CN106756084B - 一种以铁基材料为捕集剂提取贵金属的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁基捕集剂及其提取贵金属的方法，属于贵金属提取技术领域。该方法以铁基材料为捕集剂，与贵金属物料、还原剂和造渣剂配比混合后进行熔炼，经渣铁分离得到富含贵金属的铁基合金，然后电解或酸解将贵金属进一步富集。本发明淘汰了重金属铅捕集剂、无重金属污染，原料适应性广、贵金属提取率高、物耗能耗低、成本低等优点，适合于工业化生产。并且本发明采用高温还原熔炼，渣相流动性好，渣相与金属相容易分离，贵金属提取率高。
Description
技术领域
本发明属于贵金属提取领域，涉及一种以铁基材料为捕集剂提取贵金属方法。
背景技术
贵金属主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）8种金属元素，广泛应用于航空航天、军工、电子电器、交通、石油化工等现代科技和工业领域中，具有重要的战略意义，被誉为“现代工业维他命”。
贵金属主要产于南非、美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国，特别是铂族金属，上述国家的储量约占世界储量的99%。我国贵金属储量稀少，铂族金属的储量不到400吨，年产铂钯仅3吨，仅为需求量的2.14%，对外依存度高达近98%，资源严重匮乏。随着社会经济的快速发展，贵金属的使用量逐年大幅度增加，含贵金属物料也随之快速增加。贵金属物料主要有贵金属精矿、阳极泥、废弃的电子产品、失活工业催化剂、报废汽车催化剂及其他含贵金属残渣等。
目前，贵金属提取主要以铅铜等为捕集剂火法、生物冶金法、湿法-火法联合等工艺富集贵金属。中国发明专利（CN104232922B）公开了一种氰酸钠浸金工艺，对金精矿磨矿、调浆、氰酸钠浸出金。该发明工艺简单、金浸出率高，但缺点是氰化钠剧毒，对环境危害极大。中国发明专利（CN104109763B）公开了一种贵金属物料冶炼工艺，以铅为捕集剂，在900℃~1200℃弱还原性气氛下熔炼、然后在1000~1300℃下静置分离得到上层渣和下层贵铅；贵铅采用真空蒸馏炉提取贵金属。该发明使用真空蒸馏，对设备要求较高，不适合工业化生产，且重金属铅有严重的环境风险。中国发明专利（CN 104178634 A）公开了一种从失效汽车催化剂中高效清洁回收铂族金属的方法，以铜为捕集剂，与失效汽车尾气催化剂、还原剂、造渣剂混合后进行高温熔炼，再氧化吹炼得到铂族金属富集物，最后通过氧化浸出、离子交换、精炼提纯获得铂族金属产品。该发明适合于单一物料，未公开含其他贱金属的贵金属物料回收技术，且氧化吹炼工艺能耗高、污染严重。扬州大学阮菊俊等公开了“联合物理分离和生物浸出的废弃电路板贵金属回收方法”（CN103320618B），通过破碎-静电分选-微生物溶解-金属置换分别提取贵金属与贱金属。但微生物溶解菌种培养困难，溶解时间长，效率低且回收率不理想。江西铜业股份有限公司赵向明等公开了“一种全湿法处理铜阳极泥的方法”（CN102965501B），涉及有色金属冶金过程铜阳极泥中稀贵金属回收的全湿法生产工艺，采用氯盐介质高温加压浸出，采用选择性萃取法分离氯化金硒液中金，对设备要求高，废水产生量大。
昆明贵金属研究所吴晓峰等公开了“湿-火联合法从汽车催化剂中提取贵金属的方法”（CN101519725B），该方法是通过湿法浸出失效汽车尾气催化剂中的贵金属，然后采用重金属火法捕集残渣中贵金属。该方法贵金属回收率高，物耗能耗大、重金属废水量大。董亚伦等公开了“废旧电路板提取贵金属的方法”（CN105274337A），该方法包括以下步骤：预处理-银的回收-氯化浸出-亚硝酸盐还原金-水合肼还原钯，流程长，废水产生量大。
近年来，随着环境成本的日益提高，绿色环保型贵金属捕集剂成为人们研究的重点。中国发明专利（CN 102534244 A）和（CN 105886771 A）公开了一种利用磁性物、铁粉、铁矿或铁氧化物作为捕集剂，与贵金属物料、添加剂和还原剂制球团矿，在保护气氛下进行还原得到含贵金属合金球团，再经球磨、酸浸除去贱金属，获得贵金属富集物。但该方法需要气体保护，对设备密封性要求较高，且球团未熔化致贵金属富集效果差，磨选则致贵金属分散在渣中，造成贵金属回收率低，且能耗大。中国发明专利（CN 105886771 A）公开了以铁为捕集剂，将铂族金属二次资源物料、捕集剂、还原剂、造渣剂、粘结剂、水分在球磨机中混匀制团，再将球团加入到感应电炉，熔炼得到铁水，再进行雾化喷粉，形成颗粒细小的含贵金属的微合金铁粉，其主要缺点是冶炼渣容易堵塞喷嘴，工艺实用性差。
综上，现有的贵金属提取工艺存在重金属污染、物耗能耗高、冶金废物排放量大、贵金属提取率低等问题。因此，急需研发无重金属污染、物耗能耗低、冶金废物少的贵金属高效提取方法。
发明内容
本发明针对贵金属提取时存在重金属污染、物耗能耗高、冶金废物排放量大和贵金属提取率低等问题，提出了一种绿色捕集剂提取贵金属的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种铁基捕集剂提取贵金属的方法，所述方法以铁基材料为捕集剂，将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂和造渣剂混合后进行熔炼，经渣铁分离得到富含贵金属的铁基合金，将铁基合金进行电解或酸解以获得贵金属富集物，然后将贵金属富集物经提纯得到贵金属。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
（1）将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂、造渣剂混匀得到混合料；
（2）将混合料熔炼后，进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣；
（3）将铁基合金通过电解实现贵金属与贱金属的分离，得到贵金属富集物和电解尾液；
（4）贵金属富集物经提纯得到贵金属；
（5）将碱加入电解尾液中，调节pH值，将贱金属分步沉淀回收；
其中，步骤（3）是以铁基合金为阳极，以铁板、钛板或不锈钢板为阴极，电解分离贱金属和贵金属，得到贵金属富集物和电解尾液；其中，电解条件为：电流密度1.0~25.0A/dm2、电解液pH0.1~4.0、Fe2+离子浓度20~150g/L、添加剂甲酚磺酸浓度为0~25g/L、电解温度为25~90℃。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
（1）将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂、造渣剂混匀得到混合料；
（2）将混合料熔炼后，进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣；
