銠液回收工藝研究論述

1、銠液回收工藝研究摘 要:選用實(shí)惠的硫化鈉作沉淀劑,從含銠強(qiáng)酸性水溶液中沉淀富集銠金屬半成品。韶關(guān)市運(yùn)田金屬材料有限公司研究部通過實(shí)驗(yàn)確定了影響銠沉淀率的諸多因素，如沉淀劑加入量、沉淀溫度、沉淀劑硫化鈉加料速度、陳化時(shí)間及攪拌速度等。結(jié)果表明，當(dāng)沉淀劑硫化鈉與銠的物質(zhì)的量比為10、沉淀溫度為100、硫化鈉加入速度為6 mL/min、陳化時(shí)間為2h、攪拌速度為500 r/min時(shí)，銠沉淀率達(dá)到最大，銠沉淀率最高為99%以上。富集后溶液銠含量低于1 mg/kg,銠富集效果明顯。關(guān)鍵詞:含銠溶液;銠回收中國(guó)烯烴氫甲酰化工業(yè)裝置主要采用以油溶性銠膦絡(luò)合物為催化劑的低壓液相合成工藝銠膦絡(luò)合催化劑常由于反應(yīng)

2、過程中產(chǎn)生的各種副產(chǎn)物以及 原料中雜質(zhì)的影響而失活。從氫甲酰化工業(yè)裝置排 出的失活的廢銠催化劑是一種粘稠狀的液體,含有大量的有機(jī)物,銠以銠基金屬絡(luò)合物形式存在,銠質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在幾百至幾千x10-6。由于銠在地殼中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低,開采提煉困難價(jià)格昂貴從氫甲?；瘡U銠催化劑中高效地回收銠十分必要?？刂沏檽p 失是確保銠回收工藝經(jīng)濟(jì)性甚至可行性的關(guān)鍵,目前報(bào)道的廢銠催化劑銠回收方法主要有：焚燒法、 液相消解法、萃取法、吸附法等，其中銠回收工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的為焚燒法。由于氫甲酰化廢銠催化劑中含有大量含膦配體且焚燒過程需要加入大量賤金屬保護(hù)劑以減少銠損失，使得焚燒后的含 銠灰分含有大量雜質(zhì)，使用強(qiáng)酸浸出后酸

3、性溶出液中含有大量磷酸、鐵、鈣等雜質(zhì)。如果按照常規(guī)的銠金屬提純工藝進(jìn)行操作,產(chǎn)生大量“三廢”的同時(shí), “三廢”中銠的夾帶還會(huì)降低銠回收率。 硫化物沉淀法在濕法冶金中常用來分離或富集金屬，但是對(duì)于銠金屬而言并沒有較為詳細(xì)的工藝條件僅提到了在加熱至8090的含銠水溶液中加入2%3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的硫化鈉即有黑褐色的硫化銠沉淀析出。韶關(guān)運(yùn)田金屬公司探索了硫化鈉沉淀法從含銠溶液中富集銠工藝:利用廉價(jià)的硫化鈉對(duì)含銠強(qiáng)酸溶液進(jìn)行處理,得到富集銠的硫化銠沉淀,硫化銠后續(xù)經(jīng)熔融處理得到可溶性銠鹽。 整個(gè)銠富集過程效率高、操作簡(jiǎn)單、銠沉淀率大于 99%。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)原料含銠溶液為烯炷氫甲?；瘡U銘催化劑回收

4、過程中產(chǎn)生的含銠強(qiáng)酸溶液，主要化學(xué)成分見表lo由表 1可以看出，含銘酸溶液中銘含量不高，并且含有大量的磷酸根和賤金屬雜質(zhì)。所用主要化學(xué)試劑為化學(xué)純硫化鈉、分析純鹽酸、分析純硫酸氫鈉、分析純四氯化碳，實(shí)驗(yàn)用水為 自制去離子水。表1含銠酸溶液主要化學(xué)成分樣品w(Rh)/(g-v)w(HCl)/ %w(Na)/ w(Fc)/ % %w(Ca)/ %w(H3PO4)/ %120.5416.45.63.10.15.8222.1813.25.62.10.15.2321.8516.15.62.80.16.1425.3613.55.62.50.15.61.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器電感耦合等離子體吸收光譜儀(ICP-O

