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溶剂萃取 2024-09-30 20:35:31

钯水回收提炼(金属钯回收处理方案)

一、钯水钯钯金怎么回收

回收钯金的回收过程通常包括采集废旧物品、分离有用的提炼材料、提取钯金以及精炼和回收废弃物。金属在回收过程中,收处需要使用化学方法和高温熔炼来分离和提取钯金。理方

选择性分离技术的钯水钯大致流程可以分为五步:第一步:将铂钯铑合金催化网用王水进行溶解并赶硝;第二步:将混合溶液煮至沸腾,加入溴酸钠溶液,回收这时候钯和铑会沉淀;第三步:将钯和铑沉淀物过滤出来;第四步:在过滤后的提炼溶液中加入氯化铵,这时候铂会沉淀,金属将沉淀物进行煅烧即可得到铂金;第五步:用盐酸将钯和铑的收处沉淀物进行溶解,然后用乙醇分离钯和铑,理方随后分别制取钯金和铑金。钯水钯

二、回收电解法处理回收贵金属的提炼工艺流程图。

一、项目的背景

贵金属即金Au、银Ag、铂Pt、钯Pd、锶Sr、锇Os、铑Rh和钌Ru八种金属。由于这些金属在地壳中含量稀少,提取困难,但性能优良,应用广泛,价格昂贵而得名贵金属。除人们熟知金Au、银Ag外,其他六种金属元素称为铂族元素(铂族金属)。

贵金属在地壳中的丰度极低,除银有品位较高的矿藏外,50%以上的金和90%以上的铂族金属均分散共生在铜、铅、锌和镍等重有色金属硫化矿中,其含量极微、品位低至PPm级甚至更低。

随着人类社会的发展,矿物原料应用范围日益扩大,人类对矿产的需求量也不断增加,因此,需要最大限度地提高矿产资源的利用率和金属循环使用率。由于贵金属的化学稳定性很高,为它们的再生回收利用提供了条件,加之其本身稀贵,再生回收有利可图。

二、贵金属回收利用概况

由于贵金属在使用过程中本身没有损耗,且在部件中的含量比原矿要高出许多,各国都把含贵金属的废料视作不可多得的贵金属原料,并给以足够的重视。且纷纷加以立法、并成立专业贵金属回收公司。

日本20世纪70年代就颁布了固体废物处理和清除法律,成立回收协会,至目前已从含贵金属的废弃物中回收有价金属20几种。

美国回收贵金属已有几十年的历史,形成回收利用产业,成立专门的公司,如阿迈克斯金属公司和恩格哈特公司,1985年就回收5吨铂族金属,1995年回收的贵金属增加到12.4~15.5吨。

德国1972年颁布了废弃管理法,规定废弃物必须作为原料再循环使用,要求提高废弃物对环境的无害程度。德国有著名的迪高沙公司和暗包岩原料公司都建有专门的装置回收处理含贵金属的废料。

英国有全球性金属再生公司—阿迈隆金属公司,专门回收处理各种含贵金属废料,回收的铂、钯、银的富集物就有上千吨。

我国的各类电子设备、仪器仪表、电子元器件和家用电器等随着经济发展和生活水平的提高,淘汰率迅速提高,形成大量的废弃物垃圾,不仅浪费了资源和能源,且造成严重的环境影响。随着时间的延续,更新的数量还会增加。如果作为城市垃圾埋掉、烧掉,必将造成空气、土壤和水体的严重污染,影响人民的身体健康。且电器设备的触点和焊点中都含有贵金属,应设法回收再利用。

