金鹽回收中的選擇性氯化技術(shù)
選擇性氯化法適用于處理含金電子廢料(如PCB),其核心是通過控制氯氣濃度和溫度實(shí)現(xiàn)金的揮發(fā):
反應(yīng)機(jī)理
氯化揮發(fā):2Au + 3Cl? → 2AuCl?(g)(沸點(diǎn)254°C)
雜質(zhì)抑制:Cu、Fe等生成固態(tài)氯化物殘留
工藝參數(shù)優(yōu)化
參數(shù) 佳范圍 作用機(jī)制
溫度 450-500°C 平衡揮發(fā)速率與能耗
Cl?濃度 30-50 vol% 避免過量腐蝕設(shè)備
載氣流速 0.8-1.2 L/min 確保氣態(tài)AuCl?充分帶出
工業(yè)案例:
日本DOWA的流化床氯化系統(tǒng):處理含金0.2%的電子廢料,回收率>99%
兩級(jí)冷凝設(shè)計(jì):200°C(收集AuCl?),二級(jí)50°C(捕集Hg/Pb氯化物)
挑戰(zhàn):
設(shè)備需采用哈氏合金C276(耐氯腐蝕)
尾氣需堿洗+活性炭吸附處理
金鹽回收中的選擇性沉淀技術(shù)
選擇性沉淀是濕法冶金中分離金鹽的核心工藝,其原理基于不同金屬離子在特定pH和配體條件下的溶解度差異。常用的沉淀劑包括:
亞硫酸鈉(Na?SO?):在pH=2-3時(shí)選擇性沉淀Au?,反應(yīng)效率>99%,同時(shí)抑制Cu2?、Ni2?共沉淀。
草酸(H?C?O?):80℃下還原Au3?為金屬金,產(chǎn)物純度99.9%,但需控制Fe3?干擾。
硫化鈉(Na?S):生成Au?S沉淀,適用于含汞廢液處理,但需嚴(yán)格調(diào)控硫化物濃度以避免膠體形成。
工藝優(yōu)化關(guān)鍵點(diǎn):
pH控制:采用自動(dòng)滴定系統(tǒng)(精度±0.05),確保Au沉淀率>99.5%
晶種添加:引入納米金顆粒(5-10nm)作為晶種,縮短誘導(dǎo)期50%
絮凝劑選擇:聚丙烯酰胺(PAM)使沉淀顆粒從0.1μm增大至5μm,過濾速度提升3倍
工業(yè)案例:
日本田中貴金屬的連續(xù)沉淀系統(tǒng),處理能力2m3/h,尾液含金<0.1mg/L
缺陷控制:通過XRD分析發(fā)現(xiàn)過度攪拌會(huì)導(dǎo)致β-Au?O?雜相生成(需限制剪切速率<500s?1)
金鹽回收中的選擇性電沉積技術(shù)
選擇性電沉積通過控制電位實(shí)現(xiàn)多金屬溶液中金的回收:
技術(shù)原理
極化曲線分析:
Au(CN)??還原電位:-0.6 V vs SHE
Cu(CN)?2?還原電位:-1.1 V vs SHE
電位窗口控制:
工作電位-0.7至-0.9 V(抑制銅共沉積)
脈沖電位(正向-0.65 V,反向-0.3 V)
電極系統(tǒng)設(shè)計(jì)
組件 規(guī)格要求 功能特點(diǎn)
陰極 三維多孔碳(比表面積800 m2/g) 增大沉積面積,降低局部電流密度
陽極 鈦基混合金屬氧化物(MMO) 氧析出過電位高(>1.2 V)
隔膜 陰離子交換膜(DF-120) 阻止Cu(CN)?2?遷移
工藝指標(biāo):
電流效率:92-95%
金純度:99.99%(Cu<5 ppm)
能耗:0.5 kWh/g Au
工業(yè)案例:
加拿大Mint電解廠采用此技術(shù)處理含Cu 20 g/L的廢液,金回收率99.3%
金鹽回收中的飛秒激光解離技術(shù)
超快激光(脈寬100 fs)選擇性剝離電子廢料中的金層:
工藝參數(shù)
參數(shù) 設(shè)定值 物理效應(yīng)
波長(zhǎng) 515 nm 金吸收系數(shù)達(dá)10? cm?1
能量密度 0.5 J/cm2 超過金燒蝕閾值(0.3 J/cm2)
重復(fù)頻率 100 kHz 平衡效率與熱影響區(qū)
加工效果
剝離精度:±2 μm(可保留底層基材完整性)
金純度:99.9%(無銅、鎳等基材混入)
速率:處理手機(jī)主板達(dá)5 cm2/s
技術(shù)優(yōu)勢(shì):
非接觸式加工避免機(jī)械應(yīng)力
廢氣僅需簡(jiǎn)單過濾(無化學(xué)溶劑揮發(fā))
設(shè)備成本:飛秒激光系統(tǒng)約$0.5M/臺(tái),適合高值廢料處理
金鹽回收廢料的來源與特征
金鹽回收原料主要來自五大渠道:
(1)電鍍廢液:含金1-15g/L,同時(shí)含Ni2?、Cu2?等雜質(zhì),pH值8-12。典型組成為:
Au:3.2g/L
KCN:85g/L
有機(jī)添加劑:5-10g/L
(2)電子蝕刻廢液:微酸性(pH2-4),含Au3? 0.5-3g/L,F(xiàn)e3? 20-50g/L。SEM-EDS分析顯示存在AuCl??絡(luò)合物特征峰。
(3)廢棄催化劑:汽車三元催化劑中金負(fù)載量0.1-0.5wt%,與Pt、Pd形成合金相。BET比表面積120-180m2/g。
(4)珠寶加工廢料:含金鹽拋光液的金濃度0.05-0.3%,含SiO?磨料30-50%。
(5)醫(yī)療廢棄物:如廢棄的金鹽類藥物,Au含量0.5-2mg/支。
金鹽回收濕法冶金回收技術(shù)
濕法工藝適合低濃度金鹽回收,核心步驟包括:
浸出系統(tǒng)
氰化浸出:NaCN濃度0.1-0.5%,pH10.5-11.5,DO>6mg/L
非氰浸出:硫脲(CS(NH?)?)體系,濃度1-2%,F(xiàn)e3?作氧化劑
固液分離
板框過濾:精度1μm,處理量2-5m3/h
離心分離:3000rpm,固相含金<0.1g/t
富集提純
活性炭吸附:CIL工藝,金負(fù)載量8-15kg/t炭
溶劑萃?。杭谆惗』∕IBK)萃取率>99%
還原沉淀
鋅粉置換:Zn/Au比3:1,反應(yīng)時(shí)間30min
草酸還原:pH1.5-2.0,溫度80-90℃
經(jīng)濟(jì)性對(duì)比:
方法 成本(USD/kg Au) 回收率 適用濃度
氰化 850-1200 98% >1g/t
硫脲 1500-1800 95% 0.1-1g/t
樹脂 2000-2500 92% <0.1g/t