铜阳极泥中提取铂钯的方法
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针对铂钯精矿中回收铂、钯、金的工艺研究摘要:从溶液里采用交换离子的方式提取低含量的贵金属,使用萃取法提炼铂钯,再以传统的沉淀法(添加沉淀剂或改变条件促使沉淀)实现杂质分离。
此过程用时短且降低了污染程度,在一定程度上提升了回收利用率,并推动了贵金属、稀散金属等的综合利用。
文章将针对铂钯精矿中贵重金属的提炼工艺技术(电控除杂法、大氯化溶解法和氯化铵沉铂钯法)以及实验原理展开探讨。
关键词:铂钯精矿;电控除杂;提取;大氯化溶解;回收率1.试验部分对于在解决铜阳极泥过程中形成的铂钯精矿,采纳电控除杂、大氯化溶解、氯化铵沉铂钯的工艺方式展开提炼回收。
铂、钯的回收率普遍高于98%,金的回收率普遍在99%,此提炼方式花费成本低且操作简单,还能有效提升贵金属的回收率。
1.原料成分铂钯精矿在40℃的环境中持续烘干四小时后,能明显发现其含有化学成分。
如表1。
1.工艺流程1.工艺特点在一定基础下,采取氯气控制电极电位,在经过盐酸选择性地经洗涤或渗滤,形成金属的初次分离。
经历氯化的洗涤或渗滤后,接着从过滤后的原液中还原分离出金,将粗金仔细研制后形成金粉。
贵重金属的溶液分离后进行萃取分离铂钯,铂钯反萃液在展开进一步的分离形成海绵铂、海绵钯。
1.工艺原理2.1电控除杂应用盐酸的酸性浸于铂钯精矿,与此同时采取通氯气控制电位的方法,能产生去除低价金属的效果,由此可见,它的反应原理为:Cu+2HCl=CuCl2+H2↑、Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、Pb+2HCl=PbCl2+H2↑、Bi+2HCl=BiCl2+H2↑、Se+4HCl=SeCl4+2H2↑。
2.2大氯化溶解Au、pt、Pd通过盐酸酸性对杂质的清理,以盐酸与氯气作为氧化剂的环境条件,将盐酸处理中的金、铂、钯转化为氯金酸、氯铂酸、氯钯酸的杂质加入溶液中。
它的反应原理为:2Au+ClO-3+ 6H+ +7Cl=2AuC14- +3H20、3Pt+Cl03- +6H+ +11Cl-=3PtCl4 - +3H20、3PtCl4-+Cl03- +5Cl- +6H+ =3PtCl4- +3H20、3Pd+Cl03- +6H++11C1- =3PdC14 - +3H20、3PdC14- +ClO3- +5Cl- +6H+ =3PdC14- +3H20。
前言目前,国内外铜阳极泥处理仍以传统的火法工艺为主,因其操作环境差、污染严重、生产周期长、有价金属得不到综合利用等诸多问题而面临挑战。
此外, 火法工艺对中小企业来说,投资大、设备利用率低、铅害难解决。
工艺流程从铜阳极泥中回收金银及有价金属的工艺流程,见图1。
硫酸化焙烧回收硒在硫酸化焙烧过程中,硒以SeO2 形式挥发,经水吸收生成亚硒酸,而亚硒酸很容易与烟气中的SO2 发生反应,生成粗硒,铜阳极泥经焙烧后,硒的挥发率在98 %以上,产出的粗硒易精镏成精硒〔1~2〕,实现硒的回收。
焙烧后的蒸硒渣含硒约0. 1 %~0. 3 % , 经过焙烧, 阳极泥中的铜转化为可溶性的硫酸铜, 碲则转化为氧化物, 有利于后工序的铜、碲浸出与回收。
