铂族金属旧料中回收铂、钯、铑生产流程
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从铂族金属旧料中提纯铂、钯、金生产流程
北京金飞腾科技有限公司
原料对象主要是贵金属首饰厂家的边角旧料和生产旧料,铂族金属品位在X‰-XX%,金属提纯纯度为:99.9%以上,铂、钯一次直接回收率皆在99.7%以上,金的回收率在99.95%以上。这里重点介绍一下铂族金属三元旧料铂、钯、金的分离和精制提纯工艺过程。
一、从以铂为主的三元旧料分离含量大约为93%铂、5%钯、2%金的工艺流程:
三元旧料
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预处理(铸条)
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压片至0.1-0.2毫米
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王水溶解
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先用甲酸赶硝酸,最后用盐酸赶硝酸,溶解完成后过滤
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加亚硫酸钠还原金
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滤液滤渣
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丁二酮肟沉淀钯送金的提取和精炼
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过滤分离钯
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滤液用氯化铵沉铂
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氯铂酸铵
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煅烧
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99.9%铂
二、硝酸溶解—高含量75%-95%钯的提纯分离
先将物料放入玻璃反应釜内,加少量水润湿,缓慢加入硝酸,待反应平稳后,接通蒸汽开始加热。溶解开始时,反应非常剧烈,视反应情况,缓慢补加硝酸,注意反应滞后,冒缸,等液面较为平稳时,再补加少量硝酸,溶解结束后,继续加热浓缩,趁热加入试剂A(可缩短赶硝时间)进行赶硝作业,直至无黄烟冒出时为终点。
钯在浓硝酸作用下发生如下反应:
Pd+4HNO3⇋Pd(NO3)2+2NO2↑+2H20
钯在稀硝酸作用下发生如下反应:
3Pd+8HNO3⇋3Pd(NO3)2+2NO↑+4H20
采用单纯硝酸溶解,钯溶解进入溶液,此时铂、金进入不溶残渣而实现铂、金与钯的分离。
过滤除去不溶物,滤出钯的溶液,在沉淀时必须加入氧化剂氯酸钠、硝酸、双氧水等,使二价钯氧化成四价钯。一般情况下在母液中直接加工业盐酸,过1小时后,加入氯化铵,再过1小时后,取小样过滤母液,滤液加氯化铵看有无混浊或红色沉淀(反应完全后,颜色为黄绿色)。过滤得到氯钯酸铵,用酸化的10%氯化铵溶液洗红色的滤饼几遍后,称重送钯的精制。其化学反应方程式为
H2PdCl4+2NH4Cl+Cl2⇋ ( NH4) 2Pd Cl6↓+2HCL
三、王水溶解—铂的提纯分离
先将物料放入玻璃反应釜内,加少量水润湿,缓慢加入盐酸,接通导热油开始加热至沸腾,加入硝酸,溶解开始,反应非常剧烈,视反应情况,缓慢补加硝酸,注意反应滞后,冒缸,等液面较为平稳时,,再补加少量硝酸,溶解结束后,继续加热浓缩,趁热加入试剂A进行赶硝作业,直至无黄烟冒出时为终点。化学反应方程式为:3Pt+4HNO3+18HCl⇋3H2PtCl6+8H2O+NO↑
过滤除去不溶物,滤出铂的溶液,控制含铂50-80克/升。操作时,将溶液煮沸,加入固体氯化铵,搅拌使之充分溶化反应,这时有黄色氯铂酸铵沉淀析出,静置半小时后取40毫升上清液过滤,加固体氯化铵搅拌,没有黄色沉淀,说明氯化铵已加够量。实践表明,溶液中铂的浓度在50克/升以上时,直收率可达99%。其化学方程式为: H2PtCl6+2NH4Cl⇋ ( NH4) 2Pt Cl6↓+2HCL
过滤,滤饼用盐酸酸化(PH=1-2)的5%的氯化铵水洗涤不少于5遍,以滤液变白为止,抽干,称重,黄饼压实抽干后含铂30%。氯铂酸铵放在高铝瓷坩埚中放入马弗炉中煅烧,煅烧后的料称为一次粗铂,称重送铂的精制。化学方程式为:
3( NH4) 2Pt Cl6⇋3Pt+16HCL+2NH4Cl+2N2↑
4、金的提纯分离
把金渣放进玻璃反应釜中,用王水溶解金,金比较易溶,需要80度以上的温度,反复补加盐酸和硝酸溶解。溶解结束后,赶硝,控制溶液中金的浓度为100g/l以下,直接过滤、洗涤,直至洗水颜色发白为止,滤渣为氯化银,视情况看是否需要二次提取。滤液采用亚硫酸钠还原金、海棉金用热水洗涤、加入1%EDTA溶液充分洗涤后,再用清水洗涤至中性。干燥海棉金、铸锭,此金含量可达到99.99%以上。
上述过程中,温度、加入溶剂速度和加入量是影响铂族金属直收率的主要因素,因此控制这些指标是确保提纯率的关键。产生的贵金属盐中的杂质,主要靠洗涤除去,在洗涤过程中,借助溶解度的差别可使其它金属杂质的氯化物大部分除去,如果洗涤不彻底会造成杂质含量超标,产出不合格产品,返工不但降低了提纯率,而且消耗了大量材料。钯、铂、金分离过程中产生的废水还含有微量的金属,经锌粉置换化验合格后弃置。
5、铂、钯的精制
5.1 铂的精制
5.1.1 一次粗铂溶解
王水溶解→浓缩→赶硝→加水稀释→过滤→氯化铵沉铂→
氯铂酸铵→煅烧→二次粗铂
5.1.2 二次粗铂溶解
将二次粗铂掰碎,放到玻璃反应釜中加热溶解,此过程比较快,溶解完毕,溶液呈清亮的橙红色,将上述溶液蒸发浓缩到一定体积时,会冒出大量黄烟,,烟少点时,玻璃反应釜壁出现液珠,玻璃反应釜颜色为深褐色,液珠距液面10公分高,此时赶硝,一直赶至冒白烟为止。
降低温度,开始转钠盐,氯化钠要缓慢加入,防止溢缸,边加氯化钠边搅拌,一直将氯化钠加完,同时应加入氧化剂溴酸钠,使钯保持高价状态而水解,形成过滤性能较好的沉淀。开启加热,煮20—30分钟,关掉加热器。化学反应方程式为:
H2PtCl6+2NaCl⇋Na2PtCl6+2HCl
缓慢加水稀释降温,注意冒缸,水加完后,充分搅拌使钠盐溶解,过滤,将滤液转入桶内进入水解步骤。
5.1.4 水解
5.1.4.1 提前配制烧碱溶液备用
5.1.4.2 缓慢加入烧碱溶液,搅拌,加至PH=9并稳定PH=9为止,此过程一般不少于2小时。过滤,水解渣颜色为铁锈红色,略混,单独存放。
5.1.4.3 第二次水解:过滤后的母液PH值=
6.5-7,第二次加碱调PH