5、ES)；高 效液相色譜(HPLC ,1OA -TVP)；激光粒度分析儀 (Hydro 2000MU)；集熱式恒溫加熱磁力攪拌油浴鍋 (DF-101S)；三口燒瓶(500-5 000 mL)；硫化氫尾氣吸收瓶(3 L,裝10%的氫氧化鈉溶液)，自制;砂芯過濾器(G4砂板)；石英増蝸(500 mL)。1.3實(shí)驗(yàn)方法在500 mL三口燒瓶中定量移取表1中樣品1 的含銘酸溶液100.00 g,置于固定轉(zhuǎn)速(攪拌充 分)的電磁攪拌器上，用恒壓滴液漏斗將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15%的硫化鈉溶液逐滴加入，加入速度為5 mL/min, 滴加時(shí)間約為20 min,滴加完畢后反應(yīng)液在沉淀溫 度下陳化1 h。待沉淀完全后，用

6、砂芯漏斗過濾，去離 子水洗滌濾餅，收集濾洗液,稱重，用ICP-OES檢測(cè) 銘含量，計(jì)算銘沉淀率。2討論含銠酸液中銘元素濃度相對(duì)不高，但是雜質(zhì)元素尤其磷酸根、鐵、鈉等的濃度卻相當(dāng)大，分別是銠元素的幾倍乃至幾十倍。為了簡(jiǎn)化銘的分離純化工藝,確保高的銘沉淀率,首先應(yīng)使其與大量雜質(zhì)分離并富集?？紤]到Rh硫化物的溶度積(K)及其沉淀的 pH與雜質(zhì)硫化物之間的差異,借此有可能達(dá)到富集和初步分離的目的。根據(jù)一些金屬硫化物沉淀的有關(guān)數(shù)據(jù)，可以看出Rh硫化物的溶度積明顯小于Fe、Ni、Ca等，因此在酸性溶液中Rh比 Fe、Ni、Ca等先沉淀，與此同時(shí)，由于硫化沉淀工藝條件不同,形成的Rh硫化物沉淀顆粒大小不同，

7、 Rh硫化物沉淀顆粒太小容易穿濾，使得實(shí)際的與老沉淀率降低。因此，還需要對(duì)硫化沉淀工藝條件進(jìn)行優(yōu)化篩選，使得Rh硫化物沉淀顆粒大,容易濾出。根據(jù)硫化沉淀法基本原理和影響沉淀顆粒大小的因素，實(shí)驗(yàn)研究了沉淀溫度、加料和攪拌速度等因素對(duì)銠沉淀率的影響。Rh硫化物的沉淀完全與否， 主要取決于硫化鈉加入量和沉淀溫度，另外還受加 料和攪拌速度的影響淄。下面著重從硫化鈉加入 量、沉淀溫度、陳化時(shí)間、加料和攪拌速度入手，討論 Rh硫化物有效沉淀的工藝條件。3結(jié)論 硫化物沉淀法能夠?qū)檹?qiáng)酸液中銠元素沉淀富集的同時(shí) 還可有效地與Fe、Ca、Ni、P等雜質(zhì) 元素分離。銠沉淀率隨著硫化鈉加入量、沉淀溫度 升高而增加 且在硫化鈉與銠的物質(zhì)的量比為10、 沉淀溫度為100益時(shí)達(dá)到峰值。3）此外硫化鈉加料速度、陳化時(shí)間及攪拌速度也對(duì)銠沉淀以及形成的 沉淀顆粒大小有重要影響。4)當(dāng)沉淀劑硫化鈉與銠 的物質(zhì)的量比為10、沉淀溫度為100益、硫化鈉加 入速度為