低品位廢料中回收鉑和銠的工藝研究

摘要：玻璃纖維廠產(chǎn)出的廢耐火磚經(jīng)選礦回收后，尾礦仍含有一定量的鉑和銠。試驗(yàn)對(duì)尾礦進(jìn)行加壓酸浸處理，以期從低品位廢料中回收鉑和銠。在最佳浸出工藝條件下，耐火磚用量為100 g，液固比為5∶1，硫酸用量為55 g，氯化鈉用量為40 g，硝酸鈉用量為25 g，反應(yīng)溫度為200 ℃，系統(tǒng)壓強(qiáng)為1.6 MPa，反應(yīng)時(shí)間為4 h，鉑的浸出率可達(dá)66.51%，銠的浸出率可達(dá)57.69%。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用氯化鈉+硝酸鈉+硫酸體系處理該類型低品位廢料，可實(shí)現(xiàn)鉑和銠的高效浸出，該工藝具有較好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：低品位廢料；鉑；銠；回收；耐火磚；尾礦；加壓浸出

中圖分類號(hào)：TF837；X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）04-000-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.04.001

Research on the Process of Recovering Platinum and Rhodium from Low-Grade Waste

ZHANG Fan， WANG Fang， XIE Xue， LI Mei， YAN Ke

（Jiangsu BGRIMM Metal Recycling Science amp; Technology Co.， Ltd.， Xuzhou 221006， China）

Abstract： After the waste refractory bricks produced by the fiberglass factory are recycled through beneficiation， the tailings still contain a certain amount of platinum and rhodium. Experiments are conducted on pressurized acid leaching of tailings to recover platinum and rhodium from low-grade waste. Under the optimal leaching process conditions， the amount of refractory brick is 100 g， the liquid-solid ratio is 5∶1， the amount of sulfuric acid is 55 g， the amount of sodium chloride is 40 g， the amount of sodium nitrate is 25 g， the reaction temperature is 200 ℃， the system pressure is 1.6 MPa， and the reaction time is 4 h， the leaching rate of platinum can reach 66.51%， and the leaching rate of rhodium can reach 57.69%. The experimental results show that using a system of sodium chloride+sodium nitrate+sulfuric acid to treat this type of low-grade waste can achieve efficient leaching of platinum and rhodium， and this process has good application prospects.

Keywords： low-grade waste; platinum; rhodium; recycling; refractory bricks; tailings; pressure leaching

鉑銠合金具有優(yōu)良的抗氧化性及高溫力學(xué)性質(zhì)，耐玻璃腐蝕，制成的鉑銠合金漏板是玻璃纖維工業(yè)最關(guān)鍵的設(shè)備[1-2]。玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)程的溫度超過(guò)1 000 ℃，

在長(zhǎng)時(shí)間高溫狀態(tài)下，漏板中的鉑（Pt）和銠（Rh）會(huì)逐漸氧化、揮發(fā)，沉積到附近的耐火磚上，耐火磚中鉑和銠品位可保持在0.2～1.2 kg/t，具有較高的回收價(jià)值。目前，玻璃纖維耐火磚中回收鉑和銠的方法主要有選礦法、選冶聯(lián)合法、鐵富集法、王水溶解法和堿熔融法等[3]，其中選礦法具有較長(zhǎng)的研究歷史，應(yīng)用比較廣泛。研究表明，選礦法可用于從廢耐火磚中回收鉑、銠，應(yīng)用效果較好[4-5]。但經(jīng)選礦處理后，尾礦依然含有一定量的鉑和銠，仍具有一定的回收價(jià)值。本文采用氯化鈉+硝酸鈉+硫酸體系，利用加壓浸出技術(shù)從選礦處理后的耐火磚尾渣中回收鉑和銠。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)所用原料為玻璃纖維耐火磚經(jīng)選礦處理后的尾礦，主要成分含量如表1所示。從分析結(jié)果來(lái)看，耐火磚的主要元素為硅、鋁、鐵等，其中鉑含量為0.012 9%，銠含量為0.008 5%，鉑與銠的總含量達(dá)到0.021 4%，仍具有較高的經(jīng)濟(jì)回收價(jià)值。

1.2 試驗(yàn)方法

浸出試驗(yàn)在加壓釜中進(jìn)行。先稱取一定量的已磨細(xì)原料，將其置于加壓釜內(nèi)膽，按一定液固比加入硫酸、氯化鈉、硝酸鈉和水，隨后將加壓釜加熱至預(yù)設(shè)溫度，進(jìn)行機(jī)械攪拌浸出。浸出結(jié)束后，過(guò)濾、洗滌，濾液和濾渣（80 ℃烘干）分別取樣分析。其間分別開展條件試驗(yàn)，考察氯化鈉用量、硝酸鈉用量、硫酸用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等因素對(duì)鉑與銠浸出率的影響。

2 結(jié)果與討論

2.1 氯化鈉用量的影響

原料用量為100 g，反應(yīng)溫度為180 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，硝酸鈉用量為24 g，硫酸用量為50 g時(shí)，調(diào)節(jié)氯化鈉用量，將其分別控制在35 g、40 g、45 g、50 g，通過(guò)試驗(yàn)考察氯化鈉用量的影響，結(jié)果如圖1所示。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用氯化鈉+硝酸鈉+硫酸體系，對(duì)鉑和銠有一定的浸出效果。隨著氯化鈉用量的增加，溶液中氯離子的濃度逐漸升高，有利于鉑和銠的絡(luò)合，鉑和銠的浸出率有所增加，鉑的浸出率可達(dá)60.99%，銠的浸出率可達(dá)48.84%，氯化鈉用量大于40 g后，鉑和銠浸出率變化不大，因此氯化鈉用量選擇40 g即可。