低酸浸铜在蒸硒渣中, 加入少量硫酸(或直接用水浸出) 进行低酸分铜, 铜以硫酸铜的形式尽可能地进入溶液, 实现铜与渣的分离。
在实际生产中, 为防止银以硫酸银形式溶出, 分铜时, 须加入足量的NaCl , 使Ag2SO4 全部转化为AgCl 沉入渣中, 避免银的流失。
此外,分铜过程中碲会以硫酸碲形式进入液相,且酸度越高、浸出率越高,为了提高碲的回收率,应控制好反应终点酸度。
一般情况下,控制硫酸终酸为10~14g/ L ,浸出温度80~85 ℃,反应时间3h ,固液比1∶4~5 ,铜的浸出率> 98 %。
过滤后的含铜液经净化处理后,可返电解车间。
为提高电铜质量,该液开路处理,制取碱式碳酸铜,供亚砷酸车间作浸砷剂使用。
碱浸回收碲脱铜后的分铜渣,用NaOH溶液浸溶,其目的是使碲转化为可溶性的亚碲酸钠(Na2O3Te),实现分碲。
金的提取和铋铂钯的回收分碲渣采用硫酸、氯酸钠、氯化钠分金〔2〕。
使物料中的金以HAuCl4 形式溶出,NaCl 的作用在于提供足量的氯离子, 在分金条件下, 铂、钯、铅、铋也会大量浸出。
为消除生产中的铅害, 净化分金液、分金作业终点时, 利用PbCl2 的特性, 采用强制冷却方式使PbCl2 重新回到渣中还原作业后,铋、铂、钯全部进入金还原后液,先加30 %的NaOH 中和还原后液至pH 为0. 5~1. 0 , 改用碳酸钠调pH 值至2. 5~3 , 铋几乎全部发生水解、沉积。
镍阳极泥中铂钯铑铱绿色高效提取技术1. 引言说到镍阳极泥,大家可能会想,“这玩意儿跟我有啥关系?”其实,这个看似高大上的名词,跟我们日常生活中的金属世界可有着千丝万缕的联系。
镍阳极泥是一种在电解镍生产过程中产生的废料,里面藏着一些咱们日常生活中常见但又贵得要命的贵金属,比如铂、钯、铑和铱。
这些金属不仅价格不菲,还在电子、汽车等领域大显身手。
所以,能从镍阳极泥中提取出这些金属,简直就是捡到宝了!不过,别急,提取技术的“门道”可不少,今天就跟大家聊聊绿色高效提取的那些事儿。
2. 绿色提取的必要性2.1 环保意识的提升随着环保意识的逐渐增强,我们都知道,做什么事都得想着保护咱们的地球。
以前的提取方式,通常要用很多有毒有害的化学品,不仅对环境造成污染,还让很多小伙伴们提心吊胆。
想想看,铂钯铑铱能被提取出来,但大气和水源却被污染,那可真是得不偿失。
于是,绿色提取技术就应运而生,既能让我们收获金属,又能保护环境,这一举两得,谁不爱呢?2.2 资源的可持续利用再说了,资源有限,地球上的贵金属也不是取之不尽的。
因此,找到一种高效的方法从废料中提取金属,能让我们实现资源的可持续利用。
这就好比咱们吃饭时,吃光盘子里的每一粒米,不浪费任何一口饭。
对了,最近可持续发展的理念火得不得了,各行各业都在努力转型,提取技术也不能落后呀。
3. 提取技术的“高招”3.1 生物浸出法话说,提取技术可谓是五花八门,其中生物浸出法可谓是个“新鲜玩意儿”。
简单来说,就是利用微生物的“力量”,把镍阳极泥中的贵金属溶解出来。
你没听错,微生物!它们虽然个头小,但能量大得吓人,简直是提取界的小巨人。
这个方法不仅环保,还能降低成本,简直是捡到了大便宜。
3.2 溶剂萃取法除了生物浸出法,溶剂萃取法也是个绝招。
这个方法就像是在给贵金属“洗澡”,把它们从杂质中分离出来。
具体的步骤就是,首先用一种适合的溶剂把贵金属溶解,然后再通过物理或化学的方法把它们提取出来。
