CN104259483A

CN104259483A - 一种铱铑合金废料回收的方法

Info

Publication number: CN104259483A
Application number: CN201410464614.5A
Authority: CN
Inventors: 董海刚; 赵家春; 崔浩; 刘毅; 李博捷; 杨海琼; 王亚雄; 童伟锋; 吴晓峰; 吴跃东; 保思敏
Original assignee: Kunming Institute of Precious Metals
Current assignee: Kunming Institute of Precious Metals
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明公开了一种铱铑合金废料回收的方法，其步骤包括：(1)熔融活化-酸溶：将铱铑合金废料与贱金属活化剂混合，在中频炉内经高温熔炼为合金，采用稀酸溶出贱金属，获得高活性铱铑物料；(2)铱铑物料氧化溶解-净化：高活性铱铑物料采用氧化溶解，溶液经浓缩后通过离子交换净化，获得较纯的铱铑混合溶液；(3)加压氢还原：纯铱铑混合溶液加入高压反应釜内，加热并通入氢气进行加压还原，获得纯铱铑混合粉。铱、铑回收大于98％，铱铑混合粉中杂质总含量小于0.05％。本发明能处理各种铱铑合金废料，工艺流程短，金属回收率高。

Description

一种铱铑合金废料回收的方法

技术领域

本发明属于贵金属回收技术领域，特别涉及一种铱铑合金废料回收的方法。

背景技术

铱铑合金主要用作高温抗氧化热电偶，是氧化性气氛中唯一可测到2000℃的高温热电偶。它又是高温试验及火箭技术，航空和航宇技术中的一种极其重要的测温工具。铱铑合金在制备、加工和使用过程中，所产生的铱铑合金废料具有极高的经济价值，必须对其进行回收再生利用。铱铑和其他贵金属、贱金属元素的分离及铱铑的相互分离是铂族金属提取冶金中的难题之一。铱铑富集、分离过程首先需要通过一定的技术手段使其转入溶液，但铱铑化学惰性，尤其是铱铑合金物料溶解十分困难，同时铱铑的化学性质相似，分离困难。目前，含铱铑物料溶解主要采用的方法有：(1)中温氯化法：含铱铑的物料或粗金属与氯化钠混合，通氯气氯化，产物用稀盐酸浸出可获得含氯铑酸钠和氯铱酸钠的溶液。该方法主要用于成份较简单的物料和铑、铱精炼时的粗金属转化，大规模应用的关键是设备的高温防腐问题。(2)金属碎化(活化)法：含铱、铑物料与铋、铅、锌、铝、锡等在高温下熔融成合金，用稀盐酸浸出贱金属后，所得高活性的铱铑细粉用王水、盐酸+氧化剂(Cl₂，H₂O等)溶解。(3)电化学溶解：在过量的浓盐酸、高电流密度下，石墨作电极，通入交流电能使难溶的Ir-Rh合金溶解。电化学溶解法的优点是溶解过程不引入新的杂质，电解液可以直接进入后序精炼工艺，缺点是溶解速度慢。(4)硫酸氢盐熔融法：铑熔融后生产可溶性硫酸盐与铱分离，该过程冗长且不能有效分离铱铑。(5)碱溶法：操作条件恶劣，浸出产物过滤困难，且往往需要反复几次才能使金属全部转入溶液。铱、铑分离的方法主要有(1)沉淀法；(2)离子交换法；(3)溶剂萃取法。

在铱铑合金废料回收方面研究报道较少，有研究提出对Ir-Rh₄₀合金废料通过高温锡活化，浓盐酸出去锡，合金粉采用王水溶解，TBP萃取分离，最终获得铱粉纯度>99.95％，回收率>75％，铑粉纯度>99.95％，回收率70％。

综上所述，针对以上方法存在着金属回收率低、工艺流程长等问题，需要开发铱铑合金废料高效回收技术。

发明内容

本发明的目的是在克服现有技术的不足，发明了一种高回收率、短流程回收铱铑合金废料的方法。

本发明的回收方法分为三个步骤：(1)熔融活化-酸溶；(2)铱铑物料氧化溶解-净化；(3)加压氢还原。

(1)熔融活化-酸溶：将铱铑合金废料与贱金属活化剂按质量比1:1～3混合，于中频炉内在1200～1300℃温度下熔炼为合金，采用6mol/L的盐酸溶出贱金属，获得高活性铱铑物料；

(2)铱铑物料氧化溶解-净化：高活性铱铑物料采用王水或盐酸+氧化剂(Cl₂，H₂O₂等)加热溶解，获得的铱铑溶液浓缩后，采用强酸性阳离子交换树脂进行离子交换净化3次，获得较纯的铱铑混合溶液；

