碘化銠回收,核醫(yī)學(xué)廢料的特殊處理
放射性碘化銠(如1??Rh)需先固化(水泥或玻璃基質(zhì)),再通過:
離子色譜分離:去除??Tc等干擾核素。
電化學(xué)精煉:在硝酸體系中沉積非放射性銠。
美國Los Alamos實(shí)驗(yàn)室的回收流程確保放射性活度<1 Bq/g,符合NRC標(biāo)準(zhǔn)。
碘化銠回收,火法冶金在碘化銠回收中的應(yīng)用
火法冶金適用于高含量碘化銠廢料(如電極涂層)。將物料與助熔劑(Na?CO?)混合,在1200℃電弧爐中熔煉,銠以金屬形式沉降,碘轉(zhuǎn)化為氣體(用NaOH溶液吸收)。此方法處理量大(日處理1-5噸),但能耗高(每噸耗電3000 kWh),且銠回收率僅85-90%。改進(jìn)方向包括等離子體熔煉(提高溫度至1500℃)或添加碳粉增強(qiáng)還原性?;鸱ㄓ绕溥m合處理含有機(jī)物的廢催化劑,燃燒可同步去除載體活性炭。
碘化銠回收,熔鹽電解精煉高純銠
對純度要求≥99.999%的領(lǐng)域(半導(dǎo)體靶材),采用:
電解體系:RhCl?-LiCl-KCl熔鹽(450℃)
陰極電流密度:50-100 A/m2
陽極雜質(zhì)控制:銀網(wǎng)隔膜阻擋Pd/Pt遷移
日本田中貴金屬的熔鹽電解車間,年產(chǎn)3噸5N高純銠,雜質(zhì)總量<1ppm
碘化銠回收,溫電弧爐熔煉技術(shù)
針對高硅鋁基廢催化劑(SiO?>30%)的特種熔煉工藝:
溫度控制:1600-1800℃(普通電弧爐的1.5倍)
渣系設(shè)計(jì):CaO-Al?O?-SiO?=40:30:30,銠回收率提高12%
電極優(yōu)化:石墨電極中添加10%銅粉,壽命延長3倍
俄羅斯Norilsk鎳業(yè)的35MW電弧爐,單爐處理能力8噸/日,能耗18MWh/噸
碘化銠回收,銠-碘體系相圖指導(dǎo)回收
根據(jù)Rh-I相圖(見圖表):
低溫區(qū)(<200℃):穩(wěn)定存在RhI?,適合濕法處理
中溫區(qū)(200-400℃):分解為RhI?+ I?,可熱解法提純
高溫區(qū)(>600℃):完全分解為金屬銠,適合火法冶煉
美國NIST的相圖數(shù)據(jù)庫為工藝溫度選擇提供關(guān)鍵依據(jù)
碘化銠回收,高溫氯化法回收碘化銠
高溫氯化法適用于處理難溶銠廢料(如陶瓷載體催化劑)。將物料與氯化鈉混合,在500–800℃通入氯氣,生成可溶性RhCl?:
2 RhI? + 3 Cl? → 2 RhCl? + 3 I?
碘蒸氣通過冷凝回收,而RhCl?溶液經(jīng)鋅粉還原得到銠黑。該法在俄羅斯Norilsk鎳廠應(yīng)用,單次處理量5噸,銠回收率91%,但需嚴(yán)格控制氯氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
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