（3）将铁基合金通过酸解实现贵金属与贱金属的分离，得到贵金属富集物和酸解滤液；
（4）贵金属富集物经提纯得到贵金属；
（5）将碱加入酸解液中，调节pH值，将贱金属分步沉淀回收；
其中，步骤（3）中酸解所用的酸解液为硫酸、盐酸、硝酸中的任意一种或任意两种以上的混合液，贱金属经酸解分离进入酸解液中，将贵金属与贱金属的分离，得到贵金属富集物和酸解滤液；酸解条件为：酸解液中氢离子浓度为0.1~8.0mol/L，溶解温度25~85℃。
进一步地，所述步骤（1），按质量比计在所述混合料中，贵金属物料:捕集剂:还原剂:造渣剂=1: 0.05~1.0: 0.05~0.50: 0.05~0.25。
其中所述贵金属物料为贵金属精矿、阳极泥、废旧线路板、报废汽车催化剂、工业催化剂、含铑废有机催化剂和含贵金属残渣中的任意一种或任意两种以上的组合；
还原剂为焦炭粉、煤粉、石墨粉和木炭粉中的任意一种或任意两种以上的组合；
造渣剂为氧化钙、二氧化硅、氟化钙、氧化铝、氧化镁、碳酸钠和硼砂中的任意一种或任意两种以上的组合；
进一步地，步骤（2）中熔炼所用的熔炼炉为电炉、感应炉、等离子体炉或燃气炉熔炼炉，熔炼温度1200~1600℃，熔炼时间0.5~12.0h。
进一步地，步骤（4）贵金属富集物经提纯得到贵金属。
进一步地，步骤（5）中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水中的任意一种或任意两种以上的组合，控制贱金属的氢氧化物沉淀的临界pH值，分步回收贱金属。
进一步地，所述铁基材料为纯铁、铁粉、铁精矿中的任意一种或任意两种以上的组合，其中所述铁精矿为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的任意一种或任意两种以上的组合。
本发明特点在于采用高温还原熔炼，渣相流动性好，渣相与金属相容易分离，贵金属提取率高。本发明的优点在于：开发了铁基捕集剂提取贵金属工艺，淘汰了重金属铅捕集剂，实现了贵金属绿色环保提取；本工艺物耗能耗低、原料适应性广、贵金属提取率高、成本低等优点，适合于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
一种铁基捕集剂提取贵金属的方法，如图1所示，所述方法以铁基材料为捕集剂，将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂和造渣剂混合后进行熔炼，经渣铁分离得到富含贵金属的铁基合金，将铁基合金进行电解或酸解以获得贵金属富集物，然后将贵金属富集物经提纯得到贵金属；并将碱加入酸解液中，控制贱金属的氢氧化物沉淀的临界pH值，将贱金属分步沉淀回收。
实施例1
将100份金精矿、30份铁粉、10份石墨粉、10份氧化钙按比例混合，得到混合料。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1600℃，熔炼时间0.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，铁板为阴极电解，实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为1.0A/dm2，电解液pH为4.0，Fe2+离子浓度20g/L，电解温度为25℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属提取率达到98.8%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例2
将100份金精矿、40份磁铁矿、20份碳粉、3份碳酸钠、10份氧化钙按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1500℃，熔炼时间2h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硫酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为0.1mol/L，溶解温度25℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属提取率达到99.1%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例3
将100份铂族精矿、25份褐铁矿、14份石墨粉、3份硼砂、10份氧化钙、5份氧化铝按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1600℃，熔炼时间2h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，不锈钢板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为3.0A/dm2，电解液pH为3.8，Fe2+离子浓度25g/L，电解温度为28℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属提取率达到98.5%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例4
将100份铂族精矿、20份纯铁、9份碳粉、8份氧化钙、8份氧化铝按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1500℃，熔炼时间3.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，钛板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为4.5 A/dm2，电解液pH为3.4，Fe2+离子浓度32g/L，电解温度为33℃。将氢氧化钾加入到电解尾液，调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属提取率达到98.6%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例5
将100份铂族精矿、35份赤铁矿、24份煤粉、12份氧化钙、4份氧化铝、4份硼砂按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1580℃，熔炼时间4.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，不锈钢板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。铁基合金用盐酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为0.5mol/L，溶解温度32℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属提取率达到99.3%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例6
