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。
生物法(微生物提取)
原理:利用(如硫杆菌)的代谢活动溶解贵金属,或通过微生物吸附贵金属离子。
应用:低品位金矿、电子废料的预处理。
示例:氧化亚铁硫杆菌可氧化废料中的硫化物,释放出贵金属离子,再通过吸附树脂回收。
微波辅助提取
原理:微波加热加速废料中贵金属与试剂的反应,缩短溶解时间。
优势:能耗比传统火法降低 50%,适用于小批量高价值废料(如实验室贵金属器皿)。
预处理阶段:废料拆解与浸出前处理
机械拆解与破碎
将废料(如电子元件、催化剂、电镀废液等)破碎至合适粒度,便于后续浸出。
示例:从汽车尾气催化剂(含铂、钯、铑)中破碎筛分,分离载体(如氧化铝)与贵金属颗粒。
除杂处理
通过酸溶、碱溶或物理方法(如磁选)去除废料中的贱金属(铁、铜、镍等)或有机物,避免干扰贵金属浸出。
示例:用稀硫酸溶解电子废料中的铜,保留贵金属。