從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法
2023-06-08 07:52:36 1
專利名稱：：從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法
技術領域：
：本發明涉及一種用氫氟酸酸蝕法從凝積有鉑銠金屬的廢耐火材料中富集回收鉬銠的方法。
背景技術：
：在玻璃纖維和特種玻璃的生產過程中，要使用鉑銠合金裝置，如鈾銠漏板、鉬銠坩鍋等。通常是將其支護於特製的耐火材料上，部分表面嵌入耐火材料中。在熔融玻璃的熾熱環境中，鉑和銠相應產生一定蒸汽壓，在與耐火材料相接觸的面上，鉬銠蒸汽隨即凝積於其上，這樣，在高溫生產運行中，鉑銠裝置連續處於產生鉑銠蒸汽的微分損耗狀態，與其緊密接觸的耐火材料表面相應進行著連續積分凝積鉑銠金屬的過程。經一定時間後，當需要更換鉑銠裝置時，拆換下來的廢耐火材料的相應表面上便凝積有相應量的鉬銠金屬。由於地球上鉑族金屬資源稀少，鉑銠金屬價格非常昂貴，因此要最大限度地對其加以回收，再生使用。多年來，國內外在該領域已進行了大量的研究實驗並已取得了不少有關鉑銠金屬回收再生的專利方法，以1987年的德國(東德)專利DD265763最為突出，至今仍是國內外從廢耐火材料中回收鉑銠金屬的被廣泛使用的堪為經典的方法。該方法的要點為將凝積有鉑銠金屬的廢耐火材料用機械破碎，磨細過篩後用重力選礦法，經多次重複洗選分級得到富含鉑銠金屬的精礦砂，然後用化學提純法從精礦砂中回收得鉑銠金屬。在實際的生產應用中，人們對該方法的部分工藝陸續有了一些改進和發展。例如，將洗選富集得的精礦砂用鹼熔法除去氧化鋁和氧化矽，還有用磁選法富集鉑銠金屬，但最後均用化學法提純得高純度的鉑銠金屬。上述方法明顯存在不足之處原料廢耐火材料需用強力機械破碎，噪音大，粉塵多，汙染環境；多級重力洗選法，設備複雜，操作煩瑣，耗能廢水；最大的不足之處是該工藝將原先凝積於原料局部表面的鉑銠金屬經機械粉碎後分散到了全部原料體系中，部分極微小的鉑銠金屬粒，或不能與礦渣分開，或隨水飄失，即使用最精細的洗選設備處理，分出的佔原料總量卯％以上的廢礦渣中，鉑銠金屬的含量仍達0.080.09%，而一般回收作坊中使用的較簡陋的回收設備，其廢棄的廢礦渣中鉑銠含量高達0.10%以上，原料廢耐火材料中的鉑銠金屬含量一般為0.30.5%、偶有低於0.3%的，因此，該工藝的鈾銠金屬的富集回收率僅為6580%，再加上後道化學提純操作的損耗，目前在用的基於專利DD265763的從廢耐火材料中回收鉑銠金屬的工藝方法的總回收率僅為6075%左右。
發明內容本發明的目的是提供一種新的能克服目前工藝方法中上述不足之處的從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法。本發明採用如下技術方案將廢耐火材料的凝積有金屬鉑、銠的面層浸泡於氫氟酸中進行酸蝕浸泡，待該面層被浸泡到疏鬆後取出，經中和、水洗後對面層進行鏟刮，得到混合精砂，對混合精砂進行篩選後得到富集了鉑、銠的精砂，再用化學提純法從精砂中提取鉑、銠金屬。酸蝕浸泡，應儘量使無鉑、銠凝積的面層保持在氫氟酸的液面之上。氫氟酸是工業級以上的濃氫氟酸，也可以是廢氫氟酸，其重量應濃度》25%，為了獲得較快的酸蝕速度，最好使用含HF》30X的氫氟酸，最好是含HF》45X的濃氫氟酸。上述酸蝕浸泡操作在常溫常壓下進行即可，為了獲得較快的酸蝕速度，最好選擇平均室溫在2(TC以上的季節進行，或採用適當加熱方式，使酸蝕在》2(TC下進行；上述中和是用純鹼等鹼性物質將廢耐火材料表面殘存的氫氟酸進行中和。上述水洗即鏟亂物表面的浮灰用水衝去。上述精砂是採用重力洗選法等常規方法對混合精砂進行洗選得到的。