将100份铂族精矿、20份磁铁矿、10份煤粉、5份氧化钙、4份硼砂按配比混合。将混合料置于电炉中熔炼，熔炼温度1480℃，熔炼时间6.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硫酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为0.8mol/L，溶解温度35℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属提取率达到98.3%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例7
将100份阳极泥、80份赤铁矿、40份石墨粉、5份氧化铝、15份氧化钙、5份碳酸钠按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1450℃，熔炼时间4.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硫酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为1.2 mol/L，溶解温度40℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氨水调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.9%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例8
将100份阳极泥、100份菱铁矿、50份煤粉、5份二氧化硅、15份氧化钙、5份硼砂按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1400℃，熔炼时间7.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硝酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为1.8mol/L，溶解温度45℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氨水调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.1%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例9
将100份阳极泥、50份磁体矿、20份煤粉、10份二氧化硅、15份氧化钙按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1300℃，熔炼时间10.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硫酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为2.4mol/L，溶解温度48℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.6%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例10
将100份阳极泥、50份磁体矿、25份煤粉、10份二氧化硅、15份氧化钙按配比混合。将混合料置于燃气炉中熔炼，熔炼温度1200℃，熔炼时间12h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，钛板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为5.5A/dm2，电解液pH为3.0，Fe2+离子浓度45g/L，添加剂甲酚磺酸10g/L，电解温度为40℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.9%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例11
将100份废旧线路板、10份铁粉、5份氧化钙按配比混合。将混合料置于电炉中熔炼，熔炼温度1600℃，熔炼时间0.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，不锈钢板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为6.5A/dm2，电解液pH为2.6，Fe2+离子浓度50g/L，添加剂甲酚磺酸13g/L，电解温度为45℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.6%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例12
将100份废旧线路板、30份赤铁矿、15份石墨粉、10份氧化钙、5份硼砂按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1350℃，熔炼时间8.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，钛板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为8.0A/dm2，电解液pH为2.2，Fe2+离子浓度58g/L，添加剂甲酚磺酸15g/L，电解温度为48℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.2%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例13
将100份废旧线路板、50份褐铁矿、20份石墨粉、12份氧化钙、3份硼砂按配比混合。将混合料置于等离子熔炼炉中熔炼，熔炼温度1550℃，熔炼时间2h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硫酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为3.0mol/L，溶解温度52℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钾调节溶液pH，分步沉淀并回收贱金属。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到99.2%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例14
