火法冶金法
原理:通過高溫熔煉使貴金屬與雜質(zhì)分離,利用貴金屬高熔點(如鉑熔點 1768℃、銠熔點 1964℃)和化學穩(wěn)定性實現(xiàn)富集。
適用廢料
高純度固態(tài)廢料:如鉑銠合金漏板、熱電偶絲、珠寶廢料。
含貴金屬的合金廢料:如汽車火花塞(鉑銥合金)、玻璃窯爐內(nèi)襯。
操作步驟
配料與熔煉
將廢料與熔劑(如硼砂、碳酸鈉)混合,在高溫爐(1200-1600℃)中熔融,雜質(zhì)形成爐渣上浮,貴金屬形成合金熔體下沉。
示例:處理三元催化器時,加入銅、鎳作為 “捕集劑”,使鉑鈀銠溶解于捕集劑合金中,與陶瓷載體分離。
分離與精煉
熔體冷卻后破碎,通過電解或化學溶解分離捕集劑與貴金屬(如用硫酸溶解銅鎳,剩余鉑鈀銠粉末)。
粗金屬進一步通過火法精煉(如金的 “灰吹法”)或濕法提純。
優(yōu)缺點
優(yōu)點:處理量大,適合批量回收;對廢料預(yù)處理要求低。
缺點:能耗高,可能產(chǎn)生有害氣體(如熔煉含硫廢料時釋放 SO?);銠等高熔點金屬需更高溫度,工藝復(fù)雜。
電化學法
原理:通過電解反應(yīng)使貴金屬離子在電極上還原析出,或通過陽極溶解廢料中的金屬。
1. 電解精煉法
適用:粗金、粗銀的提純(如火法熔煉后的金銀合金)。
操作:
陽極:粗金屬(如含金 90% 的陽極板);陰極:純金片。
電解液:含金氰化物或氯金酸鹽溶液。
通電后,陽極金溶解為 Au3?,在陰極還原為純金(純度達 99.99%)。
2. 陽極泥處理
適用:銅、鎳電解過程中產(chǎn)生的陽極泥(含金銀鉑鈀)。
步驟:
陽極泥經(jīng)酸浸除雜后,通過火法或濕法提取貴金屬。
例如,銅陽極泥提銀時,先氯化浸出銀為 AgCl,再用氨水溶解為 [Ag (NH?)?]?,后用水合肼還原得銀粉。
四、新興綠色技術(shù)
微波輔助提取
原理:微波加熱加速廢料中貴金屬與試劑的反應(yīng),縮短溶解時間。
優(yōu)勢:能耗比傳統(tǒng)火法降低 50%,適用于小批量高價值廢料(如實驗室貴金屬器皿)。
沉淀法選擇性沉淀:金:向含\(\text{AuCl}_4^-\)的溶液中加入還原劑(如 SO?、草酸、水合肼),還原析出單質(zhì)金:\(2\text{HAuCl}_4 + 3\text{SO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Au} \downarrow + 3\text{H}_2\text{SO}_4 + 8\text{HCl}\)銀:加入 NaCl 或 HCl,生成 AgCl 沉淀,再用氨水溶解為\(\text{Ag(NH}_3\text{)}_2^+\),經(jīng)水合肼還原得銀。鈀:加入氯化銨生成\(\text{(NH}_4\text{)}_2\text{PdCl}_6\)沉淀,或用甲酸還原為金屬鈀。