铜阳极泥中贵金属的分离提纯浅探发布时间:2022-03-06T06:41:06.714Z 来源:《探索科学》2021年11月上21期作者:任娟[导读] 在对进行铜电解精炼过程中会产生大量的铜阳极泥,其中含有大量的金、银、硒、铂等稀有贵金属,自然铜阳极泥也就成为了回收、提纯贵金属的重要原料,具备较高的经济价值。
文章就铜阳极泥中贵金属的分离提纯方法及其相关进行了分析、探讨,以供参考。
徐州浩通新材料科技股份有限公司任娟摘要:在对进行铜电解精炼过程中会产生大量的铜阳极泥,其中含有大量的金、银、硒、铂等稀有贵金属,自然铜阳极泥也就成为了回收、提纯贵金属的重要原料,具备较高的经济价值。
文章就铜阳极泥中贵金属的分离提纯方法及其相关进行了分析、探讨,以供参考。
关键词:铜阳极泥;稀有贵金属;提取;方法当前我国的金、银、铂、钯等稀有贵金属往往是以伴生矿藏的形式存在,而铜精炼得到的阳极泥又是伴生金、银主要来源之一。
因此,铜阳极泥中的稀贵元素含量相对较高,是进行稀贵金属提炼的重要原料。
各贵金属分离提纯工艺为现行较普遍采用的工艺,虽较以往有很大改进,但目前环保、节能形势日益严峻,对铜阳极泥中贵金属分离提纯工艺也提出了更高的要求。
一、铜阳极泥中贵金属的分离提纯方法(一)硒的分离提纯硒在半导体与光敏材料领域有着至关重要的应用价值,在医药、化工、电子、冶金等方面都有着较为广泛的应用。
硒主要是与硫元素相伴而生,主要存在于铜矿之中。
铜电解精炼产生的阳极泥副产物是现阶段生产硒的主要原料。
对铜阳极泥中的硒元素进行分离提纯,通常采用硫酸化焙烧——二氧化硫还原法。
具体工艺过程为:把电解铜产生的副产物经过除铅等预处理之后,以1:0.8的质量比将铜阳极泥与浓硫酸进行充分的混合浆化,在600℃条件下焙烧。
硒及其化合物与硫酸进行反应,转化成为易挥发的氧化硒,同时得到含金、银、铂、钯等贵金属的焙烧渣,即蒸硒渣。
焙烧产生的混合烟气用水吸收形成亚硒酸,然后被混合烟气中的二氧化硫还原成为单质硒,混合在吸收塔液当中,经固液分离得到粗硒,粗硒再经过高温精馏得到纯硒。
从铜阳极泥分金钯后的精矿中提取分离铂钯金新工艺及
萃取机理研究
铜阳极泥分金钯后的精矿中提取分离铂钯金新工艺,主要包括以下步骤:
1. 铜阳极泥首先经过火法熔炼,得到阳极泥,其中含有大量的贵金属(如铂、钯、金等)以及一些杂质元素(如铁、锌、锡等)。
2. 然后将阳极泥进行化学处理,通过酸溶解、氧化焙烧、还原焙烧等手段,将贵金属从阳极泥中分离出来,得到精矿。
3. 精矿中的贵金属(铂、钯、金)含量较低,需要通过萃取、吸附等方法进行富集。
其中,萃取是一种常用的方法,通过使用特定的萃取剂,将贵金属从精矿中提取出来,再通过反萃取得到高浓度的贵金属溶液。
4. 最后,将得到的贵金属溶液进行电解、精炼等处理,得到高纯度的铂、钯、金等贵金属。
萃取机理研究主要包括以下几个方面:
1. 萃取剂的选择:根据相似相溶原理,选择与贵金属具有相似性质的萃取剂,使其能够有效地将贵金属从精矿中提取出来。
2. 萃取剂与贵金属的相互作用机制:通过研究萃取剂与贵金属之间的化学键合、络合等相互作用,了解萃取过程中发生的化学反应及反应机理。
3. 萃取过程动力学研究:通过对萃取过程的动力学研究,了解萃取速度与反应条件的关系,优化萃取工艺参数。
4. 反萃取过程研究:通过研究反萃取过程中发生的化学反应及反应机理,优化反萃取工艺参数,提高贵金属的回收率。
