金鹽回收中的選擇性電沉積技術(shù)
選擇性電沉積通過控制電位實(shí)現(xiàn)多金屬溶液中金的回收：
技術(shù)原理
極化曲線分析：
Au(CN)??還原電位：-0.6 V vs SHE
Cu(CN)?2?還原電位：-1.1 V vs SHE
電位窗口控制：
工作電位-0.7至-0.9 V（抑制銅共沉積）
脈沖電位（正向-0.65 V，反向-0.3 V）
電極系統(tǒng)設(shè)計(jì)
組件 規(guī)格要求 功能特點(diǎn)
陰極 三維多孔碳（比表面積800 m2/g） 增大沉積面積，降低局部電流密度
陽極 鈦基混合金屬氧化物（MMO） 氧析出過電位高（>1.2 V）
隔膜 陰離子交換膜（DF-120） 阻止Cu(CN)?2?遷移
工藝指標(biāo)：
電流效率：92-95%
金純度：99.99%（Cu<5 ppm）
能耗：0.5 kWh/g Au
工業(yè)案例：
加拿大Mint電解廠采用此技術(shù)處理含Cu 20 g/L的廢液，金回收率99.3%
金鹽回收中的飛秒激光解離技術(shù)
超快激光（脈寬100 fs）選擇性剝離電子廢料中的金層：
工藝參數(shù)
參數(shù) 設(shè)定值 物理效應(yīng)
波長 515 nm 金吸收系數(shù)達(dá)10? cm?1
能量密度 0.5 J/cm2 超過金燒蝕閾值（0.3 J/cm2）
重復(fù)頻率 100 kHz 平衡效率與熱影響區(qū)
加工效果
剝離精度：±2 μm（可保留底層基材完整性）
金純度：99.9%（無銅、鎳等基材混入）
速率：處理手機(jī)主板達(dá)5 cm2/s
技術(shù)優(yōu)勢：
非接觸式加工避免機(jī)械應(yīng)力
廢氣僅需簡單過濾（無化學(xué)溶劑揮發(fā)）
設(shè)備成本：飛秒激光系統(tǒng)約$0.5M/臺，適合高值廢料處理
金鹽回收中的氧化技術(shù)
處理含氰廢水的深度氧化方案：
1. 臭氧催化氧化
催化劑：MnO?/Al?O?（比表面積180 m2/g）
動力學(xué)：
CN? + O? → CNO? + O?（k=3.2×103 M?1s?1）
終產(chǎn)物為CO?和N?（無二次污染）
2. 電化學(xué)氧化
陽極材料：BDD（摻硼金剛石）
操作條件：
電流密度100 A/m2
極板間距10 mm
處理效果：
CN?<0.1 mg/L（達(dá)標(biāo)排放）
能耗8 kWh/kg CN?
經(jīng)濟(jì)性對比
技術(shù) 投資成本($/t) 運(yùn)行成本($/m3)
堿性氯化法 50,000 1.2
臭氧氧化 120,000 0.8
電化學(xué)氧化 80,000 0.6
金鹽回收吸附材料與技術(shù)
新型吸附劑性能對比：
活性炭類
椰殼炭：孔徑2-5nm，吸附量12kg/t
煤質(zhì)炭：機(jī)械強(qiáng)度>95%，適用CIP工藝
離子交換樹脂
強(qiáng)堿性201×7：交換容量1.8mmol/g
螯合型IRC-718：選擇性系數(shù)Au/Cu=1500
功能化材料
硫醇改性SiO?：吸附速率常數(shù)k=0.12min?1
石墨烯氣凝膠：比表面積650m2/g，吸附量35kg/t
工業(yè)案例：
南非AngloGold的樹脂廠：處理量2000m3/d，尾液<0.01mg/L
動態(tài)吸附柱設(shè)計(jì)：徑高比1:4，空塔流速8BV/h
金鹽回收電解回收技術(shù)
電解法直接處理含金電解液，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)：
電解槽設(shè)計(jì)
陰極：鈦網(wǎng)（表面積2-5m2/m3）
陽極：DSA涂層鈦電極（IrO?-Ta?O?）
極距：50-100mm
工藝控制
電流密度：100-300A/m2
槽電壓：2.5-4.5V
溫度：50-70℃
流速：0.3-0.8m/s
產(chǎn)品特征
陰極金純度：99.95-99.99%
電流效率：85-92%
能耗：0.8-1.2kWh/g Au
創(chuàng)新應(yīng)用：
脈沖電解：占空比1:5，晶粒尺寸減小40%
流化床電解：處理濃度低至10mg/L
金鹽回收電解回收的動力學(xué)研究
金鹽回收電解過程受傳質(zhì)與電荷轉(zhuǎn)移雙重控制，其動力學(xué)特性表現(xiàn)為：
陰極反應(yīng)機(jī)理：
主反應(yīng)：Au(CN)?? + e? → Au + 2CN?（標(biāo)準(zhǔn)電位-0.6V vs SHE）
競爭反應(yīng)：2H? + 2e? → H?↑（需維持pH>10抑制析氫）
關(guān)鍵動力學(xué)參數(shù)：
參數(shù) 典型值 影響規(guī)律
交換電流密度j? 1.2×10?3 A/cm2 隨溫度升高呈指數(shù)增長
傳遞系數(shù)α 0.52 與電極表面粗糙度正相關(guān)
擴(kuò)散層厚度δ 50-100μm 與流速的-0.5次方成正比
強(qiáng)化措施：
脈沖電解：采用占空比1:4的方波（f=50Hz），使晶粒尺寸從20μm降至5μm
流體擾動：在電解槽中設(shè)置靜態(tài)混合器，極限電流密度提升至350A/m2
添加劑調(diào)控：添加1ppm的Pb2?可使沉積過電位降低120mV
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