2.2 硝酸鈉用量的影響

原料用量為100 g，反應(yīng)溫度為180 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，氯化鈉用量為40 g，硫酸用量為50 g時(shí)，調(diào)節(jié)硝酸鈉用量，將其分別控制在20 g、25 g、30 g、35 g，通過(guò)試驗(yàn)考察硝酸鈉用量的影響，結(jié)果如圖2所示。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著硝酸鈉用量的增大，鉑和銠的浸出率均有所升高，鉑的浸出率由47%提高到62%左右，銠的浸出率由42%提高到49%左右，表明硝酸鈉用量增加后，反應(yīng)體系的氧化氛圍增強(qiáng)，有利于鉑和銠的浸出。硝酸鈉用量達(dá)到25 g后，鉑和銠的浸出率提高有限，因此硝酸鈉用量選擇25 g即可。

2.3 硫酸用量的影響

原料用量為100 g，反應(yīng)溫度為180 ℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h，氯化鈉用量為40 g，硝酸鈉用量為25 g，調(diào)節(jié)硫酸用量，將其分別控制在45 g、50 g、55 g、60 g，通過(guò)試驗(yàn)考察硫酸用量的影響，結(jié)果如圖3所示。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著硫酸用量的增加，鉑和銠浸出率均有所提高，鉑的浸出率由43%提高至63%左右，銠的浸出率由41%提高至51%左右，表明提高體系酸度有助于鉑、銠的浸出。硫酸用量達(dá)到55 g后，繼續(xù)增加硫酸用量，鉑和銠的浸出率趨于穩(wěn)定，無(wú)明顯提升效果，因此硫酸用量選擇55 g即可。

2.4 反應(yīng)時(shí)間的影響

鉑、銠的溶解較為緩慢，為了提高鉑、銠的浸出效果，要選擇合適的反應(yīng)時(shí)間，因此考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)鉑、銠浸出率的影響。原料用量為100 g，硫酸用量為55 g，反應(yīng)溫度為200 ℃，氯化鈉用量為40 g，硝酸鈉用量為25 g，調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)間，將其分別控制在4 h、6 h、8 h，通過(guò)試驗(yàn)考察反應(yīng)時(shí)間的影響，結(jié)果如圖4所示。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，鉑和銠浸出率略有提高，鉑的浸出率由65.74%提高至67.40%，銠的浸出率由54.27%提高至57.84%。總體來(lái)看，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間對(duì)于鉑與銠的浸出效果提升有限，因此反應(yīng)時(shí)間選擇4 h即可。

2.5 反應(yīng)溫度的影響

反應(yīng)溫度對(duì)鉑、銠浸出的影響最為關(guān)鍵，由于鉑、銠的化學(xué)惰性較強(qiáng)，在常壓下難以實(shí)現(xiàn)較高的浸出率，通過(guò)提高反應(yīng)溫度、提升系統(tǒng)壓強(qiáng)，才可能實(shí)現(xiàn)鉑、銠的高效浸出，因此考察反應(yīng)溫度對(duì)鉑、銠浸出率的影響。原料用量為100 g，硫酸用量為55 g，

反應(yīng)時(shí)間為4 h，氯化鈉用量為40 g，硝酸鈉用量為25 g，調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，將其分別控制在160 ℃、

180 ℃、200 ℃、220 ℃，通過(guò)試驗(yàn)考察反應(yīng)溫度的影響，結(jié)果如圖5所示。由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著反應(yīng)溫度的升高，鉑和銠浸出率均有所提高，鉑的浸出率由61.26%提高至66.51%，銠的浸出率由44.80%提高至57.69%。反應(yīng)溫度達(dá)到200 ℃后，繼續(xù)提高溫度，鉑和銠浸出率提升有限，且溫度越高，設(shè)備的耐高溫、耐腐蝕性能要求越高，綜合考慮，反應(yīng)溫度選擇200 ℃即可。

3 結(jié)論

試驗(yàn)采用氯化鈉+硝酸鈉+硫酸體系，在加壓條件下處理選礦處理后的玻璃纖維耐火磚，在合適的浸出條件下，鉑和銠的浸出率可分別達(dá)到66.51%和57.69%。雖然鉑和銠的浸出率不高，但是該體系的腐蝕性弱，對(duì)設(shè)備的要求低，對(duì)于較難處理、回收率要求不高的物料。該工藝也可以作為一種有效的回收

方法。

參考文獻(xiàn)

1 張耀明，李巨白，姜肇中.玻璃纖維與礦物棉全書[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：35-36.

2 陳 松，張昆華，張吉明，等.玻璃纖維工業(yè)用鉑基漏板的結(jié)構(gòu)、制造和發(fā)展[J].貴金屬，2010（3）：70-77.

3 張 帆，吳祖璇，張邦勝，等.從玻纖工業(yè)廢耐火磚中回收貴金屬的研究進(jìn)展[J].中國(guó)資源綜合利用，2020（12）：113-115.

4 劉堅(jiān)志.用選礦方法從玻纖工業(yè)廢耐火磚中回收鉑銠合金[J].中國(guó)資源綜合利用，1984（3）：30.

5 郭俊梅，賀小塘，吳喜龍，等.選冶聯(lián)合法從玻璃纖維工業(yè)澆注料中回收鉑銠[J].有色金屬（冶煉部分），2013（12）：25-27.