鉑銠絲回收,報(bào)廢石化催化劑中鉑銠的干法回收技術(shù)
針對含碳沉積的石化催化劑,開發(fā)無廢水產(chǎn)生的干法工藝:
流化床焙燒:
溫度600°C,通入5%O?/N?控制燃燒速率
集成余熱鍋爐回收能量(產(chǎn)生0.8MPa蒸汽)
鋁熱還原:
與Fe?O?/Al粉(比例1:0.3:0.2)混合
引發(fā)反應(yīng)后自蔓延溫度達(dá)2200°C,使γ-Al?O?載體與鉑銠分離
電磁分選:
交變磁場(50Hz,0.5T)分離磁性Fe-Al合金與非磁性鉑銠
沙特阿美公司采用該工藝后:
廢水排放降為零;
鉑回收率從濕法92%提升至96%;
處理成本降低40%。
鉑銠絲回收,報(bào)廢石化反應(yīng)器中鉑銠催化劑的回收
大型加氫反應(yīng)器(含Pt0.5%-Rh0.2%催化劑)的現(xiàn)場回收方案:
機(jī)器人切割:
防爆機(jī)械臂(ATEX認(rèn)證)
水射流(壓力380MPa)分解反應(yīng)器襯里
流化床分選:
氣速0.8m/s使催化劑顆粒與載體分離
移動(dòng)式回收車:
集裝箱式模塊化設(shè)計(jì)
日處理能力5噸
英國BP公司應(yīng)用后,單次作業(yè)回收鉑35kg,減少停工時(shí)間7天。
鉑銠絲回收,機(jī)械-物理聯(lián)合預(yù)處理工藝
鉑銠絲常與陶瓷、玻璃或塑料復(fù)合存在,分離是回收的前提。創(chuàng)新預(yù)處理工藝組合包括:
步驟一:低溫破碎
采用液氮(-196°C)冷凍脆化處理,使非金屬基體與鉑銠絲的粘結(jié)強(qiáng)度降低90%;
雙輥破碎機(jī)(間隙0.5mm)將物料粉碎至<3mm,貴金屬留存率>99.5%;
步驟二:渦電流分選
利用交變磁場(頻率200Hz)使導(dǎo)電的鉑銠絲產(chǎn)生排斥力,與非金屬分離;
加拿大Bunting公司設(shè)計(jì)的ECS-200系統(tǒng),處理量3噸/小時(shí),金屬回收率98%;
步驟三:靜電分選
在20kV高壓電場中,鉑銠絲因?qū)щ娦粤己醚杆俜烹?,與殘余塑料分離;
日本Nippon Magnetics的設(shè)備可使終貴金屬富集體純度達(dá)99.8%。
瑞士Umicore工廠采用該工藝組合后,預(yù)處理成本從120美元/噸降至45美元/噸,且避免傳統(tǒng)酸洗產(chǎn)生的含氟廢水(來自玻璃溶解)。
鉑銠絲回收,離心萃取技術(shù)分離鉑與銠
鉑銠分離是回收過程的難點(diǎn),傳統(tǒng)離子交換法周期長(>48小時(shí))。中國恩菲工程公司開發(fā)的三級離心萃取系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)突破:
工藝流程:
王水溶解:將鉑銠合金溶于逆王水(HCl:HNO?=3:1),形成H?PtCl?和H?RhCl?;
初級萃?。菏褂枚粱蛎眩―OS)在離心機(jī)(轉(zhuǎn)速3000rpm)中萃取鉑,單級萃取率>99%;
銠富集:剩余水相用TBP(磷酸三丁酯)萃取殘余鉑,銠留存水相;
反萃回收:NaOH溶液(2mol/L)反萃鉑,NH?Cl沉淀銠。
技術(shù)指標(biāo):
鉑銠分離系數(shù)(βPt/Rh)達(dá)10?,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)工藝的103;
全過程耗時(shí)<4小時(shí),試劑消耗降低70%;
產(chǎn)品純度:鉑>99.95%,銠>99.9%。
該技術(shù)已應(yīng)用于江西銅業(yè)的鉑銠回收生產(chǎn)線,年處理能力200噸,使銠的回收成本從800美元/盎司降至350美元/盎司。2023年獲得中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。
鉑銠絲回收,航天領(lǐng)域鉑銠廢料的特殊回收挑戰(zhàn)
航天發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴使用的鉑銠合金(如PtRh40)面臨極端工況(>2000°C),導(dǎo)致回收過程需應(yīng)對三項(xiàng)特殊問題:
表面改性層:高溫氧化形成的Rh?O?層(厚度5-20μm)需氫氟酸(HF)預(yù)處理,在60°C下超聲輔助剝離2小時(shí),否則熔煉時(shí)銠損失率達(dá)15%;
結(jié)構(gòu)件完整性:采用CT掃描定位內(nèi)部冷卻通道中的貴金屬殘留,配合微創(chuàng)鉆取技術(shù)(0.3mm鉆頭)回收,使材料利用率從75%提升至92%;
放射性污染:部分衛(wèi)星部件含钚-238污染,需在熱室中操作,使用CeO?基洗滌劑去污后再進(jìn)入常規(guī)回收流程。
歐洲航天局(ESA)2023年數(shù)據(jù)顯示,通過優(yōu)化上述工藝,航天級鉑銠回收純度達(dá)99.99%,滿足NASA MSFC-364D標(biāo)準(zhǔn),每公斤回收成本較原生金屬降低42%。
鉑銠絲回收,鉑銠納米線廢料的定向回收技術(shù)
針對柔性電子器件中的鉑銠納米線(直徑20-50nm):
選擇性溶解:
含0.1M EDTA的pH=8緩沖液
超聲輔助(40kHz)剝離納米線
電泳沉積:
電場強(qiáng)度50V/cm
沉積效率>99%
形貌保持:
低溫H?退火(200°C)恢復(fù)晶格完整性
新加坡國立大學(xué)團(tuán)隊(duì)證實(shí):
回收的納米線電阻率(12μΩ·cm)與新料相當(dāng);
適用于可穿戴設(shè)備二次制造。