「铂炭回收吉瑞贵金属」 SO还原沉金后液回收硒碲及捕集铂钯

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所属分类:铂回收

「铂炭回收吉瑞贵金属」 SO还原沉金后液回收硒碲及捕集铂钯

「铂炭回收吉瑞贵金属」 SO还原沉金后液回收硒碲及捕集铂钯
第21卷第9期2265
2还原沉金后液回收硒碲及捕集铂回收钯
郑雅杰,陈昆昆,孙召明
中南大学冶金科学与工程学院,长沙
摘要:以沉金后液为原料,通过2直接还原回收硒碲和捕集铂回收钯。采用射线衍射仪和扫描电镜对还原产物的物相、微观形貌进行表征,结果表明:当反应温度为85℃,2流量为0.2/,反应时间为4,+浓度为3.3/和?浓度为0.72/时,和回收率分别为99.5%和96.64%,和回收率均达到了100%,所得黑色还原产物中硒、碲、铂回收和钯的质量分数分别为28.06%、52.3%、0.084%和0.588%。产物中硒和碲均以单质态形式存在,其形貌为球状体和柱状体。关键词:沉金后液;二氧化硫;还原;硒;碲;铂回收;钯中图分类号:09文献标志码:
金阳极泥是电解精炼粗金时所产生的不溶物,它的产率一般为电解金产量的0.2%~铂铑合金回收上海1.0%,因其中含有大量的贵金属和稀有元素而成为提取稀贵金属的重要原料[1]。目前,国内采用湿法流程处理金阳极泥的工厂已达40%以上。金阳极泥经预处理[2?4]脱金硒碲之后,采用亚硫酸钠或氨水浸出银、氯酸钠浸出金工艺分别得到分银液和分金液,分银液用水合肼或甲醛
还原得到银粉,分金液用亚硫酸钠或草酸还原得到金粉和沉金后液[5]。沉金后液含有大量的硒碲铂回收钯,目前一般在沉金后液中加入钯粉置换铂回收钯得到铂回收钯精矿,其工艺简单,操作方便;但是,钯粉置换法得到的铂回收钯精矿中铂回收钯含量低,回收铂回收钯时损失大,造成硒碲流失,钯粉用量大,生产成本高[6?12]。此外,有报道采用金粉或金片置换沉淀溶液中的硒碲,不过沉
淀物中的硒和碲是以硒化金和碲化金的形式存在,不利于后续硒碲分离,延长了工艺流程[13?15]。本文作者采用2直接还原沉金后液回收硒碲和捕集铂回收钯[16],该处理工艺使硒和碲得到回收,所得还原产物硒碲品位高,有利于硒碲分离回收;另外,铂回收、钯等贵金属得到完全回收并高度富集,为含稀贵金属溶液的有效综合利用提供一条可行途径。
1.1实验步骤
实验取某金冶炼厂草酸还原分金液得到的沉金后液,其成分如表1所列。
表1沉金后液主要
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化学成分
准确量取一定量的沉金后液,倒入容量为1的三颈瓶中,启动搅拌,使用硫酸调整原料酸度,使用氯化钠增加溶液?浓度,并在电热套中加热至一定温度,通入恒定流量的2还原,反应一段时间后过滤、洗涤、烘干得到硒碲精矿用于分别回收硒碲和铂回收钯,滤液返回用于调整酸度。其工艺流程如图1所示。
图1沉金后液回收硒碲精矿工艺流程
1.2分析与检测
采用美国热电元素公司的型电感耦合等离子体发射光谱仪分析溶液化学成分;射线荧光光谱仪分析固体物质成分;日本理学/-型射线衍射仪分析固体物质物相;日本电子株式会社?6300型扫描电镜观察固体产物微观形貌。
2结果与讨论
2.1反应温度对硒和碲回收率的影响
实验取500沉金后液,根据2完全还原溶液中Ⅳ铂碳回收找巨岸贵金属、Ⅳ及电子得失平衡可以计算出2流量应控制在0.2~0.5/,加入?有利于碲还原[17];当反应时间为2.5,2流量为0.2/,?浓度为0.72/时,考察反应温度对硒和碲回收率的影响,如图2所示。
图2反应温度对硒和碲回收率的影响
由图2可知,硒碲的回收率均随反应温度的升高而增加,反应温度为65℃时硒回收率达到93.7%,继续升高反应温度,硒回收率变化不大;当反应温度≤85℃时,碲回收率≤21.4%,而当反应温度达到105℃时,碲回收率达到89.79%。由于反应温度为105℃时,水份蒸发快,酸雾大。因此,还原反应温度选择为85
