一种废料回收制备铂族金属的方法与流程

本发明涉及贵金属回收，更具体地涉及一种废料回收制备铂族金属的方法。

背景技术：

1、随着科技的不断发展和资源的不断消耗，铂族金属在现代工业中变得愈发重要。然而，铂族金属资源稀缺，价格昂贵，因此，从废料中回收铂族金属具有重要的经济和环境意义。

2、目前，从废料中回收铂族金属的主要技术方法包括火法冶金、湿法冶金和生物冶金。火法冶金在高温下通过氧化还原反应回收铂族金属，具有较高的回收率，但会产生大量废气和废渣。湿法冶金通过酸碱溶液浸出铂族金属，再利用离子交换、吸附或沉淀等方法分离和富集，操作简单、成本低，但回收率相对较低。生物冶金作为一种新兴技术，利用微生物或其代谢产物浸出铂族金属，具有成本低、环境友好等优点，但目前尚未实现工业化应用。

3、从废料中回收铂族金属具有节约资源、保护环境和创造经济效益的优势。然而，现有技术方法仍面临回收率较低、环境污染、能源消耗大和技术瓶颈等难题。因此，提供一种回收效率高、能耗低、产品纯度高的废料回收制备铂族金属的方法，真是本发明的研究重点。

技术实现思路

1、1.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案包括以下内容：

2、（1）将废料与活性炭、助燃剂以10：6~8：2~3质量比搅拌均匀，于马氏炉中600℃进行焙烧2h，降至室温，收取粉末；

3、（2）取粉末100份与锌粉600~700份混合均匀，于马氏炉中850℃进行焙烧8h，降至室温，球磨后过60目筛，用10%盐酸浸没并边搅拌边添加10%盐酸直至悬浮固体不再减少，过滤留取固体，干燥后得活性灰分；

4、（3）将活性灰分投入钛反应釜中，加入10%盐酸搅拌，升温至60～65℃，向釜内缓慢添加25%的氯酸钠溶液，氧化还原电位大于970mv下，保持25%的氯酸钠溶液加入搅拌4h，后升温到85℃保持至无气体溢出，再降至常温，过滤，收集滤液；

5、（4）滤液转入蒸发锅中，加热煮沸，先不停加入h2o2、hno3保持酸度在1.5~2.5mol/l，后加入氯化铵直至沉淀不再增加，赶酸过滤，保留滤液a，滤渣用15%nh4cl溶液洗至浅色，滤液加的h2o2、hno3，沉淀不再增加，过滤，滤渣用15%nh4cl溶液洗至无色，两次清洗的清洗液合并，即得粗含铑溶液，清洗的滤渣合并，即得粗(nh4)2ircl6；

6、（5）粗(nh4)2ircl6加水浆化，调节ph=1～1.5，加热煮沸，轻轻搅拌并加水合肼溶液300~500份、助剂0.2~0.5份，固体不再减少后用氨水调节ph=2～2.5，煮沸1～2h，冷却、过滤，留取滤液，获得含铱溶液；

7、（6）含铱溶液加盐酸调节ph=1.0～1.5，加热至80℃，加硫化铵320～360份，调ph=2.5～3.0并煮沸2h，冷却存放36h后过滤，滤液加入h2o2、hno3直至沉淀不再增加，过滤后滤渣用15%nh4cl溶液洗至浅色，干燥后得到(nh4)2ircl6晶体；

8、（7）取粗含铑溶液，使用ph=2~3的盐酸预处理的吸附树脂除杂后，保持持续加入h2o2、hno3，加入氯化铵直至沉淀不再增加，过滤后滤渣用15%nh4cl洗涤，洗涤液与滤液合并，进行浓缩干燥，后得到(nh4)3rhcl6晶体；

