从废料中回收贵金属
来源:网络 作者:网络转载 2019-10-14 阅读:948
一、贵金属的生产和消费概述 在贵金属中,生产规模最大的当属银。1983年,世界用原生物料产银9800吨,计含从再生原料回收的银,总量1.53万吨。再生原料占原生物料的56%。为了对含银废料返回再生有色冶金工业利用有一个概念,需要了解银在各工业部分使用的基本途径。上述情况对其它贵金属也是如此。 美国的银消费结构最有代表性,这一结构的主要数据如下(%): 感光材料 | 38 |
电气与电子设备 | 24 |
焊料 | 7 |
催化剂 | 6 |
镀银物品 | 5 |
硬币 | 2 |
其它 | 15 |
在各种照像材料、银锌电池以及其它蓄电池的生产中,银的用量在不断增加。美国的原银生产虽然在世界上占有主导地位,但其银需求量的53%左右却是来自再生银,其中有9%是硬币重熔再生银。美国居民手中积存的银币和银锭有4.666万吨,银首饰2.644万吨。 产量居第二位的贵金属是金。1983年资本主义国家产金总量为1040吨,其中南非占680吨。 现将资本主义世界金的消费结构(占产量的%)列出如下: 消费项 | %(吨) |
制币 | 18.6(179) |
首饰 | 12.5(120) |
电子仪器 | 8.43(81) |
镶牙 | 6.45(62) |
奖章和徽标 | 1.56(15) |
其它装饰用 | 7.0(67) |
其余黄金进入各国的国家储备。如,1983年印度尼西亚黄金储备由9吨增至74吨,南非黄金储备增加了65吨等。美国已停止从储备中出售黄金,加拿大1983年出售了67吨。 世界共储备5.5986万吨黄金,其中3.4214万吨为各资本主义国家政府黄金储备,1.8662万吨为私人所掌握。 电子工业和装饰品用过的黄金,属于再生金。美国利用再生原料回收黄金的产量1980年为62.5吨,1981年为68.4吨,1982年为43.0吨。 资本主义国家1981年原生铂产量为76.8吨,其中南非矿料产铂占67.8吨。美国再生铂产量≈5.3吨,占铂总产量的6.9%。1981年原生钯产量估计38.9吨,其中27.9吨产于南非。再生钯的产量占钯的市场供应量的12%(平均)。根据预测。资本主义国家和发展中国家1985年的铂族金属消费水平以及1985~1990年间铂族金属的平均增长率为: | Pt | Pd | Ru | Rh | Ir | Os |
消费水平(吨) | 68.5 | 74.5 | 5.35 | 3 | 1.52 | 0.08 |
平均增长率(%) | 2.9 | 7.4 | 3 | 1.8 | 3.5 | 1.4 |
[next] 表1是1985年的铂族金属消费结构。 表1 铂族金属消费结构(%)部门 | Pt | Pd | Rh | Ru | Ir | Os |
汽车工业石油净化化学工业电气工程首饰工业玻璃工业医药工业其 它 | 17.37.511.210.835.56.53.77.5 | 61.112.1836.24.80.236.22.7 | ——33.461.5——0.94.2 | ——22.936.210.421.90.18.5 | ——10.350.420.50.63.33.3 | ——35.7——64.3—— |
