从废耐火材料中富集回收金属铂铑的方法

摘要

本发明涉及一种从废耐火材料中富集回收金属铂铑的方法，将废耐火材料的凝积有金属铂、铑的面层浸泡于氢氟酸中进行酸蚀浸泡，待该面层被浸泡到疏松后取出，经中和后对面层进行铲刮，将铲刮物进行水洗后得到混合精砂，对混合精砂进行筛选后得到富集了铂、铑的精砂，再用化学提纯法从精砂中提取铂、铑金属。与目前通用的机械粉碎、重力洗选富集回收铂铑法相比，本发明具有工艺设备简单，易于操作，节能省水，利于环保的特点，且避免了原料废托砖上的凝积于局部面层的铂铑金属在强力机械粉碎过程中被分散至整个体系而引起的富集损耗。本发明方法能使金属铂铑的富集效率提高20％以上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用氢氟酸酸蚀法从凝积有铂铑金属的废耐火材料中富集回收铂铑的方法。

背景技术

在玻璃纤维和特种玻璃的生产过程中，要使用铂铑合金装置，如铂铑漏板、铂铑坩锅等。通常是将其支护于特制的耐火材料上，部分表面嵌入耐火材料中。在熔融玻璃的炽热环境中，铂和铑相应产生一定蒸汽压，在与耐火材料相接触的面上，铂铑蒸汽随即凝积于其上，这样，在高温生产运行中，铂铑装置连续处于产生铂铑蒸汽的微分损耗状态，与其紧密接触的耐火材料表面相应进行着连续积分凝积铂铑金属的过程。经一定时间后，当需要更换铂铑装置时，拆换下来的废耐火材料的相应表面上便凝积有相应量的铂铑金属。

由于地球上铂族金属资源稀少，铂铑金属价格非常昂贵，因此要最大限度地对其加以回收，再生使用。多年来，国内外在该领域已进行了大量的研究实验并已取得了不少有关铂铑金属回收再生的专利方法，以1987年的德国(东德)专利DD265763最为突出，至今仍是国内外从废耐火材料中回收铂铑金属的被广泛使用的堪为经典的方法。该方法的要点为：将凝积有铂铑金属的废耐火材料用机械破碎，磨细过筛后用重力选矿法，经多次重复洗选分级得到富含铂铑金属的精矿砂，然后用化学提纯法从精矿砂中回收得铂铑金属。在实际的生产应用中，人们对该方法的部分工艺陆续有了一些改进和发展。例如，将洗选富集得的精矿砂用碱熔法除去氧化铝和氧化硅，还有用磁选法富集铂铑金属，但最后均用化学法提纯得高纯度的铂铑金属。

上述方法明显存在不足之处：原料废耐火材料需用强力机械破碎，噪音大，粉尘多，污染环境；多级重力洗选法，设备复杂，操作烦琐，耗能废水；最大的不足之处是该工艺将原先凝积于原料局部表面的铂铑金属经机械粉碎后分散到了全部原料体系中，部分极微小的铂铑金属粒，或不能与矿渣分开，或随水飘失，即使用最精细的洗选设备处理，分出的占原料总量90％以上的废矿渣中，铂铑金属的含量仍达0.08～0.09％，而一般回收作坊中使用的较简陋的回收设备，其废弃的废矿渣中铂铑含量高达0.10％以上，原料废耐火材料中的铂铑金属含量一般为0.3～0.5％、偶有低于0.3％的，因此，该工艺的铂铑金属的富集回收率仅为65～80％，再加上后道化学提纯操作的损耗，目前在用的基于专利DD265763的从废耐火材料中回收铂铑金属的工艺方法的总回收率仅为60～75％左右。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的能克服目前工艺方法中上述不足之处的从废耐火材料中富集回收金属铂铑的方法。

本发明采用如下技术方案：

将废耐火材料的凝积有金属铂、铑的面层浸泡于氢氟酸中进行酸蚀浸泡，待该面层被浸泡到疏松后取出，经中和、水洗后对面层进行铲刮，得到混合精砂，对混合精砂进行筛选后得到富集了铂、铑的精砂，再用化学提纯法从精砂中提取铂、铑金属。

酸蚀浸泡，应尽量使无铂、铑凝积的面层保持在氢氟酸的液面之上。

氢氟酸是工业级以上的浓氢氟酸，也可以是废氢氟酸，其重量应浓度≥25％，为了获得较快的酸蚀速度，最好使用含HF≥30％的氢氟酸，最好是含HF≥45％的浓氢氟酸。

上述酸蚀浸泡操作在常温常压下进行即可，为了获得较快的酸蚀速度，最好选择平均室温在20℃以上的季节进行，或采用适当加热方式，使酸蚀在≥20℃下进行；

上述中和是用纯碱等碱性物质将废耐火材料表面残存的氢氟酸进行中和。

上述水洗即铲乱物表面的浮灰用水冲去。

上述精砂是采用重力洗选法等常规方法对混合精砂进行洗选得到的。在采用重力洗选法对混合精砂进行洗选前，如混合金砂中有较大的金属片、粒，应拣选出，再将混合精砂碾细过筛。在用化学提纯法从精砂中提取铂、铑金属前，将拣出较大的金属片、粒并入精砂。

