貴金屬二次資源回收及檢測方法研究

吳瑩瑩，張 坤，楊文龍，陳 龍，汪子翔，劉天祥，郭禹杉

（沈陽工業大學石油化工學院，遼寧 遼陽 111003）

貴金屬一般是指金、銀和鉑族金屬(釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑)等8種金屬元素。這些金屬色澤鮮明，與一般化學品反應的活性較低，通常情況下不易發生化學反應。因其獨特的性質，常被廣泛的應用在電子信息、醫療、工業等技術領域。貴金屬資源短缺，價格昂貴，其廢料的回收利用價值比普通金屬高得多，因此也被稱作珍貴的“二次資源”。西方國家將貴金屬二次資源的回收利用與其他礦產資源放在同等的地位上，并形成了非常完備的貴金屬二次資源回收利用體系。同西方國家相比，我國雖起步較晚，技術管理方面也略有不足，但經過多年的發展，也形成了較為完善的體系。

我國是貴金屬資源稀少的國家，因此通過簡單的工藝對貴金屬二次資源的回收利用在目前我國倡導資源可持續發展的背景下具有重大的意義。隨著貴金屬二次資源回收利用技術的發展，越來越多的人逐漸關注其帶來的分析檢測問題。檢測分析方法合理的選擇與使用可能會帶來較高的經濟效益。

貴金屬廢料主要來源于廢舊電器和廢催化劑等。本文主要綜述了從廢舊電器和廢催化劑中回收貴金屬的方法以及貴金屬的檢測方法。

1 貴金屬二次資源回收技術

1.1 廢催化劑中貴金屬的回收利用

廢催化劑提取貴金屬并回收利用，根據國內外的研究，大部分均基于這三個研究步驟：提取貴金屬、吸附去除水中的污染物、再生再利用。

提取貴金屬。廢催化劑含有許多貴金屬，可以將其回收再利用。其工藝過程大致包括焙燒、氨水浸取、凈化分離、酸沉等步驟。由于廢催化劑中鉬含量(質量分數一般為5%～10%)較輝鉬礦中鉬的含量低得多,因此該法存在產能低下，氨需要量大，效率較低等問題[1]。

吸附去除水中的污染物。吸附技術是污水處理的常用技術之一，利用廢催化劑面積較大等特性來處理吸附污水，但是振蕩時間、溫度、pH值均對吸附效果有較大影響，且對在堿性條件下進行的反應堿濃度要求嚴格，國內外目前還沒有對這些條件的具體研究。

催化劑的再生再利用。單元操作過程的催化劑，需要經歷一系列失活情況，如金屬氧化物等產生引起的失活現象。目前有，熔燒、酸浸、水洗、活化、干燥等方法使催化劑再生。

1.1.1 廢催化劑提取貴金屬的相關研究

馬曉東[2]探討大多數物質均存在著含量不菲的鉑催化劑，含量高于同期的礦床，于是，這類催化劑便具有著很高的利用價值，使得逐漸變為當今研究核心。

為此，對其中的相關領域進行了深度研究[3]，并為當今世界化工轉型提供了寶貴的意見。想要提取回收利用這類金屬，需要許多步驟，綜合國內外，即應先進行研磨等細化處理[4]，接著使其中的金屬分離，最后再凝練提取出這類金屬。關于廢催化劑的回收利用，以其處理方式不一，可以簡單劃分為火法和濕法。

1.1.2 廢催化劑吸附水體污染物的相關研究

李丹丹[5]對催化劑進行一系列系統化處理，以固定方式，將物質Ni-TiO2嵌入廢催化劑，研發出Ni-TiO2-FCC廢催化劑，并加以使用。通過對其Ni的探討研究，并探究各種因素如攝入量對其處理效果影響，對其這類處理過的廢催

化劑進行著重分析，結果表明此類處理方法不僅使得原金屬變得無害，并使其解離效果提高不低于80%。

1.1.3 廢催化劑的再生再利用的相關研究

崔瑞利[6]等對其進行了一系列研究，再利用各種方式來進行表示研究，體驗見各種性能查情最終發現回復比較好，并使得脫率得到了大幅度的提高，使得再生后的有少量物質生成，使其活性得到抑制。溫度得以提高，但是活性被抑制。

