銥回收銥化合物光化學(xué)還原技術(shù)
含IrCl?3?的廢水在紫外光(254nm)照射下,加入異丙醇作為電子供體,銥離子被還原為金屬顆粒(粒徑50-100nm),回收率90%。日本東芝實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)每小時(shí)處理廢水2m3。
高溫熔鹽電解提純銥化合物
粗銥粉回收(含Pt 1.5%)在NaCl-KCl熔鹽(800°C)中電解,銥以Ir3?形式沉積,純度達(dá)99.99%。中科院過程所研發(fā)的連續(xù)電解槽,電流效率92%,噸銥電耗4,200kWh。
銥回收項(xiàng)目的周期測(cè)算
以年處理500噸含銥回收0.1%的電子廢料項(xiàng)目為例:
投資:設(shè)備(濕法產(chǎn)線)2,800萬元,環(huán)保配套1,200萬元;
運(yùn)營(yíng)成本:600元/公斤銥(含能耗、人工);
收益:年回收銥500kg×市價(jià)500萬元/噸=2.5億元;
盈虧平衡點(diǎn):銥價(jià)需>3,800美元/盎司,回報(bào)周期約2.3年。若處理含銥1%的航天廢料,周期可縮短至1年以內(nèi)。
銥粉回收在燃料電池催化劑中的應(yīng)用
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)中,銥基催化劑是電解水制氫的核心材料。每兆瓦電解槽需消耗0.5-1.5公斤銥粉,而全球氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃到2030年需數(shù)千噸銥。由于銥資源有限,從廢棄催化劑中回收銥粉成為焦點(diǎn)。目前主流工藝包括酸溶解-沉淀法,回收率可達(dá)95%,但如何降低氯銥酸處理中的污染仍是技術(shù)難點(diǎn)。
銥粉回收電子廢料中的銥資源分布
智能手機(jī)、芯片制造中的濺射靶材含微量銥(約0.02%),但全球年電子垃圾超5000萬噸,理論銥含量達(dá)10噸。從電子廢料中回收需先通過機(jī)械分選富集貴金屬粉末,再采用王水溶解-離子交換工藝。由于流程復(fù)雜,目前僅大型綜合回收企業(yè)具備經(jīng)濟(jì)性。
非洲鉑礦伴生銥回收資源的提取現(xiàn)狀
南非Bushveld礦區(qū)占全球80%的鉑族金屬儲(chǔ)量,銥作為鉑礦副產(chǎn)品,平均品位僅0.001%-0.003%。傳統(tǒng)工藝采用電弧爐熔煉→銅鎳锍捕集→鹽酸氯化分離,銥回收率不足60%。2022年英美資源集團(tuán)引入高壓氧浸(POX)技術(shù),將銥回收率提升至82%,年產(chǎn)量從1.1噸增至1.8噸。但礦區(qū)罷工、限電等問題導(dǎo)致產(chǎn)能不穩(wěn)定,2023年南非銥產(chǎn)量同比下降12%。
高溫合金中銥化合物的氯化揮發(fā)
航空渦輪葉片廢料(含Ir 0.5%)在流化床反應(yīng)器中通入Cl?(800°C),生成氣態(tài)IrCl?(升華點(diǎn)300°C),冷凝后純度99.3%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用該技術(shù),銥回收成本比濕法低55%。
銥回收有機(jī)廢液的焚燒灰化提純
OLED生產(chǎn)廢液含銥配合物(如Ir(MDQ)?(acac)),經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焚燒(1,200°C)灰化后,銥以IrO?形式富集,酸浸提純至99.95%。韓國LG Display年回收銥180公斤,能耗降低40%