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从二次资源中回收铱的回收方法(2)

更新时间:09-18 11:34 阅读量:75

  • 萃取法

 

萃取法是利用物质在互不相溶的两溶剂体系中溶解度的差异,利用金属铱与萃取剂结合生成易溶于有机溶剂的螯合物而把铱从水相转移到有机相中,以达到分离或富集的目的。常见的金属铱萃取剂有含磷萃取剂和胺类萃取剂。含磷类萃取剂主要有磷酸三丁酯(TBP)、三辛基氧化膦( TO-PO)、三烷基氧化磷(TRPO)和三苯基氧化磷(TPPO)等,胺类萃取剂主要有伯胺、仲胺、叔胺和季胺盐等。总结铱早期的萃取分离主要用 TBP,后改用 TOPO、TRPO 等。利用 P204 选择性萃取可以除去贱金属,然后用 TRPO 萃取,有机相再经 NaOH 反萃,接着通过(NH 4 ) 2 S 净化和氯化铵沉淀,最后煅烧还原得铱粉。铱精矿溶解液则改用 N235 萃取除贵金属杂质,然后添加氧化剂进行氧化水解,使溶液中的铱转化为四价态,接着用 N235 萃取 Ir(Ⅳ)最后通过反萃和沉淀便得到了纯度为 99. 95% ~99. 99%的 Ir。在贵金属二次资源回收技术现状及展望中提到利用 N - n - 辛基苯胺二甲苯溶液萃取 Ir (Ⅲ),调节溶液 pH 值至 8. 5 便可以实现 98%以上的萃取率,实现铱的高效回收。

萃取法的优点是可以在萃取级数少的情况下获得高萃取率,而且萃取的设备简单、操作便捷、具有选择性,易于实现自动化。但是萃取法的缺点就是要求料液浓度不能太高,而且铱的反萃取率只能达到 90%。

 

  • 吸附法

 

吸附法是一种通过使用天然或人工合成的特定的吸附剂从废液中吸附分离出欲分离的一种或几种成分,从而达到分离目的的方法。发明一种用于吸附铱的含磷多孔材料,将含磷多孔材料放入铱浓度为 1 至 10 000ppm 的废液中进行吸附。能够将废液中的铱含量吸附至 1 ppm 以下。与现有的大多数吸附树脂相比较,含磷生物质经过碳化之后可以在有机溶剂体系进行吸附,且能够从多种贵金属混合液中实现对金属铱进行选择性吸附,然后再通过碱洗脱附。但脱附不彻底,需对吸附铱后的含磷多孔材料焚烧灰化进行金属铱的二次回收。

吸附法的优点是操作便捷、环保、具有选择性;但其缺点就是料液浓度不能太高,无法一步完成,且无法彻底脱附,需进行二次回收。

 

  • 生物法

 

生物法分为生物浸出和生物吸附,生物浸出是利用微生物分解掉二次资源中的废弃成分,然后再利用微生物或其代谢产物与溶液中的金属发生氧化、还原、吸附等反应,将待回收金属转化成易回收状态,从而实现分离回收。生物吸附是利用生物质上的某些官能团与金属阴阳离子发生络合或离子交换作用而达到吸附分离的效果。研究了电子废料中贵金属的回收。最初将电子废料浸在硝酸和盐酸的混合溶液中,然后通入装有细菌的反应器,金属会逐渐沉积在细菌细胞壁上,通过分离细菌便可以回收金属,与一般化学回收方法相比,温度要求低,药品消耗小,速度提高了 50%,回收效率也达到了 90% 左右,回收到的铂族金属纯度更高。接着应用联合技术,将湿法冶金、电化学和生物电化学相结合实现一次反应同步回收贵金属、铜和焊锡,且不需要二次分离。相比于火法冶金回收工艺,生物法不仅耗能少,而且不会造成高温使铅等重金属离子挥发入空气中污染

环境。

Shewanella 细菌具有很强的还原和吸附铂族金属离子的能力。对这些功能加以利用,可以创制出常温下高速、高效回收铂族金属的装置。Shewanella 细菌可以在常温常压下进行吸附还原,非病原菌,对人体无害,易培养,成本低,且不会污染环境。

生物法的优点是操作简便,且高效、节能、环保;但其不足就是其研究集中在金属铂跟金属钯的回收上,而在铱等金属的回收方面应用报道较少。

 

 

 

铂族金属铱作为地球地壳中最稀有的元素之一,现铱矿产资源无法满足市场需求。因此从二次资源回收铱可扩大铱的来源,调节铱的供需矛盾。

国内在铱二次资源回收方面主要采用物理、化学法。感应熔化法、氧化蒸馏法等由于操作复杂、步骤繁琐,能耗高、耗时长,药品消耗多,且回收效率不高、污染环境、可持续性也不强,现今应用较少。化学沉淀法、萃取法、吸附法等方法简便、周期短、符合环保要求,目前应用较多,不过其对料液离子浓度要求较高,无法一步完成,需进行二次回收。

生物法具有效率高、成本低、能耗少、污染小等众多优点在其它铂族金属回收方面崭露头角,若将能分解或降解废水中有机物的新功能菌应用于含铱废料中铱的回收,铱二次资源的利用率将大大提升,我国铱资源进口压力也能得到有效缓解,并实现真正意义上的可持续利用。


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