銠粉回收,濕法冶金中銠的選擇性溶解技術(shù)
銠的化學(xué)惰性導(dǎo)致其溶解困難,工業(yè)解決方案包括:
高壓氯化:在鈦反應(yīng)釜中通入Cl2(壓力3MPa),銠轉(zhuǎn)化為H3RhCl6,溶解率>95%;
電化學(xué)溶解:以石墨為陽極,施加1.2V電位,銠選擇性氧化為Rh3?;
熔鹽法:NaHSO4-KHSO4混合鹽在450℃下熔融,可分解銠的氧化物層。
瑞士Heraeus專利技術(shù)(EP3564372)采用HCl-NaClO3體系,常溫下即可實(shí)現(xiàn)銠溶解,節(jié)省能耗40%。
銠粉回收,電子廢棄物中微量銠的回收經(jīng)濟(jì)性
廢棄硬盤、電路板等含銠量僅0.001%-0.01%,回收需特殊工藝:
預(yù)富集:靜電分選(電壓30kV)使貴金屬含量提升50倍;
生物吸附:基因改造的大腸桿菌表達(dá)金屬硫蛋白,對Rh3?吸附容量達(dá)85mg/g;
電積精煉:脈沖電流(頻率100Hz)沉積,能耗降至3kWh/g。
當(dāng)銠價(jià)400美元/克時(shí),處理1萬噸電子垃圾可獲利150萬美元,周期約2年。
銠粉回收,納米銠粉回收的特殊性
納米銠(粒徑<100nm)因表面能高,易氧化或團(tuán)聚。回收時(shí)需在浸出階段添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為分散劑,防止Rh納米顆粒聚合。美國NanoSphere公司的專利技術(shù)采用超臨界CO?干燥法,從廢燃料電池催化劑中回收的納米銠比表面積仍保持80m2/g以上。但納米級銠的過濾困難,需采用陶瓷膜錯(cuò)流過濾系統(tǒng)(孔徑0.1μm),投資成本比傳統(tǒng)工藝高40%。
銠粉回收,銠催化劑的失效機(jī)制與回收適配性
汽車催化劑中銠的失效主因是高溫?zé)Y(jié)(>800°C導(dǎo)致Rh顆粒團(tuán)聚)或硫/磷中毒(形成Rh?S?)。燒結(jié)廢料適合火法回收,而中毒廢料需預(yù)氧化焙燒(500°C通空氣)解除硫化物。日本TANAKA公司的研究表明,失效催化劑經(jīng)硝酸預(yù)清洗后,銠浸出率可從75%提升至92%。但陶瓷載體(堇青石)的酸蝕問題需控制浸出時(shí)間<4小時(shí),否則硅溶膠會(huì)污染溶液。
銠粉回收,銠粉灰色粉末狀金屬,純凈、無肉眼可見夾雜物及氧化色。耐蝕性較高, 甚至不溶于沸騰的王水。但是氫溴酸微腐蝕銠,潮濕的碘和次氯酸鈉也能腐蝕銠。銠主要用于除了制造合金外,銠可用作其他金屬的光亮而堅(jiān)硬的鍍膜,例如,鍍在銀器或照相機(jī)零件上。將銠蒸發(fā)至玻璃表面上,形成一層薄蠟,便造成一種特別優(yōu)良的反射鏡面。物以稀為貴。釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑6個(gè)元素在地殼中的含量都非常少。除了鉑在地殼中的含量為億分之五、鈀在地殼中的含量為億分之一外,釕、銠、鋨、銥4個(gè)元素在地殼中的含量都只有十億分之一。又由于它們多分散于各種礦石之中,很少形成大的聚集,所以價(jià)格昂貴。這6個(gè)元素在化學(xué)上稱作鉑族元素,加上已經(jīng)介紹過的銀和金,就是我們常說的貴金屬。電鍍鍍層銠主要由自然銠提煉而成,是一種的貴金屬。顏色為銀白色,金屬光澤,不透明。硬4~4.5,相對密度12.5。熔點(diǎn)高,為1955℃。 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。由于銠金耐腐蝕,而且光澤好,因此主要用于電鍍業(yè),將其電鍍在其它金屬表面,鍍層色澤堅(jiān)固,不易磨損,反光效果好。
銠粉回收,高溫合金廢料中銠的火法富集
航空渦輪葉片含銠0.3-0.8%,俄羅斯VSMPO公司采用電弧爐氧化熔煉(1600℃)使銠富集在鎳锍相。技術(shù)關(guān)鍵:添加FeS降低熔渣粘度(控制在0.5Pa·s),銠捕集率從70%提升至93%。X射線衍射分析顯示,佳操作條件下形成的(Ni,Fe,Rh)?S?相可攜帶92%的銠。該工藝每噸廢料耗電3800kWh,但產(chǎn)出的銠鎳陽極泥價(jià)值可達(dá)原料的15倍。需配套SO?回收制酸系統(tǒng)以滿足環(huán)保要求。