海綿鉑回收,柔性電子廢棄物中鉑的超臨界流體回收技術(shù)
柔性印刷電路板(FPC)中的鉑導電漿料(含量0.5-1.2%)回收面臨新挑戰(zhàn):
聚酰亞胺基板分解:
采用超臨界水氧化(374℃, 22.1MPa)實現(xiàn)基材完全礦化
鉑顆?;厥章?8.7%,粒徑分布保持50-80nm
有機粘合劑去除:
添加5% H?O?作為氧化助劑,殘留碳含量<100ppm
連續(xù)化裝置:
日本JX金屬開發(fā)臥式反應(yīng)器(處理量200kg/h)
能耗較傳統(tǒng)焚燒法降低65%,無二噁英產(chǎn)生
海綿鉑回收,核廢料中鉑族金屬的放射化學分離
乏燃料后處理產(chǎn)生含鉑的放射性廢物(通常含Pt 0.5-2%,同時存在U/Pu同位素):
屏蔽式溶解:
熱室操作,采用HNO3-HF混合酸(比例3:1)
鋯合金容器抗腐蝕,年損耗<0.1mm
萃取流程:
級:TBP萃取鈾/钚(回收率>99.99%)
第二級:Aliquat 336萃取鉑(分配系數(shù)達10^4)
去污因子:
γ活度從初始10^6 Bq/g降至1 Bq/g以下
法國Orano的La Hague工廠年回收鉑800kg
海綿鉑回收,海綿鉑的基本定義
海綿鉑是由鉑族金屬精礦經(jīng)化學加工制成的多孔性金屬聚集體,因其宏觀形似海綿而得名。根據(jù)ISO 1460標準,工業(yè)級海綿鉑指鉑含量≥99.95%的疏松狀金屬物料,堆積密度通常為1.5-3.5 g/cm3(僅為致密鉑的10-15%)。其微觀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為三維連通的孔隙網(wǎng)絡(luò),孔徑分布范圍0.1-50 μm,比表面積可達5-20 m2/g。在貴金屬回收領(lǐng)域,海綿鉑既是精煉過程的中間產(chǎn)物,也可作為催化劑前驅(qū)體直接使用。
海綿鉑回收,海綿鉑的外觀特征
海綿鉑通常呈現(xiàn)為灰黑色或暗灰色的疏松塊狀物,表面具有金屬光澤但不如致密鉑明亮。其宏觀形態(tài)取決于制備工藝:氫還原法所得產(chǎn)品多為不規(guī)則顆粒,粒徑在0.5~5mm之間;而熱分解法制備的海綿鉑可能呈現(xiàn)為脆性燒結(jié)塊,易破碎成細小碎片。觸感上,海綿鉑質(zhì)地輕盈,密度僅為純鉑的10%~30%(約2~5g/cm3),但機械強度較低,輕微壓力即可使其變形。在高倍電子顯微鏡下,可見其由納米級鉑晶粒構(gòu)成的多級孔結(jié)構(gòu),包括大孔(>50nm)、介孔(2~50nm)和微孔(<2nm),這種結(jié)構(gòu)是其高活性的關(guān)鍵。
海綿鉑回收,海綿鉑的電化學性能
海綿鉑因其特的多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積,在電化學領(lǐng)域表現(xiàn)出的性能。其電極動力學特性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)鉑電極,尤其是在氧還原反應(yīng)(ORR)和氫氧化反應(yīng)(HOR)中,交換電流密度可提高3-5倍。通過循環(huán)伏安法(CV)測試顯示,海綿鉑的電化學活性表面積(ECSA)通常達到60-120 m2/g,遠鉑黑(20-50 m2/g)或鉑碳催化劑(30-80 m2/g)。這種高活性源于其三維連通孔道結(jié)構(gòu),既能提供充足的活性位點,又有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的傳質(zhì)。在酸性介質(zhì)中,海綿鉑的穩(wěn)定性也更為,經(jīng)過5000次電位循環(huán)后,其ECSA僅衰減15-20%,而傳統(tǒng)鉑催化劑往往衰減超過40%。此外,海綿鉑的孔隙結(jié)構(gòu)可有效緩解電極膨脹問題,延長燃料電池膜電極組件(MEA)的使用壽命。
海綿鉑回收,電子廢料中微量海綿鉑的富集技術(shù)
廢舊電路板、連接器等電子廢料的鉑含量通常<0.1%,直接回收經(jīng)濟性差。南非Anglo Platinum采用“銅捕集法”:將電子廢料與銅料(比例1:5)共熔,鉑被銅液富集后再電解提純,鉑回收率可達92%。更的技術(shù)包括生物吸附(使用改性藻類)和超臨界流體萃?。–O2+螯合劑),但處理成本較傳統(tǒng)方法高3-5倍,目前僅適用于值軍工廢料。
12年