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,工藝復雜。
堿溶法(適用于銠、釕等難溶金屬)
適用:銠催化劑、銠合金廢料(如鉑銠絲)。
步驟:
廢料與熔融堿(如氫氧化鈉、過氧化鈉)共熔,生成可溶性銠酸鹽(如 NaRhO?)。
冷卻后加水溶解,調(diào)節(jié) pH 至酸性,加入氯酸鈉等氧化劑,使銠以 RhCl?形式沉淀,再用氫氣還原得金屬銠。
鹽酸 - 氧化劑浸出法原理:以鹽酸為介質(zhì),加入氧化劑(如 H?O?、NaClO、Cl?等)溶解貴金屬,避免王水的強腐蝕性和毒氣問題。常用體系:HCl + H?O?:溫和條件下溶解鈀、鉑,反應生成氯絡合物,如:\(\text{Pd} + 4\text{HCl} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{PdCl}_4 + 2\text{H}_2\text{O}\)HCl + NaClO:用于浸出金和鈀,氧化劑成本較低。優(yōu)點:反應溫和,污染較小,適合中小型企業(yè)。
銠的特殊處理(難點)銠的化學惰性強,濕法處理需特殊工藝:熔融活化:廢料與 Na?O?、NaOH 或 KHSO?共熔,將銠氧化為可溶性銠酸鹽(如 NaRhO?),再用酸浸出轉(zhuǎn)化為\(\text{RhCl}_6^{3-}\)。分步沉淀:銠溶液中加入亞硝酸鈉形成穩(wěn)定絡合物\(\text{Na}_3\text{Rh(NO}_2\text{)}_6\),再通過銨鹽沉淀或電解提取。