℃,硒回收率为99.67%,碲回收率为21.4%。
2.2?浓度对硒和碲回收率的影响
上述其它实验条件不变,当反应温度为85℃时,
考察?浓度对硒和碲回收率的影响,如图3所示。
由图3可知,硒和碲回收率随?浓度增加而增加,当?浓度从0/增加到0.96/时,硒回收率从66.57%增加到100%,碲回收率从15.35%增加
到22.25%。?对2还原4+和4+具有催化作用[18],因此增加-浓度有利于提高硒和碲回收率。当?浓度为0.72/时,硒回收率为99.67%,碲回收率为21.4%;当?浓度为0.96/时,硒和碲回收率增加不大。因此沉金后液?浓度选择为
0.72/。
图3?浓度对硒和碲回收率的影响
2.3反应时间对硒和碲回收率的影响
上述其它实验条件不变,当?浓度为0.72/时,考察反应时间对硒和碲回收率的影响,如图4所示。
由图4可知,硒和碲回收率随反应时间的延长而增加,反应时间为2.5时硒回收率达到99.67%,继续延长反应时间对硒回收率影响不大;反应时间≤4时,碲回收率≤66.47%,当反应时间延长到5时,碲回收率达到77.22%。由于反应时间过长会增加生产成本,因此还原反应时间选择为4。图4所示也反映出溶液中Ⅳ、Ⅳ的还原顺序,很显然Ⅳ先于Ⅳ被还原出来。
2.4+浓度对硒和碲回收率的影响
上述其它实验条件不变,当反应时间回收铂碳为4时,考察+浓度对硒和碲回收率的影响,如图5所示。由图5可知,+浓度对硒回收率没有「铂炭回收吉瑞贵金属」影响,而碲
图4反应时间对硒和碲回收率的影响
图5+浓度对硒和碲回收率的影响
回收率随+浓度的增加而增加,当+浓度为3.3/时,碲回收率达到了100%。沉金后液中Ⅳ
和Ⅳ分别以32?、3?、23和32?、3?、23和33+等形态存在,其热力学
关系式[19?22]为
?-110
式中:为反应热力学平衡常数;为化学计量系数;为反应各物质标准吉布斯自由能。根据式1及
郑雅杰,等:2还原沉金后液回收硒碲及捕集铂回收钯
[Ⅳ][32?]+[3?]+[23]+[33+],其中[Ⅳ]指溶液中4+的总浓度而指硒或碲,由此可以得到25℃时沉金后液中,Ⅳ和Ⅳ的不同形态组分浓度百分率对的关系式分别如下:
2-102-9.84
[3]2.56-2-9.84′100%2
10+10+1
-102.56-
[3]2.56-2-9.84′100%3
10+10+1
[23]2.56-2-9.84′100%4
10+10+1
2-102-15.94
[3]-+2.836.38-2-15.94′100%
10+10+10+1
6.38-
[3-]-+2.83106.38-2-15.94′100%
10+10+10+1
[]′100%
23-+2.836.38-2-15.94
10+10+10+1
-+2.83
[33+]-+2.83106.38-2-15.94′100%
10+10+10+1
根据式2~8,可以绘制出25℃时沉金后液中Ⅳ和Ⅳ的不同形态组分浓度百分率对的关系图,分别如图6和7所示。
图6Ⅳ浓度组分—曲线
。6Ⅳ—
由图6可知,≤2时,Ⅳ主要以23形态存在;由图7可知,≤2时,Ⅳ主要以33+形态存在。当+浓度为3.3/,即?0.52时,由式2~8可以计算出不同形态组分浓度百分率,此
时沉金后液中32?、3?、32?、3?和
图7Ⅳ浓度组分—图
23含量很少,可以忽略不计,因此,Ⅳ主要以回收铑铂铑丝23形式与2反应,Ⅳ主要以33+形式与2反应。
在含Ⅳ和Ⅳ的沉金后液中通「铂炭回收吉瑞贵金属」入2后,
所涉及氧化和还原反应如表2所列[22?23]:
表2电极反应及标准电极电位
23+4++4+32
0.740
23++3++4+32
0.558
42++4++42+22
0.138
42?+2+4?