铂和钯的主要用户,是汽车工业(废气完全燃烧催化剂)、化学工业(耐蚀仪器和催化剂)和电气工业。近年来,铂族金属的消费在汽车工业成下降趋势,在电气工业则呈大量增加趋势。 应当指出的是,进入再生有色冶金工业的黄金、铂和铂铜的数量并不大。这种情况可以认为是合乎清理的,因为贵金属耐蚀、损耗比较小。许多贵金属进入了各国的国家储备。居民手中的各种贵金属制品返回再生有色冶金工业的量是极其有限的。 图1列出了贵金属从原矿到制取精料的流程,经过精炼的物料入国库储存,留待专业加工企业进一步加工成半成品和成品,然后用于各技术与工业部门及人们的生活中。用毕报废的材料、零部件与制品,最终变为再生贵金属厂的原料储存。 图1 贵金属周转实例图[next] 应当指出,再生原料的积存不仅限于各种制品和材料的使用范围内,而且见于各类加工企业的工业流程实施过程中(生产中产生的废品、废料)。就此而论,可将加工企业分为循环的企业;第二类——生产工艺为开路循环的企业,所有含贵金属的生产废料送往再生贵金属厂。 再生贵金属厂的主要作用,是制取上交国家储备的二次精炼产品。此外,是用制取的精炼产品生产相应加工企业所需要的半成品。贵金属含量较高的中间产品,需要更加先进的处理工艺,因此这些中间产品一般由再生贵金属厂送入精炼厂。再生贵金属厂生产的贵金属含量低的中间产品或者较低品位的原料,送入其生产工艺中包含制取贵金属商品精矿的冶炼厂。有些再生原料成分纯,可以不送再生贵金属厂而直接入精炼厂。精炼的金属作为加工产品。 二、返给贵金属再生工厂废料的方式 含贵金属的再生原料返回制度,在(前)苏联是由相应的条例规定的,条例包括一系列旨在保证废料的统计、完全回收和上交前预处理的规则和措施。此条例已经在所有再生贵金属加工企业以及使用这些加工企业产品(仪表,蓄电池,无线电装置,热电偶,废催化剂,废精密机械和废旧航天-航空技术设备,加工后的中间产品,废旧首饰和牙料废料)的各工业与技术部门中的有关企业推广实行。根据条例规定,将再生原料上交给相应的再生贵金属厂和精炼厂,等同于将贵金属上交给国库。由于这一原因,对再生原料中回收成分含量的鉴定工作,即交由这些再生贵金属厂和精炼厂负责。 在将再生原料发往再生贵金属厂或精炼厂之前,应当按照所回收的金属(合金,复合材料,泥,盐,粉,废蓄电池,废零件,感光材料的处理废料)类型和含量先进行分类。每种再生原料都应登记,注明类型、贵金属及其它成分的含量。类型和含量应根据事先分析的数据或产品生产厂家的说明书数据填写。 在从事感光材料、一定类型的催化剂(主要是载体)以及电镀层生产的许多加工企业中,经常会积存有大量不宜运输的中间产品(如溶液)。因此,每个加工企业的生产工艺中都应包括贵金属的预选,以制取干式盐类、置换物、泥、灰和其它产品。这种含贵金属预选工艺,其重要特点是避免了中间产品中有用组分的无可挽回损失。 在(前)苏联各个城市中,建有对感光材料处理废料(电影拍摄与照像用过的废胶卷,废x光胶片,定影液,冲洗水)进行集中回收和预选的专业网点与车间。各专业网点和废料提供单位不进行按上交废料中贵金属含量多少所进行的结算,但是负责对供料进行鉴别分类。各专业网点的主要任务,是制取含银精矿(灰分,盐类),以便以最小损失运至再生贵金属厂。 在运送之前,再生原料应当能够保证其在运输过程中完好无损的包装物(带有铅封的聚乙烯盖装容器,聚乙烯袋,麻布袋,木箱)包装。对金含量不超过0.05%和银含量不超过1%的大批量废料(渣,制镜碎片,炉体碎块),可以不包装而采用敞篷车厢发送再生贵金属厂。 进入再生贵金属厂和精炼厂的原料应达到下列要求: (1)废品、锭、各种金属与合金废料(未经解体的废蓄电池除外)的厚度不应超过150毫米,长度不应超过400毫米; (2)粉、盐、泥、灰等,应经粉磨和筛分,筛孔不得大于1毫米,筛上产品(金属和非金属物)作为单独一种废料供应; (3)各种废品(未经解体的废铅蓄电池除外)应去除塑料、陶瓷等覆盖所要回收的金属的物料; (4)水分和其它挥发成分的极限含量不应超过10%(重量); (5)不得含有易爆、有毒、易燃和放射性物质。