三、生产工艺简介

根据原料、规模、产品方案的不同、回收工艺有所区别。总体上讲,针对铜、铅阳极泥有火法和湿法之区别,针对二次资源则除火法湿法之外还涉及拆解、机械和预处理工序。

1、铜阳极泥处理工艺

l火法工艺

火法的传统工艺流程如下

铜阳极泥

H2SO4硫酸化焙烧烟气(SO2 SeO2)吸收

稀H2SO浸出 CuSO4溶液粗Se

浸出渣

还原熔炼炉渣

贵铅

NaNO3氧化精炼渣滓回收Bi Te

银阳极

银电解海绵银银锭

黑金粉

金电解废电解液回收铂、钯

金板金锭

该流程的主要环节是硫酸化焙烧浸出分离,铜转化为可溶性硫酸铜,硒化物分解使硒氧化为二氧化硒挥发分离,含SeO2和SO2的气体由气管抽至吸收塔,SeO2被水吸收生成H2SeO3,并同时被在水中的SO2还原为粗Se。焙烧浸出得CuSO4和部分AgSO4硫酸碲溶液,用铜(片或粉)置换出含碲的粗银粉送银精炼。金、银富集在浸出渣中。还原熔炼主要用浸出渣加氧化铅或铅阳极泥合并进行,产出含金银的贵铅,然后贵铅经氧化精炼分离铅、铋和碲,浇铸为金银合金,经银电解及精炼,产出海绵银铸锭,银泥(黑金粉)电解得金,金电解废液回收铂、钯。该法的特点是回收率高,可达90%以上,对原料适应性强,比较适合规模处理,欧美和前苏联国家大多采用火法流程,流程的缺点是冗长,中间环节多,积压金属和资金严重,特别是规模小时更为突出,影响经济效益。除此之外,高温焚烧产生有害气体,特别是铅的挥发,产生二次污染,因此它的应用受到限制。

●湿法工艺

20世纪70年代湿法流程迅速崛起,并得到国内冶金界的认可,下面做以简单介绍:

铜阳极泥

H2SO4浸出铜 CuSO4溶液

乙酸盐浸出铅 Cu、Pb溶液

HNO3浸出银 AgNO3溶液 Ag

王水浸出金渣熔炼回收Sn

金溶液

萃取精炼

金粉

该法用不同的酸分段浸出阳极泥中的贱金属杂质,以富集金、银。用H2SO4先使铜成为CuSO4,以乙酸盐常温浸出铅,使铅生成可溶的乙酸铅(Pb(Ac)2)分离。浸出渣用硝酸溶解银、铜、硒、碲,含银溶液用盐酸或食盐沉淀出氯化银(AgCl),其纯度可达99%以上,回收率可达96%,再从氯化银中精炼提取银,用王水从硝酸石溶渣中溶解金,金溶液用二丁基卡必醇(DBC)萃取,草酸直接还原得金产品,金纯度>99.5%,回收率可达99%。湿法工艺金银总回收率分别大于99%和98%。由于全流程金属分离都在酸性水溶液中进行,因此称为全湿法工艺,与火法工艺相比,有能耗低,有价金属综合利用好、废弃物少、生产过程连续等优点。

l选冶联合工艺流程;

铜阳极泥

H2SO4磨矿脱铜

浸出 CuSO4溶液

浸出渣

H2O调浆

浮选尾矿炼铅

精矿

焙烧焙炼烟气回收硒

银阳极电解银粉银锭

黑金粉电解金板金锭

该流程用于处理含铅高的铜阳极泥,流程包括阳极泥加硫酸磨矿及浸出铜,含金、银的浸出渣调浆进行浮选,选出的精矿进行苏打氧化熔炼产出银阳极,电解产出银和金粉等工序。流程中金、银回收率分别达到95%和94%。由于引入浮选工序,精矿熔炼设备规模为火法工艺的1/5,试剂消耗节约一半,减少了铅的污染,简化了后续熔炼过程,提高了经济效益。

l天津大通铜业有限公司金银分厂阳极泥处理流程

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

阳极泥

H2SO NaClO3(氧化剂)

稀酸浸出

控电位V420mv

炉渣炉液

HCl H2SO4 NaClO3

V.1200mv金的控电氯化沉Se Te

SO2 Cu粉置换

SO2 SeO2溶液

炉液 NaClO3炉渣1200mv回收得H2SeO3

粗Te CuSO4

尾液 Au粉硒

草酸二次金的控电氯化浓缩结晶尾液

炉液炉渣

Au粉尾液硫代硫酸钠浸银

铸Au锭

炉渣炉液

富集Pb.Sb水含肼沉银

外销

尾液银粉

银粉

银阳极泥

电解

电银阳极泥电解液

回收金

该流程设计上没有预焙烧工序,而是以浸铜时添加氧化剂(NaClO3),使阳极泥中Cu、Se、Te氧化成为CuSO4、H2SeO3和H2TeO3并转入溶液,在溶液中的H2SeO3用SO2还原得到粗Se。Te则用铜粉置换得Te精矿,CuSO4经浓缩得到结晶CuSO4.5H2O。浸出渣经二次控电氯化浸出金,一次浸出金用SO2还原,二次浸出金用草酸还原,金的回收率可达98.4%,控电氯化渣用硫代硫酸钠(Na2S2O3)浸银。硫代硫酸钠试剂毒性小,消耗少,反应速度快,适于处理含银物料,银的回收率可达99%,纯度达99%。