0.730
42?+2+4?
0.620
从上述标准电极电位判断,在沉金后液中还原电
极电位23较33+正,23更容易与2反应,从而Ⅳ比Ⅳ更快被还原出来,溶液中铂回收和钯在氯离子络合作用下容易被2还原出来,有
关氧化还原反应如下:
+2+23222+24ˉ9
++233+22ˉ+2+3-4+10
24-++222+3+4+4-+-ˉ11
24-++222+3+4+4-+-ˉ12
上述研究表明,2还原沉金后液回收硒碲适宜条件如下:反应温度为85℃,反应时间为4,+浓度为3.3/,?浓度为0.72/。
2.5放大实验
实验取4溶液,在反应温度为85℃、反应时间4、+浓度为3.3/、?浓度为0.72/条件下进行放大实验,反应后溶液成分及回收率和所得固体产物成份分别如表3和4所列,对反应所得产物进行衍射和表面电子扫描电镜分析,其实验结果分别如图8和9所示。对某金业公司提供的钯粉置换所得铂回收钯精矿进行化学成分分析,其结果如表5所列。
表3放大实验还原后液主要成分
/·?1
/·?1
0.008
99.50
0.084
96.64
0.005
0.047
表4放大实验还原产物主要成分
6.42
1.61
4.744
28.06
52.3
0.084
0.588
由表3可知,硒和碲几乎全部被还原,同时铂回收和钯也得到完全回收,硒回收率为99.5%,碲回收率为96.64%,铂回收和钯回收率均达到了100%;由表4可知,还原产物中硒、碲、铂回收和钯的质量分数分别为28.06%、52.3%、0.084%和0.588%。由表4和5比较可知,采用2直接还原法得到的铂回收钯精矿中硒碲含量远高于采用钯粉置换法得到的铂回收钯精矿中硒碲含量,使硒碲得到有效富集,有利于硒碲分离回收;此外,采用钯粉置换法得到的铂回收钯精矿残留大量的钯粉,不利于后续硒碲铂回收钯的分离,而采用2直接还原法可以避免钯粉浪费,可降低生产成本。
图8还原产物谱
图9还原产物的像
表5某金业公司钯粉置换所得还原产物主要成分
2.59
11.81
0.18
0.825
32.61
3.86
1.44
郑雅杰,等:2还原沉金后液回收硒碲及捕集铂回收钯
由图8可知,2还原沉金后液中硒和碲,得到单质态硒和碲。由图9可知,还原产物微观形貌为球状体和柱状体。由于2还原沉金后液回收硒碲和捕集铂回收钯技术的优点和先进性,目前该技术已申请国家发明专利[16]并在我国应用于工业生产。
1采用2还原沉金后液回收硒碲,并捕集铂回收钯,硒碲回收率随反应温度升高而增加,随?浓度增加而增加,随反应时间延长而增加;碲回收率随+浓度的增加而增加,而+浓度对硒回收率没有影响。
22直接还原沉金后液回收硒和碲的适宜条件如下:反应温度为85℃,2流量为0.2/,反应时间4,+浓度为3.3/,?浓度为0.72/。
沉金后液在此条件下处理后,其浓度中为0.008
/,为0.084/,为0/,为0/,和回收率分别为99.5%和96.64%,和回收率均达到了100%。
3所得黑色还原产物中硒、碲、铂回收和钯的质量分
数分别为28.06%、52.3%、0.084%和0.588%;采用
2还原沉金后液中硒和碲,得到单质态硒和碲,还原产物形貌为球状体和柱状体。
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编辑何学锋

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