鉑銠絲回收,機械-物理聯(lián)合預(yù)處理工藝
鉑銠絲常與陶瓷、玻璃或塑料復(fù)合存在,分離是回收的前提。創(chuàng)新預(yù)處理工藝組合包括:
步驟一:低溫破碎
采用液氮(-196°C)冷凍脆化處理,使非金屬基體與鉑銠絲的粘結(jié)強度降低90%;
雙輥破碎機(間隙0.5mm)將物料粉碎至<3mm,貴金屬留存率>99.5%;
步驟二:渦電流分選
利用交變磁場(頻率200Hz)使導(dǎo)電的鉑銠絲產(chǎn)生排斥力,與非金屬分離;
加拿大Bunting公司設(shè)計的ECS-200系統(tǒng),處理量3噸/小時,金屬回收率98%;
步驟三:靜電分選
在20kV高壓電場中,鉑銠絲因?qū)щ娦粤己醚杆俜烹?,與殘余塑料分離;
日本Nippon Magnetics的設(shè)備可使終貴金屬富集體純度達99.8%。
瑞士Umicore工廠采用該工藝組合后,預(yù)處理成本從120美元/噸降至45美元/噸,且避免傳統(tǒng)酸洗產(chǎn)生的含氟廢水(來自玻璃溶解)。
鉑銠絲回收,氯化揮發(fā)法處理復(fù)雜廢料
針對含鉑銠的電子廢料(如多層陶瓷電容器),俄羅斯開發(fā)的氯化揮發(fā)法:
反應(yīng)方程:Pt + 2Cl? + 2CO → PtCl?(CO)?(氣態(tài));
工藝條件:250°C,Cl?分壓0.3atm,CO作為載氣;
收集系統(tǒng):溫度梯度冷凝(200°C→50°C),鉑銠氯化物分級析出。
該技術(shù)對低品位廢料(0.1% PtRh)仍具經(jīng)濟性,回收成本<50美元/盎司。
鉑銠絲回收,深共晶溶劑(DES)在鉑銠浸出中的突破
新型綠色溶劑替代王水浸出鉑銠:
溶劑配方:
氯化膽堿-尿素(ChCl-Urea,摩爾比1:2)
添加0.5M硫脲作為配位劑
操作條件:
溫度120°C
固液比1:15
浸出時間8小時
性能對比:
指標 DES體系 王水體系
Pt浸出率 99.1% 99.3%
Rh浸出率 97.8% 98.2%
酸耗量 0kg 150kg/t
廢氣排放 無 NOx等
英國Leeds大學(xué)的生命周期評估顯示,DES技術(shù)使浸出過程碳足跡降低92%。
鉑銠絲回收,超臨界CO?萃取技術(shù)的新突破
英國諾丁漢大學(xué)將超臨界CO?(scCO?)與三氟乙酰丙酮(TFA)結(jié)合,實現(xiàn)鉑銠選擇性萃?。?br />
系統(tǒng)參數(shù):壓力25MPa,溫度60°C,CO?流速10L/min,TFA濃度0.1mol/L;
萃取效率:對Pt的分配比(D)達4500,Rh為1200,遠常規(guī)溶劑萃取(D<100);
綠色優(yōu)勢:全過程無酸性廢水,CO?可循環(huán)使用,萃取劑消耗量減少99%。
中試裝置(50L反應(yīng)釜)連續(xù)運行數(shù)據(jù)顯示,每小時可處理20kg含鉑銠廢催化劑,金屬純度>99.9%。該技術(shù)入選2023年《Green Chemistry》年度工業(yè)技術(shù)。
鉑銠絲回收,鉑銠等離子體輔助機械化學(xué)法回收鉑銠合金
針對難處理的鉑銠陶瓷復(fù)合材料(如火花塞電極),創(chuàng)新性結(jié)合等離子體與機械化學(xué)活化:
工藝步驟:
低溫等離子體(100W,Ar/O?混合氣體)預(yù)處理2小時,弱化陶瓷與金屬界面結(jié)合力;
高能球磨(轉(zhuǎn)速500rpm,球料比20:1)產(chǎn)生機械化學(xué)反應(yīng),使鉑銠從陶瓷基質(zhì)中解離;
重力分選獲得鉑銠富集體(純度>95%)。
技術(shù)優(yōu)勢:
能耗較傳統(tǒng)高溫熔煉降低70%;
避免氫氟酸等危險化學(xué)品使用;
處理含Al?O?基復(fù)合廢料時,金屬回收率可達98.5%。
德國博世公司應(yīng)用該技術(shù)后,年回收鉑銠合金1.2噸,減少危廢排放800噸。
鉑銠絲回收,高放射性核廢料中的鉑銠回收
核反應(yīng)堆控制棒含鉑銠合金(PtIr10Rh5),其回收需解決:
遠程操作:使用六軸機械臂在2m厚鉛玻璃后進行操作;
去污技術(shù):先用草酸浸泡去除表面Co-6(去污因子>1000);
熔煉防護:在硼硅玻璃熔爐中處理,中子吸收截面達3835barn。
法國Orano公司開發(fā)的工藝,可從1噸乏燃料中回收5kg鉑銠合金,放射性殘留<0.01Bq/g。
12年