鉑銠絲回收,報(bào)廢石化催化劑中鉑銠的干法回收技術(shù)
針對(duì)含碳沉積的石化催化劑,開(kāi)發(fā)無(wú)廢水產(chǎn)生的干法工藝:
流化床焙燒:
溫度600°C,通入5%O?/N?控制燃燒速率
集成余熱鍋爐回收能量(產(chǎn)生0.8MPa蒸汽)
鋁熱還原:
與Fe?O?/Al粉(比例1:0.3:0.2)混合
引發(fā)反應(yīng)后自蔓延溫度達(dá)2200°C,使γ-Al?O?載體與鉑銠分離
電磁分選:
交變磁場(chǎng)(50Hz,0.5T)分離磁性Fe-Al合金與非磁性鉑銠
沙特阿美公司采用該工藝后:
廢水排放降為零;
鉑回收率從濕法92%提升至96%;
處理成本降低40%。
鉑銠絲回收,機(jī)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(qiáng)度降低90%;
雙輥破碎機(jī)(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(chǎng)(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(jì)的ECS-200系統(tǒng),處理量3噸/小時(shí),金屬回收率98%;
步驟三:靜電分選
在20kV高壓電場(chǎng)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(dá)99.8%。
瑞士Umicore工廠(chǎng)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(lái)自玻璃溶解)。
鉑銠絲回收,電子廢棄物中的納米鉑銠回收
廢棄芯片中的納米鉑銠導(dǎo)線(xiàn)(線(xiàn)寬<10nm)需特殊處理:
低溫等離子體解離:在100°C下剝離環(huán)氧樹(shù)脂封裝層;
電泳富集:在pH=8的緩沖液中,施加20V/cm電場(chǎng),使納米顆粒遷移率提升5倍;
膜過(guò)濾純化:采用0.5nm氧化鋁膜分離不同粒徑顆粒。
臺(tái)積電(TSMC)測(cè)試顯示,該工藝對(duì)5nm制程芯片的鉑回收率達(dá)99.99%。
鉑銠絲回收,航天領(lǐng)域鉑銠廢料的特殊回收挑戰(zhàn)
航天發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴使用的鉑銠合金(如PtRh40)面臨極端工況(>2000°C),導(dǎo)致回收過(guò)程需應(yīng)對(duì)三項(xiàng)特殊問(wèn)題:
表面改性層:高溫氧化形成的Rh?O?層(厚度5-20μm)需氫氟酸(HF)預(yù)處理,在60°C下超聲輔助剝離2小時(shí),否則熔煉時(shí)銠損失率達(dá)15%;
結(jié)構(gòu)件完整性:采用CT掃描定位內(nèi)部冷卻通道中的貴金屬殘留,配合微創(chuàng)鉆取技術(shù)(0.3mm鉆頭)回收,使材料利用率從75%提升至92%;
放射性污染:部分衛(wèi)星部件含钚-238污染,需在熱室中操作,使用CeO?基洗滌劑去污后再進(jìn)入常規(guī)回收流程。
歐洲航天局(ESA)2023年數(shù)據(jù)顯示,通過(guò)優(yōu)化上述工藝,航天級(jí)鉑銠回收純度達(dá)99.99%,滿(mǎn)足NASA MSFC-364D標(biāo)準(zhǔn),每公斤回收成本較原生金屬降低42%。
鉑銠絲回收,鉑銠回收技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
2030年技術(shù)預(yù)測(cè):
核-殼結(jié)構(gòu)催化劑直接再生:
原子層沉積(ALD)修復(fù)表面缺陷
活性恢復(fù)至新料水平
太空采礦與回收結(jié)合:
近地小行星鉑銠富集物回收
預(yù)計(jì)成本<100$/g(當(dāng)前太空回收成本>1000$/g)
生物冶金工業(yè)化:
工程菌株處理低品位廢料(<100ppm)
能耗降至傳統(tǒng)方法10%
國(guó)際資源(IRC)評(píng)估顯示,創(chuàng)新回收技術(shù)可使全球鉑銠供應(yīng)缺口縮小40%。
鉑銠回收液的光化學(xué)還原技術(shù)
日本東京大學(xué)開(kāi)發(fā)UV光催化還原工藝處理含鉑銠廢水:
光催化劑:TiO?納米管陣列(孔徑10nm,禁帶寬度3.2eV);
反應(yīng)條件:
UV波長(zhǎng):365nm
溶液pH=3(0.1M甲酸作為空穴捕獲劑)
反應(yīng)時(shí)間:2小時(shí)
還原效率:
Pt??→Pt?轉(zhuǎn)化率:99.8%
Rh3?→Rh?轉(zhuǎn)化率:97.5%
該技術(shù)處理1m3廢水的電力消耗僅3.5kWh,且催化劑可重復(fù)使用100次以上活性不衰減。
12年
13818830356 410767792