在採用重力洗選法對混合精砂進行洗選前，如混合金砂中有較大的金屬片、粒，應揀選出，再將混合精砂碾細過篩。在用化學提純法從精砂中提取鉑、銠金屬前，將揀出較大的金屬片、粒併入精砂。混合精砂碾細後過80目或以上的篩。本發明從精砂中提取鉑銠金屬時採用的化學提純法系現有技術，在此不做詳述。與目前通用的機械粉碎、重力洗選富集回收鉑銠法相比，本發明新建立的用氫氟酸酸蝕法從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法具有工藝設備簡單，易於操作，節能省水，利於環保的優點，且避免了原料廢託磚上的凝積於局部面層的鉑、銠金屬在強力機械粉碎過程中被分散至整個體系而引起的富集損耗。目前通用方法中金屬鉑銠的回收率一般在75%以內，而本發明方法對鉑銠金屬的富集率達96%以上，化學提純收率一般大於98%。相對於原料廢耐火材料中鈾銠金屬含量的總回收率達95%左右，本發明較現行通用方法的鉑銠回收率高出20個百分點左右，顯著地提高了鉑銠金屬的總回收率。具體實施方式以下實施例中以拉制玻璃纖維的代鉑爐底部支護的鉑銠合金漏板的廢耐火材料(Wo)為原料，應用本發明對其凝積於表層的鉑銠金屬進行富集回收試驗，並用ICP-AES法跟蹤測定各步驟物料中的鉑銠含量，試驗中有關工藝參數和測試數據列於表l、表2、表3、表4中。將廢耐火材料的凝積有金屬鉑、銠的面層浸泡於氫氟酸中進行酸蝕浸泡，待該面層被浸泡到疏鬆後取出，經中和、水洗後對面層進行鏟刮，得到混合精砂，採用常規方法對混合精砂進行篩選後得到富集了鉑、銠的精砂，再用化學提純法從精砂中提取鉬、銠金屬。實施例1取玻纖代鉑爐廢託磚一塊(WG)，在室溫下用濃氫氟酸浸泡浸泡4小時，待該面層被浸泡到疏鬆後取出，經中和、水洗後對面層進行鏟刮，得到混合精砂(W混精)，用重力洗選法混合精砂進行篩選(過80目篩)後得到富集了鉑、銠的精砂(Wm)，餘下的為廢砂(W廢砂)再採用化學提純法對精砂進行回收得的鉑、銠金屬，總回收率為95.0%。本實施例經重力洗選法篩選後得到富集了鉑、銠的精砂(W，)以及丟棄的廢砂(W廢砂)的量匯於表l、表2中。各階段物料經用ICP-AES法測出的鉑銠含量，以及精砂經由化學提純法回收得的鉑銠金屬量，由計量和測試數據計算出的鉑銠金屬富集收率，精砂中鉑銠金屬的化學提純收率，相對於廢耐火材料中鉑銠金屬的總回收率列於表3、表4中。實施例2取玻纖代鉑爐廢託磚兩塊，用浸泡過鉑銠漏板的廢氫氟酸浸泡24小時後，採用和實施例1相對的方法進行後續處理。相關計量、測試數據以及計算結果匯於表l、2、3、45中。本實施例以廢耐火材料原料中鉑銠金屬含量為基準計算的鉑銠總回收率為95.1%。實施例3取玻纖代鉑爐廢託磚一塊，用較稀的廢氫氟酸浸泡一周(約170小時)後，採用和實施例l相對的方法進行後續處理。相關計量、測試數據以及計算結果匯於表l、2、3、4中。本實施例以廢耐火材料原料中鉑銠金屬含量為基準的鉬銠總回收率為95.4%。對照例取與實施例1、2、3中所用相似的廢託磚各一塊(每塊約750克左右)，經機械軋碎、球磨過篩得粒經小於O.lmm的物料。取該物料1000g(W。)，測得其鉑銠含量為0.32%。經初步重力洗選後析出W鵬685g，測得其鉑銠含量為0.08%，剩餘物經重複重力洗選後再析出廢砂(W廢砂)201g，測得其鉑銠含量為0.15%，最後得到富集了鉑銠的W精砂8.5克，測得其鉑銠含量為27.2%，由上述數據計算得W,中鉑銠金屬的富集率為72.2%洗選富集工藝中的鉑銠損耗率為27.8%其中，殘留於廢料、廢砂中的鉑銠為26.6%富集工藝過程中的損耗為1.2%顯然，該對照例中鉑銠金屬總回收率小於72.2%表l.酸蝕廢託磚富集回收鉑銠工藝一覽表tableseeoriginaldocumentpage6*機械粉碎、重力選礦富集鉑銠法**初步重力洗選析出廢料表2.