通过以上研究,可以优化铜阳极泥分金钯后的精矿中提取分离铂钯金新工艺,提高贵金属的提取率和回收率,降低生产成本。
同时,对萃取机理的研究也有助于深入了解萃取过程的本质,为其他类似工艺的研发提供理论支持。
铜阳极泥中提取铂钯的方法
一、方法概要
我们在这里研究的是从铜阳极泥中提取铂钯的方法,方法的特点是采用二次金粉氯化分金液进行提取铂钯,工艺步骤为:首先铜阳极泥经硫酸化焙烧,一次氯化分金,二氧化硫气体还原得到一次还原后液,然后锌粉置换使金、银、铂、钯富集于二次金粉中;再将二次金粉溶解除杂,过滤得到的滤渣进行二次氯化分金,滤液加入氯化铵及还原抑制剂氯酸钠,反应得到铂盐、钯盐沉淀;最后将滤液采用液体二氧化硫还原沉金。
该法工艺设备配置简单,操作方便,提高了铜阳极泥中金的回收率,同时有效将铂钯富集于铂钯精矿中。
二、技术理论
本方法是研究湿法冶金工艺技术铜冶炼电解阳极泥,即从铜阳极泥中提取铂钯的方法。
目前很多铜阳极泥处理生产厂家为了回收铂钯产品,主要采用从一次还原金粉后液中沉淀铂钯的处理工艺,影响了金的回收率,一次还原后液中金含量约 2-10mg/L,若控制操作不当,金的损失率会更高,直接在一次还原后液中回收铂钯,铂钯还原率也较低,铂还原率为 50% 左右,钯还原率为 60% 左右,不但造成金铂钯等贵金属资源浪费,也不利于环保。
三、主要技术内容
本方法研究的目的是克服已有湿法冶炼技术的不足,而提供的一种从铜阳极泥中提取铂钯的方法。
为了达到上述目的,我们是这样实现的:从铜阳极泥中提取铂钯的方法,
它包括如下工艺步骤:
a回转窑焙烧:铜阳极泥经 93%浓硫酸浆化,进入回转窑焙烧 4-7h,产出焙砂,向焙砂中加入硫酸浸出铜银,固液分离后,滤液进入传统的沉银工艺回收银,铜银浸出渣进入下步工序;
b 一次氯化分金:按照 4 ~ 6 :1 的液固比向铜银浸出渣中加清水,再
加入氯化钠、93% 浓硫酸、氯酸钠,氯酸钠加入量与铜银浸出渣金含量比值为10 :1,氯化钠与氯酸钠重量比 1: 1,硫酸与铜银浸出渣中铅的重量比 1:1,升温至 85-95℃,搅拌 2-4 小时,确保金完全溶解,然后固液分离,含硫酸铅沉淀的分金渣进入传统的分银工艺,一次氯化分金后液进入下步工序;
Pb+H2SO4==PbSO4 ↓ +H2 ↑
2Au+ClO3- +6H++7Cl-=2AuCl4- +3H2O
3Pt+ClO3- +6H++11Cl-=3PtCl42- +3H2O
3Pd+ClO3- +6H++11Cl-=3PdCl42- +3H2O
3PtCl42- +ClO3- +6H++5Cl-=3PtCl62- +3H2O
3PdCl42- +ClO3- +6H++5Cl-=3PdCl62- +3H2O
c 一次金粉还原:向分金液中通入 SO2 气体还原金粉,反应结束后固液分离,得到一次还原金粉和一次还原后液;
2HAuCl4+3SO2+6H2O=2Au ↓ +3H2SO4+8HCl
d 锌粉置换:将一次氯化分金还原后液打入反应釜中,温度控制在35-50℃,加入锌粉搅拌进行置换,待还原后液金含量< 0.5mg/L 后停止搅拌,进行固液分离得到二次金粉,置换后液污水处理;
Zn+PtCl42- =Zn2++4Cl-+Pt ↓
Zn+PdCl42- =Zn2++4Cl-+Pd ↓