9、（8）(nh4)2ircl6晶体、(nh4)3rhcl6晶体经过煅烧、氢还原后即得高纯铱、铑金属粉末。

10、2.进一步的，所述助燃剂为黑磷/红磷异相结。

11、3.进一步的，所述反应助剂为改性cmk-3，改性步骤如下：

12、（1）取cmk-3、2-甲基咪唑、乙醇，质量比3~6:2~4:30~40；

13、（2）将cmk-3、2-甲基咪唑加入至乙醇中混合均匀，超声处理30~40min；

14、（3）混合物于40℃下水浴，加热蒸干，将固体置于氮气气氛下，5℃/min升温至800℃焙烧3h，得n- cmk-3；

15、（4）向n- cmk-3置于8~10倍质量的起离子水并加入0.5w%0.05mol/l的h2ptcl6水溶液，超声10~20min；

16、（5）混合物于40℃下水浴，加热蒸干，将固体置于氮气/氢气4:1混合气氛下，5℃/min升温至200℃焙烧3h，得pt/n-cmk-3，即改性cmk-3。

17、4.进一步的，所述吸附树脂为聚乙烯亚胺-单宁基吸附树脂。

18、本发明的有益效果在于：

19、（1）本发明依靠活性炭和助燃剂较为充分的去除有机杂质，氧化还原净化中辅以催化剂提高还原效率将多数金属元素杂质分离，吸附树脂分离含铑溶液贱金属，高效快速的从废料中回收制得高纯铱粉与铑粉。

20、（2）在废料的预处理中，需在高温条件下对废料中有机物进行焚烧，从而去除多数有机杂质，通过活性炭对有机物进行吸附，将其从废料中尽可能分离而出，但即使有活性炭辅助有机物残留也无法避免，故而需额外辅助一助燃剂，在预处理过程中为混合物内部提供热源辅助有机物进行燃烧，本发明则是选用黑磷/红磷异相结作为助燃剂使用，黑磷/红磷异相结具有低燃点的特性，可在混合物内部提供热源更充分的使得废料中的有机物充分燃烧，黑磷/红磷异相结由无定型相和结晶相两相构成且具有重叠结构，具备优秀的供电子能力，可以在预处理过程中对废料中的金属元素进行还原，在焙烧时可以避免金属元素被过度氧化从而影响后续锌熔效率，减少铂族金属的回收效率。

21、（3）粗(nh4)2ircl6中具有一定量的贱金属及其他贵金属杂质，需经过进一步除杂才能获得纯度更高的铱金属，故而需再一步进行还原溶解、沉淀除杂，而在该过程中，水合肼的还原效率较差故而需要以助剂进行辅助从而更好的使(nh4)2ircl6溶解，本发明则是选用pt/n-cmk-3作为该反应的反应助剂，其主体为介孔碳材cmk-3，具有优质的吸附作用使得水合肼和悬浮颗粒充分接触，从而提高反应效率，

22、（4）pt/-cmk-3为常见催化剂但易发生pt纳米颗粒的团聚，一定程度上减少对反应的促进作用，而在由n掺杂改性过的cmk-3中n元素的存在促进了pt纳米颗粒的分散并减少pt的颗粒尺寸，拥有更高的反应催化活性，并且pt/n-cmk-3中存在pt与n的协同作用能促进水合肼的异质裂解，可在体系同形成正负h电子对，促进水合肼在体系中对(nh4)2ircl6的还原效率，大大提高除杂作用，大幅提高回收铱粉的纯度。

23、（5）粗含铑溶液中残留有多种贱金属，需使用吸附树脂对其进一步提纯去除，本发明则是选用聚乙烯亚胺-单宁基吸附树脂作为阳离子吸附树脂使用，其有这多种适配轨道结合能吸附溶液中的多种贱金属，聚乙烯亚胺-单宁基吸附树脂有这粗糙且不规则的表面结构并有这许多空间缝隙，对游离在溶液中的金属离子有这优秀的吸附作用，并且在进行吸附时具有选择性，对于溶液中存在的贱金属具有针对性吸附作用，可以避免在吸附除杂过程中对铑成分造成影响降低铑的回收效率。

1.一种废料回收制备铂族金属的方法，其特征在于，制备步骤如下：

2.如权利要求1所述的一种废料回收制备铂族金属的方法，其特征在于：所述助燃剂为黑磷/红磷异质结。

3.如权利要求1所述的一种废料回收制备铂族金属的方法，其特征在于：所述反应助剂为改性cmk-3，改性步骤如下：

4.如权利要求1所述的一种废料回收制备铂族金属的方法，其特征在于：所述吸附树脂为聚乙烯亚胺-单宁基吸附树脂。