海綿鉑回收，核廢料中鉑族金屬的放射化學(xué)分離
乏燃料后處理產(chǎn)生含鉑的放射性廢物（通常含Pt 0.5-2%，同時存在U/Pu同位素）：
屏蔽式溶解：
熱室操作，采用HNO3-HF混合酸（比例3:1）
鋯合金容器抗腐蝕，年損耗<0.1mm
萃取流程：
級：TBP萃取鈾/钚（回收率>99.99%）
第二級：Aliquat 336萃取鉑（分配系數(shù)達10^4）
去污因子：
γ活度從初始10^6 Bq/g降至1 Bq/g以下
法國Orano的La Hague工廠年回收鉑800kg
海綿鉑回收，海綿鉑的基本定義
海綿鉑是由鉑族金屬精礦經(jīng)化學(xué)加工制成的多孔性金屬聚集體，因其宏觀形似海綿而得名。根據(jù)ISO 1460標準，工業(yè)級海綿鉑指鉑含量≥99.95%的疏松狀金屬物料，堆積密度通常為1.5-3.5 g/cm3（僅為致密鉑的10-15%）。其微觀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為三維連通的孔隙網(wǎng)絡(luò)，孔徑分布范圍0.1-50 μm，比表面積可達5-20 m2/g。在貴金屬回收領(lǐng)域，海綿鉑既是精煉過程的中間產(chǎn)物，也可作為催化劑前驅(qū)體直接使用。
海綿鉑回收，海綿鉑的熱學(xué)行為
海綿鉑的熱膨脹系數(shù)（CTE）約為8~9×10??/°C（接近塊狀鉑），但因多孔結(jié)構(gòu)緩沖，實際熱應(yīng)力較低。差示掃描量熱法（DSC）顯示，其在300~500℃會出現(xiàn)放熱峰，對應(yīng)表面吸附氧的脫附及晶粒粗化。導(dǎo)熱性能方面，有效導(dǎo)熱系數(shù)僅0.5~5W/(m·K)，是優(yōu)良的隔熱材料。高溫（>600℃）下，海綿鉑會發(fā)生燒結(jié)，孔隙率以指數(shù)規(guī)律下降，比表面積可減少90%以上。為防止此現(xiàn)象，可在使用前預(yù)燒結(jié)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，或添加氧化釔（Y?O?）等燒結(jié)抑制劑。值得注意的是，海綿鉑的熔點（1772℃）與純鉑一致，但多孔結(jié)構(gòu)會加速高溫揮發(fā)，真空環(huán)境中需謹慎使用。
海綿鉑回收，鉑族金屬回收的等離子體原子化技術(shù)
射頻感應(yīng)耦合等離子體（ICP）在鉑回收中的創(chuàng)新應(yīng)用：
原料適應(yīng)性：
可直接處理含有機物20%的復(fù)雜廢料
溫度可達10000K，使所有組分原子化
分級冷凝系統(tǒng)：
級（1800℃）：回收鉑銠合金
第二級（1200℃）：收集鈀銀混合物
純度控制：
氧含量<10ppm（因等離子體還原氛圍）
英國Johnson Matthey實現(xiàn)99.999%純鉑制備
海綿鉑的回收技術(shù)
海綿鉑回收通常采用濕法冶金流程：1）預(yù)處理（機械粉碎→氧化焙燒去除有機物）；2）王水溶解（溫度控制在70-80℃避免生成難溶的氯鉑酸）；3）選擇性沉淀（先用氯化銨沉鉑，再用鋅粉置換殘余貴金屬）。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于孔隙結(jié)構(gòu)會吸附大量雜質(zhì)離子（如Fe3?、Cu2?），需增加離子交換或溶劑萃取純化步驟。新型回收技術(shù)包括：1）超臨界CO?萃?。兌瓤蛇_99.99%且不破壞海綿結(jié)構(gòu)）；2）生物吸附法（利用重組菌株選擇性富集鉑離子）；3）直接電化學(xué)再活化（針對燃料電池廢催化劑，恢復(fù)其ECSA的80%以上）。值得注意的是，回收過程中約5-15%的鉑會損失于廢酸和殘渣，需建立閉環(huán)處理系統(tǒng)。
海綿鉑鉑回收工藝的生命周期評估（LCA）比較
對主流回收技術(shù)進行全生命周期環(huán)境影響分析：
工藝 全球變暖潛值(kg CO?/kg Pt) 水耗(m3/kg) 二次廢物生成(kg/kg)
傳統(tǒng)王水法 5800 42 15
離子交換法 3200 18 3.5
生物吸附法 850 5.2 0.8
超臨界流體法 4100 9.7 1.2
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：
生物吸附法碳排放低，但處理能力僅適合小規(guī)模（<100kg/日）
離子交換法在萬噸級處理時環(huán)境效益優(yōu)
王水法需配套NOx催化轉(zhuǎn)化設(shè)備才能滿足歐盟BAT標準
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