1.2 廢舊電器中貴金屬的回收利用

1.2.1 廢舊電器中回收貴金屬的一般方法

傳統的從廢舊電器中回收貴金屬一般都要先經過預處理，這是后期回收利用的前提保障。目前，火法煉金、濕法煉金是作為傳統的處理廢舊電器的主要方法。火法冶金就是在高溫條件下通過一系列的物理化學方法，使其中的金屬與脈石或其他雜質分離，通過高溫將其中的非金屬物資燒成灰，保留金屬的熔融狀態，再通過其它方式與金屬形成合金，得到可以利用的貴金屬[7]。濕法煉金最早可以追溯到公元前200年，早在西漢時期就有膽礬法提銅的記載。其原理是利用浸出劑將廢棄電器零件中的金屬成分溶解在溶液中，進而實現貴金屬的分離和提取[8]。火法煉金、濕法煉金作為傳統的回收貴金屬的方法，被廣泛的使用，但其技術問題還需要不斷地改進和解決。

1.2.2 廢舊電器中回收貴金屬的新技術

在傳統回收金屬的方法面臨一系列的問題時，一些新技術、新方法應運而生。這其中便包括了電化學溶解法和微生物浸出法。電化學溶解法類似于電解池電解，其原理是通過在電解槽陽極發生反應，使處于陽極的混雜的金屬有選擇性的電離溶解，從而達到從廢棄物中回收金屬的目的。而另外一種微生物浸出法則是利用微生物及其代謝物的氧化作用，其原理是通過三價鐵離子的氧化性將一些被包裹的貴金屬裸露出來，二價鐵離子可被細菌氧化，從而達到循環使用的效果[9]。這也是該方法具備的優點之一，除此之外微生物浸出法的操作便捷，在從廢舊電器中回收貴金屬領域具有潛在的技術優勢。

2 貴金屬的檢測方法

2.1 X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜法是目前實驗室進行貴金屬檢測的一種有效分析檢測方法,其優點是可以快速的測定，能夠準確地測定貴金屬中元素的含量，并且檢測對貴金屬樣品不會造成損壞，已被制定為國家標準檢測方法[10]。

就貴金屬飾品而言，X熒光光譜法檢測時特別需要注意的問題是測試點的選取，這是決定測試結果的重要因素。因為即使是相同廠家生產的同一產品，也會因為一些因素的影響而存在差異。在測試過程中若發現異常，則需要分析是否是貴金屬樣品焊接點的問題，若是，則可通過檢測結果大致的估計焊接點處的影響，一般來說，焊料略低于標稱值，如果飾品焊點不多，可忽略焊料對貴金屬飾品的影響。若焊料貴金屬純度極低并且對貴金屬飾品工藝焊點要求很多時，則會降低整體飾品的貴金屬純度[11]。

2.2 密度法

密度法是利用浸水稱重間接測量出樣品密度，進而計算出貴金屬純度的方法。此法著重對樣品整體純度的檢測，因此也受到樣品重量和形狀的影響[12]。樣品重量的大小會對測量結果產生不同的影響，會對讓測量結果產生誤差。若樣品為密閉空心狀時，使用該方法測量時，會因樣品內部無法排出氣體，而致使樣品的排水量的測量結果不準確，從而得不到樣品準確的純度。而在實際測量應用中，我們常將密度法和X射線熒光光譜法結合應用[13]，從而得到較為準確地測量結果。

3 結語

隨著我國經濟的日益發展以及對資源重復利用的重視，在提倡綠色環保和循環經濟的主流背景下，貴金屬二次資源的回收利用技術以及檢測分析方法也隨著現代科技的進步而逐漸豐富。在未來，簡單有效并且綠色環保可行的技術將會是貴金屬二次資源回收工藝的主要研究方向。而測量簡便、高效、準確度高的檢測方法也將在貴金屬檢測領域受到越來越普遍的關注。