銠。
銠由鎳生產的副產品獲得。亦可在鉑礦中發現,在一些鉑合金中用作催化劑。
途
銠的主要用途是用作高質量科學儀器的防磨塗料和催化劑,銠鉑合金用於生產熱電偶。也用於鍍在車前燈反射鏡,電話中繼器,鋼筆尖等。
汽車製造業是銠的最大用戶。目前汽車製造業中銠的主要用途是汽車尾氣催化劑。其它消耗銠的工業部門是玻璃製造業,鑲牙合金製造業,珠寶製品業。而隨著燃料電池技術的不斷發展和燃料電池汽車技術的逐步成熟,汽車工業的用銠量將持續增加。
鉑族金屬和合金有很多重要的工業用途。過去主要是製造蒸餾釜以濃縮鉛室法製得稀硫酸,也曾用鉑銥合金製造標準的米尺和砝碼。在19世紀中葉,俄國曾製造鉑銥合金幣在市場上流通。目前,鉑族金屬及其合金的主要用途為製造催化劑。鉑銠合金對熔融的玻璃具有特別的抗蝕性,可用於製造生產玻璃纖維的坩堝。鉑銥、鉑銠、鉑鈀合金有很高的抗電弧燒損能力,被用作電接點合金,這是鉑的主要用途之一。由於鉑化學性質穩定,純鉑、鉑銠合金或鉑銥合金製造的實驗器皿如坩堝、電極、電阻絲等是化學實驗室的必備物。鉑鈷合金是一種可加工的磁能積高的硬磁材料。鉑和鉑合金廣泛用於製造各種首飾特別是鑲鑽石的戒指、表殼和飾針。鉑或鈀的合金也可作牙科材料。鉑、鈀和銠可作電鍍層,常用於電子工業和首飾加工中。近年來塗釕和鉑的鈦陽極代替了電解槽中的石墨陽極,提高了電解效率,並延長電極壽命,是氯鹼工來中一項重要的技術改進,為釕在工業上使用開辟了新途徑。鋨銥合金可製造筆尖和唱針。鈀合金還用於製造氫氣凈化材料和高溫釺焊焊料等。在化學工業中還使用包鉑設備。
Ⅶ 各類貴重金屬的代碼是什麼
K是Karat縮寫,是國際上用來表示含金量的符號 。
K金 在市面基本有三種顏色(黃色,銀白色、粉紅玫瑰色)24K金:黃金純度999(99.9%)以上, 稱純金、足金、真金、999金。
22K金:24K金(91.7%)+銀和銅的合金(8.3%)的三元合金,黃色。
18K金:24K金(75%)+銀和銅的合金(25%)的三元合金,黃色。
18K金:24K金(75%)+銅(25%)的二元合金,帶紅。
18K金:24K金(75%)+銀(6%)+銅(19%)的三元合金,帶粉紅。
18K白K金(白18K金):純金為(75%)+銀(10%)+鈀(15%)的合金的三元合金,銀白色。14K白K金(白14K金):純金為(58.5%)+銀和鈀的合金(41.5%)的三元合金,銀白色。
14K金:純金(58.5%)+銀和銅的合金(41.5%)的三元合金,黃色。
12K金:純金(50%)+銀和銅的合金(50%)的三元合金,黃色。
10K金:純金(41.7%)+銀和銅的合金為(58.3%)的三元合金,黃色。
9K金:純金(37.5%)+銀和銅的合金為(62.5%)的三元合金,黃色。
黃金(Au) :黃色貴金屬,純金999一般以24K稱之,質地柔軟富 延展性。
K金 - 亮黃色貴金屬合金,因黃金質軟不易打造成精緻珠寶 首飾,由黃金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)等調配組合而成,用為高 級珠寶鑲造合金,以黃金含量來區分等級,黃金含量750稱為18K、585稱為14K、500稱為12K、417稱為10K 、333稱為8K。白K金(Wg) :替代白金而開發之白色合金,由黃金(Au)添加鈀(Pd)、銀(Ag)等調配組合而成的白色合金,因外觀顏色與白金頗為類似,在外觀上不易判別,常被誤以為白金,但在質感與重量上兩者則有明顯差距,白金在質感密度與商品價值上比白K金高,但白K金則有價格低廉的優勢。白金(PT)︰Pt1000:白金為1000,白金。
Pt950:白金為95%,鈀5%的二元合金。
Pt900:白金為90%,鈀10%的二元合金。
Pt850:白金為85%,鈀和銅15%的三元合金。
白金(PT)一般是指鉑(platinum)︰
鉑金95%+貴金屬5%的二元合金,在飾金里稱純白金、正白金或真白金。但這些稱呼並不合理,並且容易與白色K金混淆。它的符號是Pt,銀灰白色,比重21.35,熔點1700℃,摩氏硬度4 - 4.5度,化學性穩定,除王水以外不受酸鹼腐蝕。純鉑比較柔軟,在飾金里加入釕、銠、鈀等金屬會增加其硬度。
Ⅷ 市場上賣的電解水機電解材質是鈦鉑合金的嗎
一般都是石墨,便宜。鉑太貴了,廠家不可能採用貴金屬。