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。
离子交换法
原理:利用树脂(如螯合树脂)对贵金属离子的选择性吸附,从溶液中分离富集。
应用:电镀废液提金、钯,或从化工废水中回收铂族金属。
步骤:废液通过离子交换柱,贵金属离子被树脂捕获,再用高浓度酸液洗脱,后还原得金属。
王水浸出法原理:利用王水(浓硝酸 + 浓盐酸,体积比 1:3)的强氧化性溶解金、铂、钯等贵金属,反应生成氯金酸(HAuCl₄)、氯铂酸(H₂PtCl₆)、氯钯酸(H₂PdCl₄)等可溶性络合物。反应式:金:\(\text{Au} + 4\text{HCl} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{HAuCl}_4 + \text{NO} \uparrow + 2\text{H}_2\text{O}\)铂:\(3\text{Pt} + 4\text{HNO}_3 + 18\text{HCl} \rightarrow 3\text{H}_2\text{PtCl}_6 + 4\text{NO} \uparrow + 8\text{H}_2\text{O}\)适用场景:高品位贵金属废料(如含金、铂、钯的合金或镀层)。注意事项:产生大量有毒气体(NO、Cl₂),需配套尾气处理装置。铑不溶于王水,需单独处理(见下文 “铑的特殊处理”)。