[發(fā)明專利]貴金屬的回收方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110126732.1
• 申請日: 2011-05-11
• 公開（公告）號: CN102212696A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·L·托馬斯;G·F·布雷姆
• 申請（專利權(quán)）人: 金屬回收科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的領(lǐng)域是元素的分離方法。

背景技術(shù)

有價值的貴金屬例如鉑[Pt]、鈀[Pd]、銥[Ir]、銠[Rh]、釕[Ru]和金[Au]的回收、分離和純化典型地是冗長的方法，其需要火法冶金、濕法冶金或者電解冶金方法的重復(fù)應(yīng)用，以達(dá)到可接受的金屬回收率和金屬純度。多數(shù)源材料諸如礦石、廢催化劑、電鍍液、金屬碎屑(殘?jiān)?、精礦和熔爐锍(smelter?mattes)在化學(xué)上是復(fù)雜的，不僅因?yàn)橘F金屬元素的多樣性，也因?yàn)樵床牧现写嬖诖罅糠琴F金屬。對于一些元素，尤其是銠，從這些源材料回收、純化和分離貴金屬元素是非常困難的、耗時的、昂貴的和不能令人滿意的。

貴金屬化學(xué)是極其復(fù)雜的并且不一定被充分理解。在酸性鹵素介質(zhì)，更具體地在鹵化物介質(zhì)中，貴金屬不形成由普通賤金屬形成的類型的簡單水合陽離子(例如Ni(H₂O)⁺²)。貴金屬形成具有各種各樣配體的共存配位絡(luò)合物。例如，已知的銠(III)絡(luò)合物包括[RhCl₆]^-3、[RhCl₅(H₂O)]^-2、[RhCl₄(H₂O)₂]^-2和[RhCl₃(H₂O)₃]。在1M氯化物溶液中，平衡組合(assemblage)包括大約80％[RhCl₅(H₂O)]^-2、10％[RhCl₆]^-3、10％[RhCl₄(H₂O)₂]^-2和少于大約1％的[RhCl₃(H₂O)₃](見Grant，R.A.，1989，The?Separation?Chemistry?of?Rhodium?and?Iridium，in?Manziek，ed.，Precious?Metals?Recovery?and?Refining，Proceedings?of?the?International?Precious?Metals?Institute，p.7-41)。但是，共存絡(luò)合物的分布未必可能是平衡組合，尤其在涉及多種貴金屬的工業(yè)應(yīng)用中。貴金屬配體交換速度的動力學(xué)顯示出極限范圍(extreme?range)。例如，鉑(IV)相對于鈀的相對交換速度是10^-12。然而，鈀在數(shù)小時或者數(shù)天之內(nèi)可經(jīng)歷配體?交換，鉑(IV)配體交換可需要數(shù)月。結(jié)合的絡(luò)合物貴金屬種類形成(speciation)、反應(yīng)動力學(xué)和其他因素已使現(xiàn)在的復(fù)雜、冗長并且耗時的貴金屬回收方案的發(fā)展成為必要是有可能的，該現(xiàn)在的方案通常具有令人失望的結(jié)果或者費(fèi)用。

當(dāng)前貴金屬回收的工業(yè)實(shí)踐主要依賴于溶劑萃取，其典型地以離子交換和傳統(tǒng)的化學(xué)方法進(jìn)行補(bǔ)充，盡管有低效率、長的處理時間、大量溶液和大量的其他問題。美國專利5,201,942和7,291,202回顧了關(guān)于貴金屬回收和純化的一些困難。這些專利以及美國專利7,175,818中的貴金屬回收和純化方法公開了冗長并且復(fù)雜的方法，這些方法沒有完全解決當(dāng)前的局限性或者高成本。

在過去的幾十年中，貴金屬工業(yè)已在發(fā)展和改進(jìn)金和一些鉑族金屬的溶劑萃取方法中盡了很大努力。盡管取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，方案通常針對每一種元素利用不同的萃取劑。溶劑交換方法是平衡控制的。每一種溶劑萃取可能需要萃取劑和母液的多次接觸、萃取劑的洗提、萃取劑的洗滌以除去雜質(zhì)、和萃取劑的再生。因此，可能達(dá)不到期望金屬的完全萃取，并且隨著每次萃取，累積的金屬損失可能增加。另外，污染元素也可連同期望的金屬被萃取，從而需要純化期望的金屬。由于差的溶劑-母液分離、在母液或者洗滌液中萃取劑的溶解性、期望金屬的多個側(cè)流、需要處理的大量水溶液以及有機(jī)萃取劑的毒性或可燃性，溶劑萃取而且選擇的方法被進(jìn)一步復(fù)雜化。