大通铜业有限公司的阳极泥含铅和锑比一般的铜阳极泥高,类似于铅阳极泥,因此所用的流程类似于铅阳极泥的氯化法流程,首先用FeCl3或HCl+NaCl溶液浸出铅阳极泥中的铜、砷、锑、铋及部分铅,同时有少部分银生成AgCl2-溶解,浸出液用水稀释至PH0.5,使SbCl3水解为SbOCl沉淀,同时沉淀出AgCl(沉淀率达99%以上),浸出渣用氨溶液浸出银,使转为可溶性的Ag(NH3)2Cl,再从溶液中用水合肼还原银,氨浸出渣用HCl+Cl2或HCl+NaClO3浸出回收金,区别在于金、银回收先后的选择问题,这需要视具体成分而定。

以上是处理各种阳极泥的几种典型原则流程,可根据处理阳极泥的成分进行不同的组合。

2、金、银基合金及双金属复合材料以及带载体的贵金属废催化剂的回收流程。

●金银合金和金属废品废料、废件的回收流程

含Au、Ag以及ΣPt的双金属废料废件

预处理

热分解400~600℃

硝酸浸出

难溶的残渣(Au、Pt、Pb等)硝酸浸出液(含Ag及其它金属)

Cl

溶解回收AgCl

残渣溶液 AgCl其它金属

硫化物SO2或NaSO3

沉金粗Ag提纯

粗Au溶液(Pt、Pb)

提纯

预处理可以是拆解或机械处理,热处理的主要目的是在400~600℃条件下去除有机物,以及低溶点的金属,然后用qN HNO3溶解,使物料中的银和其它贱金属氧化,以硝酸盐形式转入溶液,从溶液中回收银和提纯,硝酸不溶残渣,可以用王水或水氯化浸出或其它溶解金、铂和钯,从溶液中回收分离提纯Au、Pt和Pd。

黄金的提纯:粗金返溶解用二丁基必醇萃取金,反萃之后,再沉金,得到提纯。而含Pt、Pd溶液可用二烷基硫醚或N-二仲章基氨基乙酸(N540)萃取钯,达到与铂的分离,钯的萃取率可达99.5%,铂的萃取率几乎是零。有机相经水洗后用NH3.H2O反萃取钯,反萃取液再回收提纯钯。二烷基硫醚被认为是迄今为止工业上分离铂、钯最有效的萃取剂,它的唯一缺点是稳定性稍差,易氧化,萃取平衡时间稍长,萃取液回收铂。当然也可以用30%N540异戊醇+70%煤油萃取铂和钯分离。30%N540萃铂的条件4级萃取,1级洗涤3级反萃、铂的萃取率可达99.9%,4NHCl反萃,反萃率为99.95%,从反萃液中获得纯度为99.9%的铂产品。

对于铂、钯的分离提纯问题,传统的方法是反复沉淀法,水解沉淀法,硫化物沉淀,氨盐沉淀或离子交换分离。沉淀法的缺点,首先是分离效率不高,其次是周期长,回收率低,试剂消耗大、操作条件不佳麻烦。离子交换法,树脂饱和浓度低,用量大,交换彻底、交换时间长。萃取分离提取是近期崛起的分离方法,它的传播速度快,避开湿法冶金中最为繁杂的液固分离的问题,萃取剂可循环使用,流程相对简单,周期短,金属回收率高,纯化效果好的优点。因此被广泛应用。

●以∑Pt为载体的催化剂回收流程

∑Pt载体有蜂窝状和小球状高溶点硅、铝酸盐,由于高温使用过程部分贵金属会向内层渗透,部分被烧结或被釉化包裹,或转化为化学惰性的氧化物和硫化物,因此他们的回收利用带有一定的难度。他们的回收必须经预处理富集阶段,然后再行分离提纯,预处理富集阶段分为:

