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。
离子交换法
原理:利用树脂(如螯合树脂)对贵金属离子的选择性吸附,从溶液中分离富集。
应用:电镀废液提金、钯,或从化工废水中回收铂族金属。
步骤:废液通过离子交换柱,贵金属离子被树脂捕获,再用高浓度酸液洗脱,后还原得金属。
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。
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。