金鹽回收中的選擇性電沉積技術(shù)
選擇性電沉積通過(guò)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(yáng)極 鈦基混合金屬氧化物(MMO) 氧析出過(guò)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(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($/m3)
堿性氯化法 50,000 1.2
臭氧氧化 120,000 0.8
電化學(xué)氧化 80,000 0.6
金鹽回收吸附材料與技術(shù)
新型吸附劑性能對(duì)比:
活性炭類
椰殼炭:孔徑2-5nm,吸附量12kg/t
煤質(zhì)炭:機(jī)械強(qiáng)度>95%,適用CIP工藝
離子交換樹脂
強(qiáng)堿性201×7:交換容量1.8mmol/g
螯合型IRC-718:選擇性系數(shù)Au/Cu=1500
功能化材料
硫醇改性SiO?:吸附速率常數(shù)k=0.12min?1
石墨烯氣凝膠:比表面積650m2/g,吸附量35kg/t
工業(yè)案例:
南非AngloGold的樹脂廠:處理量2000m3/d,尾液<0.01mg/L
動(dòng)態(tài)吸附柱設(shè)計(jì):徑高比1:4,空塔流速8BV/h
金鹽回收純化與回收技術(shù)
高鹽制備工藝:
化學(xué)精制
王水溶解:HCl:HNO?=3:1,溫度70-80℃
還原劑選擇:
SO?:純度99.99%,但需尾氣處理
抗壞血酸:環(huán)保型,成本較高
電解精煉
電解液組成:HAuCl? 80-120g/L,HCl 80-150g/L
添加劑:明膠0.1-0.3g/L改善結(jié)晶
區(qū)域熔煉
溫度梯度:150℃/cm
通過(guò)次數(shù):10-15次
終純度:99.999-99.9999%
質(zhì)量控制點(diǎn):
痕量元素:ICP-MS檢測(cè)(ppt級(jí))
晶體形貌:SEM觀察(避免枝晶)
金鹽回收經(jīng)濟(jì)分析與市場(chǎng)前景
全球金鹽回收產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù):
市場(chǎng)規(guī)模
年回收量:380-420噸(占礦產(chǎn)金28%)
價(jià)值鏈分布:
收集環(huán)節(jié):15-20%利潤(rùn)
精煉環(huán)節(jié):30-35%利潤(rùn)
深加工:45-50%利潤(rùn)
技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
參數(shù) 火法 濕法 生物法
投資($/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%