火法冶金法
原理:通過高溫熔煉使貴金屬與雜質分離,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。
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預處理階段:廢料拆解與浸出前處理
機械拆解與破碎
將廢料(如電子元件、催化劑、電鍍廢液等)破碎至合適粒度,便于后續(xù)浸出。
示例:從汽車尾氣催化劑(含鉑、鈀、銠)中破碎篩分,分離載體(如氧化鋁)與貴金屬顆粒。
除雜處理
通過酸溶、堿溶或物理方法(如磁選)去除廢料中的賤金屬(鐵、銅、鎳等)或有機物,避免干擾貴金屬浸出。
示例:用稀硫酸溶解電子廢料中的銅,保留貴金屬。
氯化浸出法(針對鉑、鈀、銠)原理:在高溫或高壓下,通入 Cl?或加入 HCl + NaClO?,使鉑、鈀轉化為氯絡合物,銠則需更強條件(如熔融 NaOH 預處理后浸出)。示例:鉑在氯化條件下生成\(\text{H}_2\text{PtCl}_6\),鈀生成\(\text{H}_2\text{PdCl}_4\)。關鍵步驟:銠的浸出需先通過 “熔融活化”(如與 Na?O?共熔)轉化為可溶性銠酸鹽,再用酸浸出。