火法冶金法
原理:通过高温熔炼使贵金属与杂质分离,利用贵金属高熔点(如铂熔点 1768℃、铑熔点 1964℃)和化学稳定性实现富集。
适用废料
高纯度固态废料:如铂铑合金漏板、热电偶丝、珠宝废料。
含贵金属的合金废料:如汽车火花塞(铂铱合金)、玻璃窑炉内衬。
操作步骤
配料与熔炼
将废料与熔剂(如硼砂、碳酸钠)混合,在高温炉(1200-1600℃)中熔融,杂质形成炉渣上浮,贵金属形成合金熔体下沉。
示例:处理三元催化器时,加入铜、镍作为 “捕集剂”,使铂钯铑溶解于捕集剂合金中,与陶瓷载体分离。
分离与精炼
熔体冷却后破碎,通过电解或化学溶解分离捕集剂与贵金属(如用硫酸溶解铜镍,剩余铂钯铑粉末)。
粗金属进一步通过火法精炼(如金的 “灰吹法”)或湿法提纯。
优缺点
优点:处理量大,适合批量回收;对废料预处理要求低。
缺点:能耗高,可能产生有害气体(如熔炼含硫废料时释放 SO₂);铑等高熔点金属需更高温度,工艺复杂。
注意事项
性:
湿法操作需佩戴防护装备,避免强酸、氰化物接触皮肤;火法熔炼需防止高温和有害气体吸入。
环保合规:
废液需经中和、沉淀处理(如用石灰中和酸性废水,用硫化钠沉淀重金属离子),达到排放标准后再排放。
回收策略:
复杂废料(如三元催化器)建议采用火法 + 湿法联合工艺:先火法富集铂钯铑,再湿法分离提纯,可提高综合回收率至 98% 以上。
如需针对具体废料(如电路板、钯碳催化剂)设计提炼方案,可提供更多细节,以便优化工艺!
氯化浸出法(针对铂、钯、铑)原理:在高温或高压下,通入 Cl₂或加入 HCl + NaClO₃,使铂、钯转化为氯络合物,铑则需更强条件(如熔融 NaOH 预处理后浸出)。示例:铂在氯化条件下生成\(\text{H}_2\text{PtCl}_6\),钯生成\(\text{H}_2\text{PdCl}_4\)。关键步骤:铑的浸出需先通过 “熔融活化”(如与 Na₂O₂共熔)转化为可溶性铑酸盐,再用酸浸出。
铑的特殊处理(难点)铑的化学惰性强,湿法处理需特殊工艺:熔融活化:废料与 Na₂O₂、NaOH 或 KHSO₄共熔,将铑氧化为可溶性铑酸盐(如 NaRhO₃),再用酸浸出转化为\(\text{RhCl}_6^{3-}\)。分步沉淀:铑溶液中加入亚硝酸钠形成稳定络合物\(\text{Na}_3\text{Rh(NO}_2\text{)}_6\),再通过铵盐沉淀或电解提取。