混合精砂碾细后过80目或以上的筛。

本发明从精砂中提取铂铑金属时采用的化学提纯法系现有技术，在此不做详述。

与目前通用的机械粉碎、重力洗选富集回收铂铑法相比，本发明新建立的用氢氟酸酸蚀法从废耐火材料中富集回收金属铂铑的方法具有工艺设备简单，易于操作，节能省水，利于环保的优点，且避免了原料废托砖上的凝积于局部面层的铂、铑金属在强力机械粉碎过程中被分散至整个体系而引起的富集损耗。

目前通用方法中金属铂铑的回收率一般在75％以内，而本发明方法对铂铑金属的富集率达96％以上，化学提纯收率一般大于98％。相对于原料废耐火材料中铂铑金属含量的总回收率达95％左右，本发明较现行通用方法的铂铑回收率高出20个百分点左右，显著地提高了铂铑金属的总回收率。

具体实施方式

以下实施例中以拉制玻璃纤维的代铂炉底部支护的铂铑合金漏板的废耐火材料(W₀)为原料，应用本发明对其凝积于表层的铂铑金属进行富集回收试验，并用ICP-AES法跟踪测定各步骤物料中的铂铑含量，试验中有关工艺参数和测试数据列于表1、表2、表3、表4中。

将废耐火材料的凝积有金属铂、铑的面层浸泡于氢氟酸中进行酸蚀浸泡，待该面层被浸泡到疏松后取出，经中和、水洗后对面层进行铲刮，得到混合精砂，采用常规方法对混合精砂进行筛选后得到富集了铂、铑的精砂，再用化学提纯法从精砂中提取铂、铑金属。

实施例1

取玻纤代铂炉废托砖一块(W₀)，在室温下用浓氢氟酸浸泡浸泡4小时，待该面层被浸泡到疏松后取出，经中和、水洗后对面层进行铲刮，得到混合精砂(W_混精)，用重力洗选法混合精砂进行筛选(过80目筛)后得到富集了铂、铑的精砂(W_精砂)，余下的为废砂(W_废砂)再采用化学提纯法对精砂进行回收得的铂、铑金属，总回收率为95.0％。

本实施例经重力洗选法筛选后得到富集了铂、铑的精砂(W_精砂)以及丢弃的废砂(W_废砂)的量汇于表1、表2中。各阶段物料经用ICP-AES法测出的铂铑含量，以及精砂经由化学提纯法回收得的铂铑金属量，由计量和测试数据计算出的铂铑金属富集收率，精砂中铂铑金属的化学提纯收率，相对于废耐火材料中铂铑金属的总回收率列于表3、表4中。

实施例2

取玻纤代铂炉废托砖两块，用浸泡过铂铑漏板的废氢氟酸浸泡24小时后，采用和实施例1相对的方法进行后续处理。相关计量、测试数据以及计算结果汇于表1、2、3、4中。本实施例以废耐火材料原料中铂铑金属含量为基准计算的铂铑总回收率为95.1％。

实施例3

取玻纤代铂炉废托砖一块，用较稀的废氢氟酸浸泡一周(约170小时)后，采用和实施例1相对的方法进行后续处理。相关计量、测试数据以及计算结果汇于表1、2、3、4中。本实施例以废耐火材料原料中铂铑金属含量为基准的铂铑总回收率为95.4％。

对照例

取与实施例1、2、3中所用相似的废托砖各一块(每块约750克左右)，经机械轧碎、球磨过筛得粒经小于0.1mm的物料。取该物料1000g(W₀)，测得其铂铑含量为0.32％。经初步重力洗选后析出W_废料685g，测得其铂铑含量为0.08％，剩余物经重复重力洗选后再析出废砂(W_废砂)201g，测得其铂铑含量为0.15％，最后得到富集了铂铑的W_精砂8.5克，测得其铂铑含量为27.2％，由上述数据计算得：

W_精砂中铂铑金属的富集率为72.2％

洗选富集工艺中的铂铑损耗率为27.8％

其中，残留于废料、废砂中的铂铑为26.6％

富集工艺过程中的损耗为1.2％

显然，该对照例中铂铑金属总回收率小于72.2％

表1.酸蚀废托砖富集回收铂铑工艺一览表

*机械粉碎、重力选矿富集铂铑法

**初步重力洗选析出废料

表2.酸蚀废托砖富集回收铂铑工艺质量统计表

***对照例同表1

表3.酸蚀废托砖富集回收铂铑工艺铂铑含量一览表

*对照例同表1、表2

表4酸蚀废托砖富集回收铂铑工艺富集率、回收率一览表

*原料废托砖W₀含铂铑量见表3

**对照例同表1、表2、表3。