氯化銠回收的火法富集工藝
等離子體熔煉處理低品位廢料(0.05-0.1% Rh):
采用氬氣等離子炬(功率300kW)
添加銅收集劑(Cu:Rh=100:1)
熔煉溫度1600℃,時(shí)間2小時(shí)
產(chǎn)出銅銠合金陽(yáng)極含Rh 8-12%,后續(xù)電解精煉:
陽(yáng)極組成:Cu 85%,Rh 10%,Pt 3%,Pd 2%
電解液:CuSO? 150g/L,H?SO? 100g/L
陰極銠純度99.9%,電流效率85%
南非Impala鉑業(yè)應(yīng)用該技術(shù),使低品位廢料的銠回收率從60%提升至92%。
氯化銠回收的經(jīng)濟(jì)性分析
成本構(gòu)成(處理含1% Rh廢料):
原料采購(gòu):$520/kg(按銠價(jià)10%計(jì)價(jià))
化學(xué)試劑:$85/kg Rh
能源消耗:$38/kg Rh
人工設(shè)備:$62/kg Rh
盈虧平衡點(diǎn):
當(dāng)銠價(jià)>$4500/oz時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性
處理規(guī)模>100kg Rh/年時(shí)可實(shí)現(xiàn)盈利
倫敦金屬交易所數(shù)據(jù)顯示,2023年回收銠的溢價(jià)達(dá)12-18%,反映市場(chǎng)對(duì)可持續(xù)來(lái)源銠的需求增長(zhǎng)。
氯化銠回收的超聲波強(qiáng)化技術(shù)
多頻超聲反應(yīng)器配置:
低頻(20kHz):空化效應(yīng)(振幅50μm)
高頻(1MHz):微流效應(yīng)(聲壓2MPa)
浸出階段應(yīng)用效果:
動(dòng)力學(xué)提升:
表觀速率常數(shù)提高3.8倍
浸出時(shí)間從4h縮短至45min
選擇性增強(qiáng):
Rh浸出率99% vs Pt 12%
酸耗降低35%
中國(guó)有研科技集團(tuán)專利顯示:
處理汽車催化劑時(shí):
銠回收率從91%提升至98%
顆粒物排放減少70%(抑制酸霧)
已建成5m3級(jí)工業(yè)化裝置
氯化銠回收,氯化銠的工業(yè)制備方法
工業(yè)上制備氯化銠主要通過(guò)金屬銠與氯氣直接反應(yīng)或溶解于王水后結(jié)晶。具體流程包括:
直接氯化法:將高純銠粉在300-400°C下與干燥氯氣反應(yīng),生成無(wú)水RhCl?,反應(yīng)需嚴(yán)格控制濕度以避免生成水合物。
王水溶解法:銠金屬溶于王水(鹽酸與硝酸3:1混合),生成氯銠酸(H?RhCl?),隨后蒸發(fā)結(jié)晶并灼燒得到RhCl?。此法副產(chǎn)物較多,需多次純化。
水合物制備:將RhCl?溶于稀鹽酸,緩慢蒸發(fā)獲得三水合物,其更易溶于有機(jī)溶劑,適合均相催化。
難點(diǎn)在于銠的惰性,需高溫或強(qiáng)氧化條件?,F(xiàn)代工藝采用微波輔助或離子液體介質(zhì)提率。產(chǎn)物純度可通過(guò)X射線衍射(XRD)和電感耦合等離子體(ICP)分析驗(yàn)證。
氯化銠溶液的濃縮純化技術(shù)
減壓蒸餾系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù):
操作溫度:60-80℃(避免RhCl?分解)
真空度:-0.095MPa
蒸發(fā)速率:15L/(m2·h)
膜濃縮創(chuàng)新方案:
納濾膜(MWCO 200Da)截留率>99.5%
反滲透系統(tǒng)可將溶液濃縮至Rh 150g/L
配套的卷式膜組件通量維持率>90%(運(yùn)行2000小時(shí))
工業(yè)對(duì)比數(shù)據(jù):
方法 能耗 Rh損失 處理能力
傳統(tǒng)蒸發(fā) 85kWh/m3 0.8% 2m3/h
膜濃縮 12kWh/m3 0.1% 5m3/h
氯化銠電解精煉技術(shù)進(jìn)展
不溶陽(yáng)極電解系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn):
陽(yáng)極:鈦基鍍釕銥電極(壽命>5年)
陰極:鈦板(表面噴砂處理)
電解液:Rh 50g/L,HCl 2M,NaCl 50g/L
操作參數(shù)優(yōu)化:
電流密度:200A/m2
溫度:55±2℃
流速:0.8L/min
南非Anglo American鉑業(yè)的運(yùn)行數(shù)據(jù):
指標(biāo) 傳統(tǒng)電解 優(yōu)化系統(tǒng)
電流效率 78% 92%
直流電耗 2.8kWh/kg 1.6kWh/kg
陰極純度 99.8% 99.95%