金属置换沉淀法是从定影液中回收银的简便方法之一。该法可以使用铁、铜、锌、铝和镁等金属,通常使用最多的是金属铁。置换前,最好先向定影液中加入0.5%体积的浓硫酸。金属置换法的主要缺点是置换金属溶解进入溶液中,使定影液不能返回使用。如铁的置换是在酸性定影液中加入铁片或铁屑、铁粉,银即被置换还原沉淀:
3NaAgS2O3+Fe=3Ag↓+Na2Fe(S2O3)3
置换作业是在搅拌下先向每升定影液中加入浓硫酸约5mL,至溶液转变为黄绿色为止。不可加入过量的硫酸。因为过量的硫酸会分解NaAgS2O3而使溶液呈乳白色混浊状,并使置换产出的银中含硫增加。但硫酸加得太少,沉淀在铁上的银不易洗下。当定影液放置时间过长,因吸收空气中的二氧化碳而酸化呈黄绿色时,则可少加或不加硫酸。
在静置条件下置换,一般使用薄铁片或铁屑。使用前,先经热水和稀盐酸浸洗,除去铁表面的油污和氧化物,并用清水洗净再加入定影液中。置换初期,由于铁的溶解并生成硫化物而使溶液发黑,最后溶液呈无色透明。置换过程约需48h。
置换完成后,倾去上清液并加水洗下铁片上的银。洗下的产物含微粒银粉、炭、氧化铁和硫化银等,呈黑色。将其静置沉淀后,倾去上清液、过滤并水洗1~2次。然后移入烧杯中,加约相同重量的铁片及适量浓盐酸煮沸15~20min,以还原硫化银并除去盐酸可溶物。再加水倾析洗涤2次,过滤,并用蒸馏水洗至无Cl-。干燥后获得的粗银粉,含银达98%以上。
据报道,将钢棉(或锌丝、铝屑或黄铜屑等)置于圆筒塑料置换槽下部设置的多孔板(假底)上,定影液从置换槽中心的供液管供入多孔假底板下面,溶液逆流上升通过多孔板与置换金属反应后,从槽上侧的溢流排液管排出,置换出的银粉落入槽底。在理论上每公斤铁可置换3.9kg银。当用于处理含银2.5g∕L的定影液时,4kg钢棉实际回收银3.42kg。当向定影液中加入乙烯系的碳氢化合物或叔胺基缓蚀剂后,可以阻止溶液对铁的腐蚀,使每公斤钢棉置换的银由1.48kg提高到1.56kg。
使定影液通过两只装有粒度100~2000μm铸铁粉的置换柱,经约30h,可从溶液中回收90%以上的银。
向每升定影液中加入1~30g柠檬酸盐,使之与银生成络合物,然后用铝屑或铝丝(或汽车上的废黄铜散热片)置换,就可在约1min的时间内将银置换出来。
取含银6~7g∕L、pH4.5的定影液320L,以135mL∕min的流速通过装有500g铝镁合金屑的置换槽,可回收1.95kg的银。