海綿鉑回收,柔性電子廢棄物中鉑的超臨界流體回收技術(shù)
柔性印刷電路板(FPC)中的鉑導(dǎo)電漿料(含量0.5-1.2%)回收面臨新挑戰(zhàn):
聚酰亞胺基板分解:
采用超臨界水氧化(374℃, 22.1MPa)實(shí)現(xiàn)基材完全礦化
鉑顆?;厥章?8.7%,粒徑分布保持50-80nm
有機(jī)粘合劑去除:
添加5% H?O?作為氧化助劑,殘留碳含量<100ppm
連續(xù)化裝置:
日本JX金屬開(kāi)發(fā)臥式反應(yīng)器(處理量200kg/h)
能耗較傳統(tǒng)焚燒法降低65%,無(wú)二噁英產(chǎn)生
海綿鉑回收,汽車(chē)尾氣催化劑中海綿鉑的回收難點(diǎn)
汽車(chē)催化劑載體(堇青石或陶瓷)與鉑的結(jié)合形態(tài)復(fù)雜,需先機(jī)械粉碎至200目以下,再通過(guò)高溫氯化揮發(fā)法(1000℃通入氯氣)使鉑轉(zhuǎn)化為可溶性氯化物。該過(guò)程的關(guān)鍵控制點(diǎn)包括:氯氣濃度(需>30vol%)、反應(yīng)時(shí)間(2-4小時(shí))及尾氣處理(需二級(jí)堿液吸收)。德國(guó)Umicore的工業(yè)化數(shù)據(jù)顯示,每噸廢催化劑可回收1.2-1.5kg鉑,但銠的同步回收率僅85%,成為技術(shù)瓶頸。
海綿鉑回收,海綿鉑的化學(xué)成分
高純海綿鉑的鉑含量通?!?9.95%,主要雜質(zhì)包括鐵(<0.01%)、銅(<0.005%)、鎳(<0.002%)等金屬元素,以及微量氧、碳等非金屬雜質(zhì)。工業(yè)級(jí)海綿鉑可能含有0.1%~0.5%的鈀、銠等鉑族元素以增強(qiáng)特定性能。雜質(zhì)來(lái)源包括原料純度、制備過(guò)程中的容器污染及后續(xù)處理殘留。例如,氯鉑酸銨還原時(shí)若氫氣含硫,可能導(dǎo)致硫化物夾雜?;瘜W(xué)成分直接影響海綿鉑的催化性能和耐腐蝕性,因此應(yīng)用(如燃料電池催化劑)需通過(guò)ICP-MS(電感耦合等離子體質(zhì)譜)嚴(yán)格檢測(cè)雜質(zhì)含量。
海綿鉑回收,海綿鉑的熱學(xué)行為
海綿鉑的熱膨脹系數(shù)(CTE)約為8~9×10??/°C(接近塊狀鉑),但因多孔結(jié)構(gòu)緩沖,實(shí)際熱應(yīng)力較低。差示掃描量熱法(DSC)顯示,其在300~500℃會(huì)出現(xiàn)放熱峰,對(duì)應(yīng)表面吸附氧的脫附及晶粒粗化。導(dǎo)熱性能方面,有效導(dǎo)熱系數(shù)僅0.5~5W/(m·K),是優(yōu)良的隔熱材料。高溫(>600℃)下,海綿鉑會(huì)發(fā)生燒結(jié),孔隙率以指數(shù)規(guī)律下降,比表面積可減少90%以上。為防止此現(xiàn)象,可在使用前預(yù)燒結(jié)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),或添加氧化釔(Y?O?)等燒結(jié)抑制劑。值得注意的是,海綿鉑的熔點(diǎn)(1772℃)與純鉑一致,但多孔結(jié)構(gòu)會(huì)加速高溫?fù)]發(fā),真空環(huán)境中需謹(jǐn)慎使用。
海綿鉑回收,電子廢料中微量海綿鉑的富集技術(shù)
廢舊電路板、連接器等電子廢料的鉑含量通常<0.1%,直接回收經(jīng)濟(jì)性差。南非Anglo Platinum采用“銅捕集法”:將電子廢料與銅料(比例1:5)共熔,鉑被銅液富集后再電解提純,鉑回收率可達(dá)92%。更的技術(shù)包括生物吸附(使用改性藻類(lèi))和超臨界流體萃取(CO2+螯合劑),但處理成本較傳統(tǒng)方法高3-5倍,目前僅適用于值軍工廢料。
海綿鉑回收,高溫合金廢料中鉑的回收經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)分析
航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片等含鉑高溫合金(通常含Pt 2%-8%),回收可行性取決于:
品位閾值:當(dāng)鉑含量>3%時(shí),火法富集(電子束熔煉)具有經(jīng)濟(jì)性
鎳鈷價(jià)值:副產(chǎn)品鎳(約60%含量)的售價(jià)可抵消30%-40%處理成本
美國(guó)ATI采用的"電子束熔煉-酸浸"聯(lián)合工藝,處理含鉑5%的廢合金時(shí):
能耗:2800kWh/噸(較傳統(tǒng)電弧爐低40%)
鉑回收率:99.1%
綜合收益:較單純銷(xiāo)售廢料增值5-8倍