本发明属于贵金属提取领域,涉及一种以铁基材料为捕集剂提取贵金属方法。
背景技术:
贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)8种金属元素,广泛应用于航空航天、军工、电子电器、交通、石油化工等现代科技和工业领域中,具有重要的战略意义,被誉为“现代工业维他命”。
贵金属主要产于南非、美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国,特别是铂族金属,上述国家的储量约占世界储量的99%。我国贵金属储量稀少,铂族金属的储量不到400吨,年产铂钯仅3吨,仅为需求量的2.14%,对外依存度高达近98%,资源严重匮乏。随着社会经济的快速发展,贵金属的使用量逐年大幅度增加,含贵金属物料也随之快速增加。贵金属物料主要有贵金属精矿、阳极泥、废弃的电子产品、失活工业催化剂、报废汽车催化剂及其他含贵金属残渣等。
昆明贵金属研究所吴晓峰等公开了“湿-火联合法从汽车催化剂中提取贵金属的方法”(CN101519725B),该方法是通过湿法浸出失效汽车尾气催化剂中的贵金属,然后采用重金属火法捕集残渣中贵金属。该方法贵金属回收率高,物耗能耗大、重金属废水量大。董亚伦等公开了“废旧电路板提取贵金属的方法”(CN105274337A),该方法包括以下步骤:预处理-银的回收-氯化浸出-亚硝酸盐还原金-水合肼还原钯,流程长,废水产生量大。
近年来,随着环境成本的日益提高,绿色环保型贵金属捕集剂成为人们研究的重点。中国发明专利(CN102534244A)和(CN105886771A)公开了一种利用磁性物、铁粉、铁矿或铁氧化物作为捕集剂,与贵金属物料、添加剂和还原剂制球团矿,在保护气氛下进行还原得到含贵金属合金球团,再经球磨、酸浸除去贱金属,获得贵金属富集物。但该方法需要气体保护,对设备密封性要求较高,且球团未熔化致贵金属富集效果差,磨选则致贵金属分散在渣中,造成贵金属回收率低,且能耗大。中国发明专利(CN105886771A)公开了以铁为捕集剂,将铂族金属二次资源物料、捕集剂、还原剂、造渣剂、粘结剂、水分在球磨机中混匀制团,再将球团加入到感应电炉,熔炼得到铁水,再进行雾化喷粉,形成颗粒细小的含贵金属的微合金铁粉,其主要缺点是冶炼渣容易堵塞喷嘴,工艺实用性差。
综上,现有的贵金属提取工艺存在重金属污染、物耗能耗高、冶金废物排放量大、贵金属提取率低等问题。因此,急需研发无重金属污染、物耗能耗低、冶金废物少的贵金属高效提取方法。
技术实现要素:
本发明针对贵金属提取时存在重金属污染、物耗能耗高、冶金废物排放量大和贵金属提取率低等问题,提出了一种绿色捕集剂提取贵金属的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种铁基捕集剂提取贵金属的方法,所述方法以铁基材料为捕集剂,将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂和造渣剂混合后进行熔炼,经渣铁分离得到富含贵金属的铁基合金,将铁基合金进行电解或酸解以获得贵金属富集物,然后将贵金属富集物经提纯得到贵金属。
进一步地,所述方法包括以下步骤:
(1)将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂、造渣剂混匀得到混合料;
(2)将混合料熔炼后,进行渣铁分离,得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣;
(3)将铁基合金通过电解实现贵金属与贱金属的分离,得到贵金属富集物和电解尾液;
(4)贵金属富集物经提纯得到贵金属;
(5)将碱加入电解尾液中,调节pH值,将贱金属分步沉淀回收;
其中,步骤(3)是以铁基合金为阳极,以铁板、钛板或不锈钢板为阴极,电解分离贱金属和贵金属,得到贵金属富集物和电解尾液;其中,电解条件为:电流密度1.0~25.0A/dm2、电解液pH0.1~4.0、Fe2+离子浓度20~150g/L、添加剂甲酚磺酸浓度为0~25g/L、电解温度为25~90℃。
(3)将铁基合金通过酸解实现贵金属与贱金属的分离,得到贵金属富集物和酸解滤液;
(5)将碱加入酸解液中,调节pH值,将贱金属分步沉淀回收;
其中,步骤(3)中酸解所用的酸解液为硫酸、盐酸、硝酸中的任意一种或任意两种以上的混合液,贱金属经酸解分离进入酸解液中,将贵金属与贱金属的分离,得到贵金属富集物和酸解滤液;酸解条件为:酸解液中氢离子浓度为0.1~8.0mol/L,溶解温度25~85℃。
进一步地,所述步骤(1),按质量比计在所述混合料中,贵金属物料:捕集剂:还原剂:造渣剂=1:0.05~1.0:0.05~0.50:0.05~0.25。
其中所述贵金属物料为贵金属精矿、阳极泥、废旧线路板、报废汽车催化剂、工业催化剂、含铑废有机催化剂和含贵金属残渣中的任意一种或任意两种以上的组合;
还原剂为焦炭粉、煤粉、石墨粉和木炭粉中的任意一种或任意两种以上的组合;
造渣剂为氧化钙、二氧化硅、氟化钙、氧化铝、氧化镁、碳酸钠和硼砂中的任意一种或任意两种以上的组合;
进一步地,步骤(4)贵金属富集物经提纯得到贵金属。
进一步地,步骤(5)中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水中的任意一种或任意两种以上的组合,控制贱金属的氢氧化物沉淀的临界pH值,分步回收贱金属。
进一步地,所述铁基材料为纯铁、铁粉、铁精矿中的任意一种或任意两种以上的组合,其中所述铁精矿为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的任意一种或任意两种以上的组合。
本发明特点在于采用高温还原熔炼,渣相流动性好,渣相与金属相容易分离,贵金属提取率高。本发明的优点在于:开发了铁基捕集剂提取贵金属工艺,淘汰了重金属铅捕集剂,实现了贵金属绿色环保提取;本工艺物耗能耗低、原料适应性广、贵金属提取率高、成本低等优点,适合于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细描述。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
相反,本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本发明有更好的了解,在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
一种铁基捕集剂提取贵金属的方法,如图1所示,所述方法以铁基材料为捕集剂,将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂和造渣剂混合后进行熔炼,经渣铁分离得到富含贵金属的铁基合金,将铁基合金进行电解或酸解以获得贵金属富集物,然后将贵金属富集物经提纯得到贵金属;并将碱加入酸解液中,控制贱金属的氢氧化物沉淀的临界pH值,将贱金属分步沉淀回收。