貴金屬廢料的回收利用方法主要分為火法冶金、濕法冶金、生物冶金三大類,此外還有新興的綠色技術(shù)和智能化輔助手段。以下是具體方法及其特點、應(yīng)用場景的詳細(xì)解析:
一、火法冶金法
原理:通過高溫熔融廢料,利用貴金屬與其他物質(zhì)的熔點差異或化學(xué)性質(zhì)差異實現(xiàn)分離提純。
1. 高溫熔煉法
流程:
廢料破碎→與熔劑(如硼砂、碳酸鈉)混合→高溫熔煉(1000-1600℃)→形成貴金屬富集的 “合金相” 或 “金屬珠”→進(jìn)一步精煉。
應(yīng)用場景:
高品位廢料:如首飾廢料、大塊貴金屬合金。
含雜質(zhì)較少的廢料:如牙科合金、部分電子元件。
優(yōu)點:
處理速度快,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
對廢料形態(tài)要求低(塊、粒、粉末均可)。
缺點:
能耗高,需耐高溫設(shè)備。
易揮發(fā)貴金屬(如銠、鋨)可能損失。
2. 灰吹法
原理:將含銀廢料熔融后,通入空氣使鉛、銅等賤金屬氧化成爐渣,銀留存于灰皿中。
應(yīng)用場景:傳統(tǒng)銀廢料(如銀幣、銀飾、含銀合金)的提純。
缺點:產(chǎn)生鉛氧化物等有毒氣體,需配套環(huán)保設(shè)施。
二、濕法冶金法
原理:利用化學(xué)試劑溶解貴金屬,通過沉淀、還原、萃取等手段分離提純。
1. 王水溶解法
試劑:濃鹽酸 + 濃硝酸(體積比 3:1)。
流程:
廢料粉碎→王水溶解(貴金屬轉(zhuǎn)化為氯絡(luò)合物)→過濾除雜→加入還原劑(如亞硫酸鈉、鐵粉)→沉淀貴金屬→洗滌精煉。
應(yīng)用場景:
鍍金、鍍銀廢料:如電路板、首飾邊角料。
鉑族金屬廢料:如催化劑中的鉑、鈀。
優(yōu)點:溶解能力強(qiáng),適合多種貴金屬混合廢料。
缺點:
產(chǎn)生大量氮氧化物(NOx)有毒氣體,需尾氣處理。
王水腐蝕性強(qiáng),對設(shè)備要求高。
2. 氰化法
試劑:氰化鈉(NaCN)或氰化鉀(KCN)溶液。
原理:氰化物與金、銀形成可溶性絡(luò)合物(如 [Au (CN)?]?),再用鋅粉置換回收。
應(yīng)用場景:低品位金礦、銀礦及相關(guān)廢料(如電鍍廢液)。
缺點:
氰化物劇毒,操作風(fēng)險高,環(huán)保監(jiān)管嚴(yán)格。
僅適用于金、銀,對鉑族金屬無效。
3. 硫脲浸出法
試劑:硫脲(CS (NH?)?)+ 酸性溶液(如硫酸)。
原理:在酸性條件下,硫脲與金形成絡(luò)合物,通過電解或還原劑回收。
優(yōu)點:
,環(huán)保性優(yōu)于氰化法。
浸出速度快,適合含金廢料(如電子廢料)。
缺點:成本較高,硫脲易氧化失效。
4. 氯化法
原理:通入氯氣或加入氯鹽(如 NaClO?),使貴金屬轉(zhuǎn)化為可溶性氯化物(如 H?PtCl?),再通過萃?。ㄈ?TOPO、TBP)或沉淀分離。
應(yīng)用場景:鉑、鈀、銠等鉑族金屬廢料(如汽車催化器、化工催化劑)。
三、生物冶金法
原理:利用 ** 微生物(如、)** 的代謝活動或分泌物溶解貴金屬。
1. 浸出法
菌種:氧化亞鐵硫桿菌、嗜酸硫桿菌等。
流程:
廢料粉碎→接入菌液→調(diào)節(jié) pH(1-2)和溫度(25-40℃)→微生物氧化浸出貴金屬→溶液回收處理。
應(yīng)用場景:
低品位礦石或復(fù)雜廢料(如含砷、硫的金礦)。
環(huán)保要求高的場合(如城市礦山修復(fù))。
優(yōu)點:
能耗低,無化學(xué)污染。
適合處理傳統(tǒng)方法難以回收的廢料。
缺點:浸出周期長(數(shù)天至數(shù)月),菌種易受雜質(zhì)抑制。
四、新興綠色技術(shù)
1. 無氰浸出技術(shù)
試劑:氨水 + 過氧化氫、硫代硫酸鹽(如 Na?S?O?)等。
優(yōu)勢:替代氰化物,降低毒性,已應(yīng)用于金、銀廢料回收。
2. 離子交換與吸附法
原理:利用樹脂(如螯合樹脂、陰離子交換樹脂)選擇性吸附貴金屬離子,再洗脫回收。
應(yīng)用:從廢液(如電鍍廢水、濕法浸出液)中富集貴金屬。
3. 電化學(xué)溶解法
原理:通過電解使貴金屬從陽極溶解進(jìn)入溶液,陰極還原析出純金屬。
優(yōu)勢:純度高(可達(dá) 99.99%),適合精煉環(huán)節(jié)(如金、銀電解提純)。
五、智能化輔助技術(shù)
1. 光譜分析技術(shù)
應(yīng)用:X 射線熒光光譜(XRF)、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)快速測定廢料中貴金屬種類及含量,指導(dǎo)回收工藝選擇。
2. 機(jī)器人拆解與分選
案例:蘋果 “Daisy” 機(jī)器人自動拆解手機(jī),分離含貴金屬的元件;磁選、靜電分選設(shè)備分離金屬與非金屬雜質(zhì)。