将100份报废汽车催化剂、5份铁粉、5份石墨粉、10氧化钙、10二氧化硅按配比混合。将混合料置于等离子熔炼炉熔炼，熔炼温度1500℃，熔炼时间5.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，铁板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为10.0A/dm2，电解液pH为1.8，Fe2+离子浓度68g/L，电解温度为55℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.8%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例15
将100份报废汽车催化剂、15份磁铁矿、5份木炭粉、10氧化钙按配比混合。将混合料置于等离子熔炼炉熔炼，熔炼温度1550℃，熔炼时间1.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，铁板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为13.0A/dm2，电解液pH为1.6，Fe2+离子浓度80g/L，电解温度为58℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.7%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例16
将100份报废汽车催化剂、20份菱铁矿、10份煤粉、5份氧化钙、5份碳酸钠按配比混合。将混合料置于等离子熔炼炉熔炼，熔炼温度1250℃，熔炼时间9.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，铁板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为15.0A/dm2，电解液pH为1.3，Fe2+离子浓度90g/L，电解温度为65℃。将氢氧化钾加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到97.5%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例17
将100份报废汽车催化剂、40份磁铁矿、10份煤粉、10份二氧化硅、5份氧化镁按配比混合。将混合料置于感应炉熔炼，熔炼温度1200℃，熔炼时间11h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，不锈钢板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为18.0A/dm2，电解液pH为1.0，Fe2+离子浓度100g/L，电解温度为70℃。将氢氧化钾加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.1%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例18
将100份废汽车催化剂、20份磁铁矿、10份煤粉、5份氧化钙按配比混合。将混合料置于燃气炉中熔炼，熔炼温度1400℃，熔炼时间6h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硫酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为3.5mol/L，溶解温度65℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钾调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.7%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例19
将100份报废工业催化剂、10份赤铁矿、5份煤粉、5份氧化钙、5份氧化镁按配比混合。将混合料置于等离子体熔炼炉中熔炼，熔炼温度1600℃，熔炼时间1h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硝酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为4.7 mol/L，溶解温度72℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到99.5%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例20
将100份报废工业催化剂、40份磁铁矿、25份石墨粉、10份氧化钙、5份碳酸钠按配比混合。将混合料置于感应炉中熔炼，熔炼温度1500℃，熔炼时间3.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用硝酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为5.5mol/L，溶解温度78℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到99.2%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例21
将100报废工业催化剂、45份菱铁矿、20份石墨粉、10份氧化钙、10份二氧化硅按配比混合。将混合料置于感应炉熔炼，熔炼温度1500℃，熔炼时间2.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，钛板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为20.0A/dm2，电解液pH为0.8，Fe2+离子浓度110g/L，电解温度为75℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.9%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例22
将100报废工业催化剂、35份菱铁矿、20份石墨粉、5份氟化钙、10份二氧化硅按配比混合。将混合料置于感应炉熔炼，熔炼温度1400℃，熔炼时间6.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，钛板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为22.0A/dm2，电解液pH为0.6，Fe2+离子浓度120g/L，电解温度为80℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.7%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例23
