金鹽回收中的超細(xì)粉末處理技術(shù)
納米級(jí)金粉(<100 nm)的特殊處理方法:
1. 防團(tuán)聚措施
表面修飾:
十二烷基硫醇(DDT)單分子層
PEG-2000空間位阻劑
分散工藝:
超聲破碎(20 kHz, 500 W)
微射流均質(zhì)(壓力2000 bar)
2. 干燥技術(shù)
方法 粒徑變化 比表面保留率
噴霧干燥 +50% 60%
冷凍干燥 +15% 85%
超臨界干燥 +5% 95%
3. 安全防護(hù)
爆炸下限:60 g/m3(需惰性氣氛保護(hù))
個(gè)人防護(hù):
正壓式呼吸器
防靜電工作服
應(yīng)用領(lǐng)域:
導(dǎo)電油墨(粒徑要求20±5 nm)
醫(yī)療顯影劑(需無(wú)菌處理)
金鹽回收中的壓擠壓技術(shù)
高壓處理電子廢料實(shí)現(xiàn)金屬解離:
設(shè)備參數(shù)
壓力:5-8 GPa(相當(dāng)于地核壓力)
沖頭速度:1-2 mm/s
模具材料:硬質(zhì)合金(HV>2000)
解離效果
物料 解離度 金裸露率
手機(jī)主板 95% 90%
CPU芯片 85% 75%
后續(xù)處理:
氣流分選(密度差異)
靜電分離(導(dǎo)電性差異)
優(yōu)勢(shì):
無(wú)化學(xué)試劑添加
處理速度200 kg/h
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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)XRD分析發(fā)現(xiàn)過(guò)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(guò)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(wú)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(guò)濾(無(wú)化學(xué)溶劑揮發(fā))
設(shè)備成本:飛秒激光系統(tǒng)約$0.5M/臺(tái),適合高值廢料處理
金鹽回收中的氧化技術(shù)
處理含氰廢水的深度氧化方案:
1. 臭氧催化氧化
催化劑:MnO?/Al?O?(比表面積180 m2/g)
動(dòng)力學(xué):
CN? + O? → CNO? + O?(k=3.2×103 M?1s?1)
終產(chǎn)物為CO?和N?(無(wú)二次污染)
2. 電化學(xué)氧化
陽(yáng)極材料:BDD(摻硼金剛石)
操作條件:
電流密度100 A/m2
極板間距10 mm
處理效果:
CN?<0.1 mg/L(達(dá)標(biāo)排放)
能耗8 kWh/kg CN?
經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
技術(shù) 投資成本($/t) 運(yùn)行成本($/m3)
堿性氯化法 50,000 1.2
臭氧氧化 120,000 0.8
電化學(xué)氧化 80,000 0.6
金鹽回收純化與回收技術(shù)
高鹽制備工藝:
化學(xué)精制
王水溶解:HCl:HNO?=3:1,溫度70-80℃
還原劑選擇:
SO?:純度99.99%,但需尾氣處理
抗壞血酸:環(huán)保型,成本較高
電解精煉
電解液組成:HAuCl? 80-120g/L,HCl 80-150g/L
添加劑:明膠0.1-0.3g/L改善結(jié)晶
區(qū)域熔煉
溫度梯度:150℃/cm
通過(guò)次數(shù):10-15次
終純度:99.999-99.9999%
質(zhì)量控制點(diǎn):
痕量元素:ICP-MS檢測(cè)(ppt級(jí))
晶體形貌:SEM觀(guān)察(避免枝晶)
金鹽回收經(jīng)濟(jì)分析與市場(chǎng)前景
全球金鹽回收產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù):
市場(chǎng)規(guī)模
年回收量:380-420噸(占礦產(chǎn)金28%)
價(jià)值鏈分布:
收集環(huán)節(jié):15-20%利潤(rùn)
精煉環(huán)節(jié):30-35%利潤(rùn)
深加工:45-50%利潤(rùn)
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
參數(shù) 火法 濕法 生物法
投資($/t) 1.8M 2.5M 1.2M
成本($/oz) 650 850 700
ROI(%) 22 18 25
發(fā)展趨勢(shì):
無(wú)氰化技術(shù)年增長(zhǎng)率12%
納米金鹽回收需求上升
自動(dòng)化分選設(shè)備普及率2025年將達(dá)60%
金鹽回收,火法冶金回收工藝
火法處理適用于高含量(>1%)金鹽廢料,主要流程包括:
預(yù)處理階段
烘干脫水:120℃下將含水率從80%降至<5%
配料熔劑:按金鹽:硼砂:碳酸鈉=1:0.3:0.2比例混合
熔煉階段
電弧爐熔煉:溫度1350-1500℃,時(shí)間2-3h
貴鉛形成:Au與Pb形成合金(密度11.3g/cm3),與渣相分離
灰吹氧化:900℃下鼓風(fēng)氧化除鉛,獲得粗金錠
精煉階段
電解回收:采用AuCl?-HCl電解液,電流密度200A/m2
純度提升:從99.5%提純至99.99%
典型技術(shù)指標(biāo):
回收率:98.2-99.5%
能耗:850-1200kWh/kg Au
渣含金:<0.01%