3Zn+2AuCl4- =3Zn2++8Cl-+2Au ↓
e 二次氯化分金:将二次金粉参照步骤 b 进行二次氯化分金,得到二次氯化分金后液及二次分金渣,二次分金渣进入传统的分银工艺,二次氯化分金后液进入下步工序;
f 沉淀铂钯:向二次氯化分金后液中按照 8-15kg/m3 加入还原抑制剂氯酸钠,然后逐步加入氯化铵,反应 2-3h,至不产生沉淀,得到的铂钯沉淀,再经常规方法分离提取得到铂钯;
2NH4Cl+PtCl62-=(NH4)2PtCl6 ↓ +2Cl- 2NH
4Cl+PdCl62-=(NH4)2PdCl6 ↓ +2Clg
二次金粉还原:向铂钯还原后液中通入液体二氧化硫还原得到金粉。
2HAuCl4+3SO2+6H2O=2Au ↓ +3H2SO4+8HCl
四、本方法的效益分析
本方法是从铜阳极泥中提取铂钯的方法与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步效益,
1、工艺设备配置简单,操作稳定,便于控制;
2、加入氯酸钠还原抑制剂,避免铂钯离子由六价还原为四价离子,可保证金属回收率。
五、具体实施方式:
为了更好地理解与实施,下面结合实施例说明本方法。
实施案例:铜阳极泥以含有如下元素的为例,其元素含量如表一
表一铜阳极泥元素含量表
采取如下工艺步骤:
a 回转窑焙烧:向浆化槽中先加入 93.3% 浓硫酸 1t,再加入铜阳极泥1t,常温下造浆 6h,经自动加料器进入回转窑焙烧 5h,回转窑一区温度控制在350℃,二区温度控制在480℃,三区温度控制在550℃,产出焙砂 1t ;焙砂投入反应釜 1 中,加清水 7m3,93.3% 硫酸 700L,恒温85℃,反应 2h,放槽过滤得到铜银浸出渣 700kg,滤液进入传统的沉银工艺回收银;
b 一次氯化分金:铜银浸出渣投入反应釜 2 中,加水 2.8m3,93.3% 硫酸 90L,氯化钠 70kg,氯酸钠 70kg,氯酸钠 70kg 分三次加入,每隔 1h 分别加入 25kg、25kg、20kg,恒温85℃ 反应 4h,过滤分金渣进入传统的分银工艺,分金液 2.7m进入下道工序;
c二氧化硫气体还原:
分金液打入反应釜 3中,通入 SO2还原至溶液变为无色,反应结束后放槽
过滤,得到一次还原后液 2.65m3 和一次还原金粉干重 5.99kg,中频铸锭后得到
1 号金锭 5.989kg。
d 锌粉置换:
将一次还原后液打入反应釜 3 中,开启搅拌,加锌粉 25kg 置换,温度控制在40℃反应 1h,经检测化验还原后液金含量为 0.45 mg/L 时终止反应,过滤得到二次金粉湿重 31.5kg,滤液污水处理;
e 二次氯化分金:
向反应釜 4 中加清水 1.8m3、二次金粉 31.5kg ;再加入氯化钠 2kg、硫酸10kg、氯酸钠 2kg,氯酸钠分三次加入,每次分别加 1 kg、0.5 kg、0.5kg,升温至90℃,搅拌反应 2.5 小时,过滤去除硫酸铅沉淀;
f 沉淀铂钯:
向反应釜 4 中加入氯化铵 25kg、氯酸钠 5kg,反应 2h,过滤得到 3.8kg 铂钯沉淀,再用常规方法分离提取得到铂 13.49g、钯 45.11g ;
g 金粉还原:铂钯还原滤液打入反应釜 5 中,通入过量液体二氧化硫还
原得到金粉 0.205kg。
表二此实验条件下和传统工艺条件下金属回收率对比表。