▲火法富集法,高温熔炼以铁为辅收剂。碳作还原剂,加碳熔剂使载体转变为低熔点、低粘度炉渣,获得含富铂族金属的铁合金,后续酸浸除铁,获得铂族金属精矿。该方法的Pd、Pt回收率分别为99%,98%以上。也可以用硫化物(Fe2S,Ni3S2)作捕收剂,较低温度熔炼,获得冰镍后用铝活法化酸浸,获得铂族金属精矿。

▲载体溶解法:γ—Al2O3载体催化剂,经磨细用H2SO4.NaOH或NaOH+Na2SO3+联胺溶液直接溶解氧化铝,而贵金属全部富集在不溶解渣中。

▲再后续的分离提纯就可以接以上流程湿法部分,形成完整的流程。

三、关于钯水回收问题

2009年9月13日钯水的含量的不一样,含量高,价格也高,按现在行情来说,钯的价格为几十元一克。

面介绍在钯的回收和钯产品深加工中常用的丁二酮肟钯重量法、EDTA络合滴定方法、吸光光度法和火焰原子吸收光谱法。

1丁二酮肟钯重量法

丁二酮肟钯重量法因其特效性一直沿用作钯的标准测定方法。丁二酮肟作为有机沉淀剂,其选择性高,所得沉淀的丁二酮肟钯的摩尔质量大,钯在称量形式中所占的百分比小,有利于提高分析的准确度,同时所需样品的量较少。使钯沉淀下来的可用介质较多,HCl、HNO3、H2SO4和HClO4等均可,沉淀完全的酸度范围比较宽。试验表明,0.2mol/LHCl介质是最适宜的沉淀介质。但在此沉淀条件下,大量存在的Au离子易被还原而干扰测定,可以预先用甲酸等将其还原成金属,过滤除去后再进行钯含量的测定;Pt离子在7~8%

HCl中易与钯共沉淀而影响钯含量测定的准确度。

1.1原理

在酸性溶液中钯能与丁二酮肟形成螯合物沉淀,经过滤、洗涤、烘干后称量。利用丁二酮肟钯与钯之间的换算因数可计算钯含量。

1.2实验方法

准确称取一定量的样品(或一定量的试液,约含钯0.1g),加入5mL水,加入2mL盐酸,加热溶解,加入200mL水稀释,加入1%丁二酮肟乙醇溶液80mL,在60~70OC保温1h,冷却。用已在110±5℃恒重的砂芯坩埚抽滤,将沉淀转移至砂芯坩埚中,用稀盐酸洗涤沉淀,再用热蒸馏水洗涤沉淀至无Cl-,于110±5℃烘至恒重,称量。

1.3适用的分析对象

丁二酮肟钯重量法适合于高含量样品中钯的分析,即质量分数高于0.1%(或试液中钯含量高于0.01g/L),且其他杂质含量较低的含钯试样的分析,如钯深加工的原料、合金材料、高含量钯催化剂、深加工产品二氯化钯、二氯化四氨合钯(II)和二氯化二氨合钯(II)[3~6]等的分析,对于其中杂质含量较高的样品的分析,可采取相应的分离和掩蔽方法消除干扰。对组成较为复杂的样品,采用重量法测定钯时往往为消除干扰而采取的手续比较繁杂,分析时间延长,分析速度降低。

2 EDTA络合滴定法

2.1分析原理

常量钯的EDTA络合滴定法可以分为直接滴定法、返滴定法和间接滴定法。EDTA直接滴定法有许多干扰组分,引入的分离手续使测定过程复杂化,而且会带来新的误差。在室温和pH3.5~10.0条件下,钯与EDTA能够迅速反应生成1∶1的络合物,用Zn或Pb标液返滴可测得钯的含量。

对于干扰较为严重的体系,为了提高EDTA滴定Pd的选择性,采用间接滴定法,即在返滴定过量的EDTA后,加入解蔽剂以破坏Pd(Ⅱ)-EDTA,然后再以Zn或Pb标准溶液滴定释放出的EDTA可求得钯的含量。这样可大大提高络合滴定钯的选择性。常用的解蔽剂有硫脲、硫氰酸盐、邻菲罗啉、丁二酮肟、DL-甲硫基丁氨酸等。