[next]三、废料基本类型的特征 含贵金属的再生原料的主要特点是:种类极为繁杂;回收元素含量变化范围大;金属和非金属成分——盐、分散度不同的金属混合物、回收元素均匀分布和局部分布的金属与非金属致密物料的伴生组分物质构成多样化。 1、含银再生原料 含银再生原料包括: (1)银锌、银镉和银镁的废蓄电池。蓄电池电极是银与铜或者镀银的栅板,其中分别加有含银(Ag,Ag2O)和含锌的粉末。这些电极还配有镀银耙式插头和银导线。在银镁电池中,正极是应表面镀有一层氯化银的银网或银箔制成的。 (2)废电触头 (3)报废的粉末冶金法含银制品,其中包括金属陶瓷触头。 (4)含银在70%~80%以下的废催化剂。 (5)含与在0.5%~20%的浸银废料(浮石,石英砂,灰尘,细粉,织物,棉花等)。 (6)由废镀银液和酸洗液中分离银(比如,采用加锌或加铝置换沉淀)制取的金属银泥(含银2%~90%)。 (7)带有含银镀层的各种金属(铁,钢,钨,钼,有色金属合金)和非金属(玻璃,塑料,陶瓷)废品。金属银镀层厚度在10~1800微米。 (8)金属和非金属的粉末(含银10%~99.9%)。 (9)各种零件和制品生产中产生的废料,包括用这类废料炼铸的锭(含银60%以下)。 (10)含金属银的废胶片焚灰。 (11)含金属银(胶体)的电影与照像用过的废料。这些废料的基体是三醋酸脂或三硝基醋酸胶片、动物胶聚乙烯醇。 (12)报废的但并未用过的电影与照像材料,其纸质或醋酸底板上带有乳胶层,含有除动物胶和聚乙烯醇以处的胶体卤化银。 (13)有定影液(含银30%~50%)析出金属过程中制取的硫化银(有时是同金属银混杂在一起)。沉淀物中含铁、氧化铝、硅石和有机夹杂物。 (14)在电影胶片生产厂和照像纸生产厂的再生银车间制取的溴化银、硫氰酸银和氯化银沉淀物。其成分中包括胶乳、氧化铝、碳酸钾、碎玻璃(含银35%~50%)。硫氰酸银是从铋的生产废液(含银40%~50%,含铋10%~15%)中制取的。 2、含金再生原料 从后续冶金处理工序来看,含金再生原料可分为两类:第一类是金、银和贱金属,第二类是金、铂族金属、银和贱金属组分。属于第一类的物料有: (1)高成色的金废品,含银30%以下、含铜15%以下的废首饰,银铜合金的废工业品。 (2)采用加锌置换法由废镀金液制取的金(和银)的置换沉淀物(含金50%以下)。 (3)有镀金层的废次工业品和首饰。镀层厚度2~10微米,基体材料为难溶金属(W,Mo)、镍、铜、铁以及合金(如柯伐铁镍合金)。 (4)涂金木器(Au约0.1%,Ag0.1%)焚烧后获得的以及从固体物体上剥取的含金(20%以下)料。 (5)含铁、铝、硅、铬的氧化物以及碳化硅研磨粉末和研磨膏(Ag1%~8%,Au5%~18%)。 (6)半成品以及再生原料的熔炼(试车)过程中产生的炉渣,含Au0.1%和Ag1%。 属于第二类的物料,见“含铂再生原料”一节。 3、含铂再生原料 所有含铂再生原料通常都在精炼厂和冶炼厂处理。作为精炼厂原料的含铂再生原料包括: (1)用铂或贵金属与有色金属的合金做成的制品废件。 (2)经过预选铂族金属的再生贵金属厂料,其中包括带有载体的废铂催化剂和废钯催化剂(铂和钯含量不低于10%~15%)。 (3)浸有贵金属的炉衬和烟道砖块(含银0.7%~2.0%,含金和铂族金属0.3%~0.5%以下),其成分中包括熟料、镁石、石英、粘土。 进入冶炼厂的再生原料,通常是铂族金属含量较低的大批物料(如,铂和钯的含量在0.05%~0.5%的各种废催化剂)。