铂的化学惰性较大,不溶于硝酸、硫酸和盐酸等单一酸。从废家电中回收铂时,铂通常作为不溶于上述单一酸的残留物而存在或以溶解于王水的配位离子状态存在。铂的回收一般以上述两类含铂物质作为起始物料,采用一定的方法和工艺来完成回收过程。 (1)大理石复合板从含铂废液中回收铂含铂废液中铂一般以铂的氯配合物形式存在,常采用还原法、萃取法、离子交换法、锌粉置换法以及活性炭吸附法等进行回收。锌粉置换法是常用的回收方法。 将含铂废液调整溶液酸度至重型工程洗轮机pH =3,加入锌粉(或锌块),Au. Pt等贵金属离子被金属锌置换为单质粉末。过滤,将滤渣用王水溶解后,再用FeSO4还原金(分金)。分金后溶液中加入适量过氧化氢溶液,然后加入一定量的固体NH4cl盐或饱和NH4CI溶液,直至继续加NH4Cl时无新的黄沉淀形成。将所得的黄氯铂酸铵沉淀用10%的NH4Cl溶液洗涤数次,抽滤后放于坩埚中,在马弗炉内缓慢升温,先除去水分,然后在350~400℃恒温一段时间使铵盐分解。待炉内不冒白烟,升高温度并控温在900℃煅烧Ih,冷却后得到粗铂;也可采用水合肼直接还原氯铂酸铵得到铂粉,将氯铂酸铵缓慢地投入到水合肼(1:1)溶液中并注意通风,排除生成的NH。气。过滤、灼烧后得到铂粉,在母液中补充水合肼后可再用于氯铂酸铵 的还原。 另一类含铂废液是金电解废液。在电解法精炼粗金时,由于铂和钯电位比金负,所以铂和钯从阳极溶解后进人电解液中生成氯铂酸和氯亚钯酸。当电解液使用到一定周期后,铂、钯的浓度逐渐上升。当铂的含量超过50~60g/L且钯超过15g/L时,便有可能在阴极上和金一起析出。因此,电解法精制黄金的电解液在一定时间后必须进行处理,回收其中的铂、钯。但电解液中的金含量较高,因此在回收其中的铂、钯前,必须设法将金先还原出来。 从上述电解液中还原金的方法很多,FeSO4是最便宜的还原剂之一。将FeSO4饱和溶液加入到上述电解液中,电解液中的金即还原为单质金粉沉淀在容器底部。发生的反应如下: AuCI3 +3FeS04→Au↓+Fe2 (SO4)3 +FeCI3滤液和洗液合并后用于提取铂、钯。在搅拌下向前一步所得液体中加入固体氯化铵,使铂生成(NH4)2PtCI6沉淀与钯分离 H2PtCI6 +2NH4Cl→(NH4)2 PtCl6 ↓+2HC1(NH4)2PtCl6用含5%HC1和15%NH4Cl的溶液洗涤后,放入马弗炉中锻烧成粗铂(含Pt 95 选亲
%),进一步精炼得纯铂。将氯化铵沉淀铂后的溶液用金属锌块置换或用snCl2还原钯至溶液呈浅绿时为终点,过滤后得粗钯,可进一步精制得到电解钯粉。锌粉置换钯的反应如下:
H2PdCl4+2zn→Pd+2ZnCl2+H2↑
(2)从含铂固体废料中回收铂含铂固体废料主要有废板卡、含铂废合金、镀铂、涂铂的废料以及含铂废催化剂等,相应的回收工艺可以分为火法、湿法和火法湿法混合工艺三类。
从含铂废合金中用湿法回收铂时,通常必须考虑合金中的其他贵金属和贱金属的干扰和回收利用问题。当从用于催化剂的Pt-Rh废合金中回收铂和铑时,一般先用王水使合金溶解,再用NaOH溶液中和,经过过滤而使铂与铑分离(铑成为滤渣而铂留在溶液中);再从滤液中回收铂,从残渣中回收铑,其工艺流程如图5-13所示。
如果含铂合金为铂铱合金,则采用(NH4)2S粗分铂和铱,溴酸盐水解精制铂的工艺来实现铂铱分离。
如果铂处于基底金属的表面,如镀铂和涂铂废料可利用基体金属与铂的热膨胀系数不同,在加热条件下使铂层发生胀裂:做法是将镀铂废件放在750~950℃中,在氧化气氛中恒温
3 0min,在上述温度范围内铂不被氧化,而与铂层相接的基体金属(如Mo、w)的表面则被氧化,用5%NaOH (NaHCO3或NH4OH)笔式摄像机碱液溶解结合层的基体金属氧化物。通过振荡后铂层即脱落,沉于碱液槽底。在780~950℃下,将含铂的沉淀加热氧化,再经碱煮(或酸处理)进一步除去贱金属,经洗涤后残渣再用王水溶解,过滤、赶硝、用水稀释调节pH=5~6u魅,水解除杂,用NH4Cl沉铂,获得(NH4)2PtCl6。煅烧得纯海绵铂。
对于负载于氧化铝、氧化硅、石墨等载体的含铂废催化剂,湿法处理的原则与上述合金法基本相似:用王水将铂转入溶液,再从王水溶液中回收铂;或用硫酸使贱金属转入溶液,再将滤渣溶于王水,同王水溶解法一样从中回收铂。王水溶解法回收铂的工艺流程如图5-15所示。
含Pt废催化剂--分离出去陶瓷球→焙烧除去附着的有机物→王水溶解→
滤液用锌粉还原→粗铂→王水溶解→NH4Cl沉铂→ (NH4)2PtCl6煅烧→粗铂
含Pt废料粉碎→配料→电弧炉熔炼成铁合金→加工成铁屑→盐酸浸出
除铁→王水溶解→732苯乙烯阳离子交换除杂质→水合肼还原得含铂合金
硅和铝含量较高的含铂废料,在火法熔炼时可以加入约60目的石灰石粉,在烧结窑中煅
烧到1300℃旋转式清堵机左右并保温一段时间,使废料中的硅和铝的氧化物转化成可溶于酸的硅酸二钙和三铝酸五钙;然后用盐酸将它们溶解,使其与铂等贵金属分离。