2.2分析方法

准确称取一定量的含钯样品,溶于10mL硝酸中,在不断搅拌下用醋酸钠溶液调pH为5.5。加入已知过量的EDTA(0.05

mol/L),充分搅拌。加5滴二甲酚橙指示剂,用Zn2+标准溶液回滴至由黄色转紫红色为终点。

对组成复杂的样品,可在以Zn2+标准溶液回滴至终点后,控制条件,加入解蔽剂,释放出Pd(Ⅱ)-EDTA络合物中的EDTA,再以Zn2+标准溶液滴定释放出的EDTA,求得钯的含量。

2.3适用的分析对象

络合滴定法对高含量样品中钯的分析,准确度高。钯深加工的原料、合金材料、二氯化钯、二氯化四氨合钯(II)和二氯化二氨合钯(II)产品等均可采用此法测定钯的含量。对干扰组分含量较高的含钯试样,可采取相应措施消除干扰,必要时还可采用萃取分离方法提高方法的选择性。

由于钯与EDTA反应计量比为1∶1,为保证一定的准确度必须要有足够的取样量,因此采用络合滴定法时所需样品量较大。

3吸光光度法

吸光光度法测定钯的常用显色剂有碘化钾、吡啶偶氮类试剂。

3.1分析原理

试液的吸光度与其中的金属离子的浓度成正比,根据试液的吸光度值,在标准曲线上查出浓度,从而计算试样中金属的含量。如KI与Pd(Ⅱ)在酸性介质中形成红色配位离子,可用于Pd的测定。试样中含有的Au、Fe、V等的离子被还原为低价状态后不产生吸收,无需分离即可进行对钯含量的快速测定。

3.2分析方法

(1)测量Pd2+的吸收曲线

用移液管移取20μg/mL的Pd标准溶液3.00mL

置于25.00mL容量瓶中,依次加入2mL碘化钾溶液、2.0mL(1+3)硫酸溶液、2.5mL

3.0mol/L碘化钾溶液、2.0mL0.6%抗坏血酸溶液,用水定容,摇匀,放置10min。以1cm比色皿,试剂空白溶液为参比溶液,在分光光度计上340~700nm范围内测定溶液的吸光度随波长的变化,确定最大吸收波长。

(2)绘制标准曲线

用移液管分别移取20μg/mL

的钯标准溶液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、6.00mL分别置于25.00mL比色管中,依次加入2mL(1+3)硫酸溶液、2.5mL3.0mol/L

0.6%抗坏血酸溶液,用水定容至25.00mL,放置10min。用1cm比色皿,以不加钯的试剂空白溶液为参比溶液,与样品的测定相同,分别测量各溶液的吸光度。

(3)样品的测定

将含钯试样置于烧杯中,加入王水溶解制得钯试液。取一定量稀释后的试液置于25.00mL容量瓶中,再依次加入2mL(1+3)硫酸溶液、2.5mL

3.0mol/L碘化钾溶液、2.0mL0.6%抗坏血酸溶液,用水定容,放置10min。以试剂空白溶液作参比溶液,用1cm比色皿,在测得的最大吸收波长下,测量吸光度。

3.3适用的分析对象

适用于低含量钯试样中钯的测定,如含钯催化剂分析、低含量含钯试料(液)中钯含量分析等。

4火焰原子吸收光谱法

称取一定量的样品于150mL烧杯中,加入王水,盖上表面皿,低温加热,过滤,用少量水洗涤滤渣3~4次。滤液中加少许NaCl溶液,以盐酸驱赶硝酸,并蒸发浓缩至近干,加5mLHCl(1+1),低温使残渣溶解并移入100mL容量瓶中,以水稀释至刻度。在原子吸收光谱仪上,于244.8nm(含量0.5%)或276.3nm(含量5%)处,测量Pd的吸光度。

此法操作简便、快速,灵敏度较高,准确度良好。广泛用于微量和痕量钯的测定,如钯催化剂、低含量钯合金、含钯废料(或废液)中钯的分析。

参考资料:智能化选矿