金鹽回收中的壓擠壓技術
高壓處理電子廢料實現(xiàn)金屬解離:
設備參數(shù)
壓力:5-8 GPa(相當于地核壓力)
沖頭速度:1-2 mm/s
模具材料:硬質合金(HV>2000)
解離效果
物料 解離度 金裸露率
手機主板 95% 90%
CPU芯片 85% 75%
后續(xù)處理:
氣流分選(密度差異)
靜電分離(導電性差異)
優(yōu)勢:
無化學試劑添加
處理速度200 kg/h
金鹽回收中的選擇性化學鍍技術
化學鍍技術可在非導電基材上選擇性沉積金層,適用于電子廢料中微米級金線路的回收:
鍍液配方優(yōu)化
組分 濃度范圍 功能作用
氯金酸(HAuCl?) 1-3 g/L 金離子來源
還原劑(DMAB) 2-5 g/L 電子供體(E°=-1.18 V)
絡合劑(EDTA) 10-15 g/L 穩(wěn)定Au3?,抑制自發(fā)分解
pH調節(jié)劑 維持7.5-8.5 硼酸鈉緩沖體系
工藝特性
沉積速率:0.5-2 μm/h(40-60°C)
選擇性:通過光刻膠圖形化實現(xiàn)局部沉積(精度±5 μm)
鍍層性能:
電阻率2.3 μΩ·cm(接近體材料)
結合力>30 MPa(劃痕測試)
應用案例:
日本日礦金屬處理廢棄FPC板,金回收率>98%
缺陷控制:鍍液壽命約8-10個金屬周轉(需定期過濾再生)
金鹽回收中的選擇性電沉積技術
選擇性電沉積通過控制電位實現(xiàn)多金屬溶液中金的回收:
技術原理
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)設計
組件 規(guī)格要求 功能特點
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
陽極 鈦基混合金屬氧化物(MMO) 氧析出過電位高(>1.2 V)
隔膜 陰離子交換膜(DF-120) 阻止Cu(CN)?2?遷移
工藝指標:
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電解廠采用此技術處理含Cu 20 g/L的廢液,金回收率99.3%
金鹽回收吸附材料與技術
新型吸附劑性能對比:
活性炭類
椰殼炭:孔徑2-5nm,吸附量12kg/t
煤質炭:機械強度>95%,適用CIP工藝
離子交換樹脂
強堿性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
動態(tài)吸附柱設計:徑高比1:4,空塔流速8BV/h
金鹽回收濕法冶金回收技術
濕法工藝適合低濃度金鹽回收,核心步驟包括:
浸出系統(tǒng)
氰化浸出:NaCN濃度0.1-0.5%,pH10.5-11.5,DO>6mg/L
非氰浸出:硫脲(CS(NH?)?)體系,濃度1-2%,F(xiàn)e3?作氧化劑
固液分離
板框過濾:精度1μm,處理量2-5m3/h
離心分離:3000rpm,固相含金<0.1g/t
富集提純
活性炭吸附:CIL工藝,金負載量8-15kg/t炭
溶劑萃取:甲基異丁基酮(MIBK)萃取率>99%
還原沉淀
鋅粉置換:Zn/Au比3:1,反應時間30min
草酸還原:pH1.5-2.0,溫度80-90℃
經(jīng)濟性對比:
方法 成本(USD/kg Au) 回收率 適用濃度
氰化 850-1200 98% >1g/t
硫脲 1500-1800 95% 0.1-1g/t
樹脂 2000-2500 92% <0.1g/t
金鹽回收環(huán)保處理與安全管理
關鍵環(huán)保技術:
廢水處理
破氰工藝:
堿性氯化法:ORP>300mV,CN?<0.2mg/L
臭氧氧化:0.5-1.0g O?/g CN
重金屬去除:
硫化鈉沉淀:殘余Au<0.01mg/L
電絮凝:鋁電極,電流密度10A/m2
廢氣治理
氰化氫吸收:NaOH噴淋塔,效率>99.9%
汞齊化裝置:處理含汞金鹽廢氣
固廢處置
危廢代碼:HW17(含氰廢物)
固化處理:水泥固化體強度>10MPa
安全規(guī)范:
氰化物車間:設置HCN檢測報警(TLV=10ppm)
應急洗眼器:服務半徑15m內配置
金鹽回收生物冶金回收技術
生物技術應用進展:
菌種選擇
嗜金屬硫桿菌:氧化Fe2?產(chǎn)生Fe3?氧化劑
芽孢桿菌:分泌氰化物(0.1-0.3mM)
工藝參數(shù)
pH范圍:1.5-2.5(酸性)或9-10(堿性)
溫度:30-45℃
反應時間:5-15天
技術指標
浸出率:65-85%
能耗:僅為化學法的20%
投資成本:$1.2-1.8M/100tpd
局限性:
菌種耐受性:Au濃度>50mg/L時活性抑制
反應速率:比化學法慢10-20倍
金鹽回收電解回收的動力學研究
金鹽回收電解過程受傳質與電荷轉移雙重控制,其動力學特性表現(xiàn)為:
陰極反應機理:
主反應:Au(CN)?? + e? → Au + 2CN?(標準電位-0.6V vs SHE)
競爭反應:2H? + 2e? → H?↑(需維持pH>10抑制析氫)
關鍵動力學參數(shù):
參數(shù) 典型值 影響規(guī)律
交換電流密度j? 1.2×10?3 A/cm2 隨溫度升高呈指數(shù)增長
傳遞系數(shù)α 0.52 與電極表面粗糙度正相關
擴散層厚度δ 50-100μm 與流速的-0.5次方成正比
強化措施:
脈沖電解:采用占空比1:4的方波(f=50Hz),使晶粒尺寸從20μm降至5μm
流體擾動:在電解槽中設置靜態(tài)混合器,極限電流密度提升至350A/m2
添加劑調控:添加1ppm的Pb2?可使沉積過電位降低120mV
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%
典型技術指標:
回收率:98.2-99.5%
能耗:850-1200kWh/kg Au
渣含金:<0.01%
12年