銥回收項(xiàng)目的周期測算
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。
銥金屬的稀有性與工業(yè)價(jià)值銥粉回收
銥是地球地殼中稀有的金屬之一,年產(chǎn)量不足3噸,全球儲(chǔ)量高度集中。其密度高(22.56 g/cm3)、熔點(diǎn)(2466°C)和耐腐蝕性使其成為航空航天、電子和化工領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。例如,銥合金用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管涂層,而銥坩堝則用于生長激光晶體。隨著新能源和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的爆發(fā),銥的需求量逐年增長,但原生礦產(chǎn)難以滿足需求,回收成為重要補(bǔ)充渠道。
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%
高溫合金廢料中銥的富集技術(shù)銥粉回收
航空渦輪葉片使用的鎳基高溫合金(如Inconel 718)含銥0.2%-0.8%,回收需兩步富集:
氧化焙燒:1,000°C下通入氧氣,使鎳、鉻生成氧化物粉末,銥以單質(zhì)形式殘留;
磁選分離:利用銥無磁性特性,分選出銥精礦(品位提至12%)。美國ATI公司2022年投產(chǎn)的匹茲堡工廠,采用該技術(shù)年回收銥1.5噸,成本比濕法低40%。