碱熔法从玻纤工业废料中回收富集铂、铑金属的研究

碱熔法从玻纤工业废料中回收富集铂、铑金属的研究

作为一种典型的贵金属二次资源,玻纤工业废料(废耐火砖和玻璃渣)中铂、铑含量较高,两者之和通常在0.2～2kg/t。如何从这种废料中回收高价值金属一直被业内所关注。

围绕如何经济有效地回收铂、铑,研究者们先后提出过选矿法、铁捕集法、王水溶解法及碱熔法等方案,但这些方法均不同程度的存在缺陷。本论文以具有工业前景的碱熔法工艺流程为蓝本,针对此工艺的关键工序生料碱熔工序、酸浸富集工序进行了研究。

围绕原料碱熔过程反应缓慢,熟料烧结不均匀；酸浸过程料浆过滤困难等难点进行探索,找到了从这种二次资源中富集回收铂、铑金属的有效方法。通过对碱熔过程的热力学分析得知,高温环境有利于碱熔活化反应的进行。

由正交设计实验得到在常规加热(热传导方式加热)下的优化条件为：碱熔温度1000℃；保温时间2h；配入NaOH量为生料质量的1.5倍。与常规热传导加热方式不同,微波辐射加热具有体加热、均匀加热、快速加热等特性,针对熟料烧结不均匀,碱熔反应时间长等问题,进行了常规加热和微波加热碱熔反应的对比实验,得出后者比前者反应所需温度低100℃,反应时间缩短1.5h。

微波碱熔反应优化条件为：碱熔温度800℃；保温时间0.5h；配入NaOH量为生料质量的1.4倍。碱熔熟料直接用盐酸浸出时料浆因硅胶的形成而导致固液分离困难,探讨了形成硅胶的进程及影响因素,提出了先将熟料进行水溶过滤后,滤渣再进行酸浸的思路并进行了优化实验,结果表明优化条件为：水溶过程溶解温度90℃,液固比15：1mL/g,溶解时间15min,水溶渣酸浸富集盐酸浓度3 mol/L,浸出时间5min,酸料比15：1mL/g。

在该条件下酸浸出渣率降至2.98%,酸浸过程料浆过滤速率为1080L/(m2·h),过滤性能良好。通过对酸浸渣的物相分析得知主要成分为刚玉,二氧化硅与莫来石基本除尽。

对实验工艺流程中铂、铑的行为进行了物质流分析,揭示了铂、铑元素在工艺各过程中的走向及分布。分析结果表明在在碱熔过程和水溶过程中富集效果良好,在酸浸过程中铂、铑均有少量损失于酸浸液中,铂在渣中富集率及富集倍数为：97.973%,34.80倍；铑在渣中富集率及富集倍数为：90.099%,33.32倍。