酸蝕廢託磚富集回收鉑銠工藝質量統計表tableseeoriginaldocumentpage7***對照例同表1表3.酸蝕廢託磚富集回收鉑銠工藝鉑銠含量一覽表tableseeoriginaldocumentpage7*對照例同表1、表2表4酸蝕廢託磚富集回收鉑銠工藝富集率、回收率一覽表tableseeoriginaldocumentpage7*原料廢託磚Wo含鉑銠量見表3**對照例同表1、表2、表3。權利要求1、一種從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是將廢耐火材料的凝積有金屬鉑、銠的面層浸泡於氫氟酸中進行酸蝕浸泡，待該面層被浸泡到疏鬆後取出，經中和後對面層進行鏟刮，將鏟刮物進行水洗後得到混合精砂，對混合精砂進行篩選後得到富集了鉑、銠的精砂，再用化學提純法從精砂中提取鉑、銠金屬。2、按照權利要求1所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是使無鉑、銠凝積的面層保持在氫氟酸的液面之上。3、按照權利要求1所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是氫氟酸的重量濃度》25%。4、按照權利要求3所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是氫氟酸的重量濃度>30%。5、按照權利要求3所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是氫氟酸的重量濃度》45%。6、按照權利要求3所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是酸蝕浸泡操作在常溫常壓下進行。7、按照權利要求l所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是酸蝕浸泡選擇平均室溫在2(TC以上的季節進行或進行加熱，使酸蝕浸泡在^2(TC下進行，以獲得較快的酸蝕速度。8、按照權利要求1至7任意一項所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是採用重力洗選法對混合精砂進行洗選，得到富含鉑、銠的精砂。9、按照權利要求8所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是採用採用重力洗選法對混合精砂進行洗選，應揀選出混合金砂中較大的金屬片、粒，再將混合精砂碾細過篩。10、按照權利要求9所述從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，其特徵是在用化學提純法從精砂中提取鉑、銠金屬前，將揀出較大的金屬片、粒併入精砂。全文摘要本發明涉及一種從廢耐火材料中富集回收金屬鉑銠的方法，將廢耐火材料的凝積有金屬鉑、銠的面層浸泡於氫氟酸中進行酸蝕浸泡，待該面層被浸泡到疏鬆後取出，經中和後對面層進行鏟刮，將鏟刮物進行水洗後得到混合精砂，對混合精砂進行篩選後得到富集了鉑、銠的精砂，再用化學提純法從精砂中提取鉑、銠金屬。與目前通用的機械粉碎、重力洗選富集回收鉑銠法相比，本發明具有工藝設備簡單，易於操作，節能省水，利於環保的特點，且避免了原料廢託磚上的凝積於局部面層的鉑銠金屬在強力機械粉碎過程中被分散至整個體系而引起的富集損耗。本發明方法能使金屬鉑銠的富集效率提高20％以上。文檔編號C22B11/00GK101397608SQ20081023502公開日2009年4月1日申請日期2008年11月12日優先權日2008年11月12日發明者湯丹芬,蔣文爻,科顏申請人:中材科技股份有限公司