将100份报废有机铑催化剂、10份磁铁矿、5份煤粉、3份氧化钙、3份二氧化硅按配比混合。将混合料置于燃气炉中熔炼，熔炼温度1500℃，熔炼时间3.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，不锈钢板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为23.0A/dm2，电解液pH为0.3，Fe2+离子浓度130g/L，电解温度为85℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.5%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例24
将100份报废有机铑催化剂、15份磁铁矿、10份煤粉、5份氧化钙、5份二氧化硅按配比混合。将混合料置于感应炉熔炼，熔炼温度1380℃，熔炼时间6.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。以铁基合金为阳极，不锈钢板为阴极电解实现贵金属与贱金属的分离，贵金属进一步富集得到贵金属富集物。电解工艺参数为：电流密度为25.0A/dm2，电解液pH为0.1，Fe2+离子浓度150g/L，电解温度为90℃。将氢氧化钠加入到电解尾液，调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到99.2%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例25
将100份报废有机铑催化剂、15份磁铁矿、10份煤粉、3份氧化钙、2份硼砂按配比混合。将混合料置于感应炉熔炼，熔炼温度1280℃，熔炼时间7.5h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用盐酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为6.3mol/L，溶解温度80℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到97.6%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例26
将100份废耐火砖、30份磁铁矿、15份煤粉、10份二氧化硅按配比混合。将混合料置于电炉中熔炼，熔炼温度1450℃，熔炼时间5.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用盐酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为7.0mol/L，溶解温度85℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钾调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.6%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
实施例27
将100份废耐火砖、20份赤铁矿、10份煤粉、5份氧化钙、5份碳酸钠按配比混合。将混合料置于燃气炉中熔炼，熔炼温度1600℃，熔炼时间3.0h。熔炼后进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣。铁基合金用盐酸酸解，进一步富集贵金属得到贵金属富集物，酸解液氢离子浓度为8.0 mol/L，溶解温度85℃。铁基合金完全溶解后，过滤，向滤液中加入氢氧化钠调节溶液pH回收铁。贵金属富集物经提纯得到贵金属，经检测，贵金属回收率达到98.5%。整个工艺不产生铅污染，物耗能耗低，捕集剂循环利用，实现了贵金属绿色环保提取。
Claims (3)
1.一种铁基捕集剂提取贵金属的方法，其特征在于，所述方法以铁基材料为捕集剂，将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂和造渣剂混合后进行熔炼，经渣铁分离得到富含贵金属的铁基合金，将铁基合金进行电解以获得贵金属富集物，然后将贵金属富集物经提纯得到贵金属；
所述方法包括以下步骤：
（1）将铁基捕集剂与贵金属物料、还原剂、造渣剂混匀得到混合料；
（2）将混合料熔炼后，进行渣铁分离，得到富含贵金属的铁基合金和冶炼渣；
（3）将铁基合金通过电解实现贵金属与贱金属的分离，得到贵金属富集物和电解尾液；其中，电解条件为：电流密度1.0~25.0A/dm2、电解液pH0.1~4.0、Fe2+离子浓度20~150g/L、添加剂甲酚磺酸浓度为0~25g/L、电解温度为25~90℃；
（4）贵金属富集物经提纯得到贵金属；
（5）将碱加入电解尾液中，调节pH值，将贱金属分步沉淀回收；
步骤（3）是以铁基合金为阳极，以铁板、钛板或不锈钢板为阴极，电解分离贱金属和贵金属，得到贵金属富集物和电解尾液；
步骤（5）中所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水中的任意一种或任意两种以上的组合，控制贱金属的氢氧化物沉淀的临界pH值，分步回收贱金属；
所述贵金属物料为贵金属精矿、阳极泥、废旧线路板、报废汽车催化剂、含铑废有机催化剂和含贵金属残渣中的任意一种或任意两种以上的组合；
所述铁基材料为纯铁、铁精矿中的任意一种或任意两种以上的组合，其中所述铁精矿为磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的任意一种或任意两种以上的组合；
造渣剂为氧化钙、二氧化硅、氟化钙、氧化铝、氧化镁、碳酸钠和硼砂中的任意一种或任意两种以上的组合，造渣剂的加入量为贵金属物料的5~25wt.%。
2.根据权利要求1所述的一种铁基捕集剂提取贵金属的方法，其特征在于，所述步骤（1）中：铁捕集剂的加入量为贵金属物料的5~100wt.%；
还原剂为焦炭粉、煤粉、石墨粉和木炭粉中的任意一种或任意两种以上的组合，还原剂的加入量为贵金属物料的5~50wt.%。
3.根据权利要求1所述的一种铁基捕集剂提取贵金属的方法，其特征在于，步骤（2）中熔炼所用的熔炼炉为电炉、感应炉、等离子体炉或燃气炉熔炼炉，熔炼温度1200~1600℃，熔炼时间0.5~12.0h。
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