二次资源回收利用过程中的环境保护问题正越来越引起世界各国的重视[6]。电子工业废弃物中贵金属及其它有价值的回收利用相关技术已经初步成形并正在全国推广[7~10]。二次资源的无害化处置的目的是为了在处置利用二次资源过程中,既能够充分利用好二次资源中的有价值资源,又能够在此过程中不增加环境负担,不产生二次污染。然而,与人们在利用一次资源时一样,二次资源的回收利用过程对环境造成的污染相当惊人,甚至比二次资源不回收利用造成的环境危害还要大。尽管贵金属二次资源的种类很多、含量差异很大,要找到1种统一的无害化处置模式是不可能的,但遵循一定的规律,可以减少回收利用过程中的二次污染,向着无害化的境界前进。现将一些无害化处置贵金属废料的初步设想提供如下。
钯的回收
湿法工艺回收钯的基本思路是利用钯能够溶解于硝酸的特性使钯与金和铂等难溶于硝酸的贵金属分开,然后利用银能够在盐酸或氯化钠溶液中生成氯化银沉淀的性质,使银从含钯硝酸溶液中分离(简称为分银)。在分银后的溶液中加入能够使钯离子沉淀的试剂,达到与其它贱金属分离的目的。湿法工艺可以得到含量达到99.99%以上的高纯度钯产品。火法工艺常用于钯含量较低的废料中回收钯,或者在回收其它贵金属的火法工艺中富集钯。火法工艺得到的钯一般为粗钯,通常还必须用湿法工艺进行精制提纯得到高纯度海绵钯或直接加工成钯的精细化学品[5]。
(1)含钯废液中钯的回收。含钯废液中钯的存在形态主要为Pd(IV)和Pd(II),传统的分离和富集方法是氯钯酸铵沉淀法和二氯二氨络亚钯法。
(2)从含钯固体废料中回收钯。含钯固体废料的湿法回收原理与含钯液体废料的回收原理相似,将含钯固体废料用王水、硝酸等试剂使钯转入溶液后,再用上述从废液中回收钯的方法进行回收和精制。常用的工艺有浓硝酸分离法、氯化铵分离法和直接氨络合法等。其中氯化铵分离法用得较多。铱、铑、钌和锇的废料相对于金银铂钯4种贵金属而言相对较少,回收利用的方法也主要是火法和湿法,有关工艺与前述铂钯的回收工艺相似。
含铂废催化剂中回收铂:
在石油工业中常常使用以氧化铝(A12O3)、氧化硅、石墨等载体的铂催化剂。从这类失效的催化剂中再生回收铂的常用方法有王水溶解法(溶解铂)、硫酸溶解法(溶解其它杂质)、熔炼合金法(熔炼成合金后用王水溶解,氯化铵沉铂,使其与其它元素分离而得到铂)。
铂的回收
(1)含铂废液中的铂回收
从含铂废液中回收铂的工艺很多,可以视溶液的性质及含铂的多少加以选择。一般常用的方法有还原法、萃取法、离子交换法、锌粉置换法以及活性炭吸附法等。其中锌粉置换法常用。
(2)银金电解废液中铂和钯的回收
①从银电解废液中回收钯。在银的电解精炼过程,分散在银电解液中的少量钯以Pd(NO3)2的形态存在。在75℃~80℃的条件下向含钯电解液中加入黄药(浓度为1%~5%),剧烈搅拌,得到黄原酸亚钯。沉钯后的溶液用铜置换回收银,余液用Na2CO3中和回收铜,其中和液弃之。黄原酸亚钯[(C2H5OCSS)2Pd]用王水溶解后除去氯化银。滤液加入HNO3氧化,再加氯化铵沉淀钯,得到氯钯酸氨[Pd(NH4)2Cl4],用水溶解后,采用氨络合法提纯2次~3次,水合肼还原,可制得99.8%海绵钯。此法设备简单,操作方便,钯的回收率>90%。
②从金电解废液中回收铂和钯。在金的电解精炼过程中,由于铂、钯电位比金负,所以铂、钯从阳极溶解后进入电解液中,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50g/L~60g/L,钯超过15g/L时,便有可能在阴极上和金一起析出的危险。因此电解液必须进行处理,回收其中的铂钯,由于电解液中含金高达250g/L~300g/L,所以在提取铂钯前,必须先还原脱金。将还原金后的溶液,在搅拌下加入固体工业氯化铵,使铂生成(NH4)2PtCl6沉淀与钯分离。(NH4)2PtCl6用含5%HCl和15%NH4Cl洗涤后,放入马弗炉中煅烧成粗铂(含Pt95%),进一步精炼得纯铂。将氯化铵沉淀铂后的溶液,用金属锌块置换钯,至溶液呈浅绿色时为置换终点(或用SnCl2还原),过滤后得钯精矿。钯精矿用热水洗涤至无结晶,拣出残留锌屑,将滤液和洗液弃之。