(3)加压氢还原：纯铱铑混合溶液加入高压反应釜内，加热至温度110～130℃，通入氢气保持压力1～1.5MPa，还原2～4h，获得纯铱铑混合粉。

本发明的有益效果：

本发明步骤(3)采用加压氢还原在溶液中一步实现铱、铑的还原，获得铱铑混合粉，避免了铱、铑分离复杂工序带来的金属损失，提高了金属的回收率，得到的铱铑混合粉重新配料后可制备新的铱铑合金。本发明解决了铱铑合金废料回收率低、流程长等问题。本发明由于具有以上优势所以总体表现为：一、铱、铑的回收率高；二、工艺流程短；三、能够处理各种铱铑废料。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1，参见附图，称取100克Ir-Rh₂₅废料与300金属铝，置于石墨坩埚内，放入中频炉内在1300℃温度下熔炼60min，将合金物料倒入铁盒中捣碎，用6mol/L的盐酸溶出铝，过滤洗涤后，获得高活性铱铑物料，采用王水溶解，所得铱铑混合溶液浓缩、赶硝后，用001×7型强酸性阳离子交换树脂交换净化3次，获得较纯的铱铑混合溶液，将其置于高压反应釜中，加热至130℃，通入氢气保持氢气压力1.5Mpa，搅拌还原2h，过滤，充分洗涤、烘干后，获得高纯铱铑混合粉，其中杂质含量小于0.03％(见表1)，铱铑回收率为98.31％。

表1铱铑混合粉杂质含量

元素	含量/％	元素	含量/％
				Mn	<0.001	Pb	<0.001
Mg	～0.001	Sn	<0.001
				Al	～0.005	Si	～0.001
Ni	～0.003	Fe	～0.003
				Cu	～0.001	Zn	～0.001
Pt	～0.001	Au	～0.001
				Ag	～0.001	Pd	～0.007

实施例2，参见附图，称取100克Ir-Rh₂₅废料与300金属铝，置于石墨坩埚内，放入中频炉内在1300℃温度下熔炼60min，将合金物料倒入铁盒中捣碎，用6mol/L的盐酸溶出铝，过滤洗涤后，获得高活性铱铑物料，采用王水溶解，所得铱铑混合溶液浓缩赶硝后，用001×7型强酸性阳离子交换树脂交换净化3次，获得较纯的铱铑混合溶液，将其置于高压反应釜中，加热至130℃，通入氢气保持氢气压力1.2Mpa，搅拌还原3h，过滤，充分洗涤、烘干后，获得高纯铱铑混合粉，其中杂质含量小于0.05％，铱铑回收率为98.12％。

实施例3，参见附图，称取100克Ir-Rh₂₅废料与250金属铝，置于石墨坩埚内，放入中频炉内在1300℃温度下熔炼40min，将合金物料倒入铁盒中捣碎，用6mol/L的盐酸溶出铝，过滤洗涤后，获得高活性铱铑物料，采用王水溶解，所得铱铑混合溶液浓缩赶硝后，用001×7型强酸性阳离子交换树脂交换净化3次，获得较纯的铱铑混合溶液，将其置于高压反应釜中，加热至130℃，通入氢气保持氢气压力1.3Mpa，搅拌还原2h，过滤，充分洗涤、烘干后，获得高纯铱铑混合粉，其中杂质含量小于0.05％，铱铑回收率为98.06％。

Claims

1.一种铱铑合金废料回收的方法，其特征在于按以下步骤完成：

(1)熔融活化-酸溶：将铱铑合金废料与贱金属活化剂混合，在中频炉内高温熔炼为合金，采用稀酸溶出贱金属，获得高活性铱铑物料；

(2)铱铑物料氧化溶解-净化：高活性铱铑物料采用氧化溶解，铱铑混合溶液通过离子交换树脂进行净化，获得较纯的铱铑混合溶液；

(3)加压氢还原：纯铱铑混合溶液加入高压反应釜内，加热并通入氢气进行加压还原，获得纯铱铑混合粉。

2.根据权利要求1所述的一种铱铑合金废料回收的方法，其特征在于步骤(1)所述的活化剂为金属铝或铝合金，优选金属铝，用量为铱铑合金重量的1～3倍。

3.根据权利要求1所述的一种铱铑合金废料回收的方法，其特征在于步骤(2)所述的离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂，优选001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂。

4.根据权利要求1所述的一种铱铑合金废料回收的方法，其特征在于步骤(3)所述的通入氢气进行加压还原为将纯净的铱、铑混合溶液加入到高压反应釜中升温，通入氢气搅拌还原，获得纯铱铑混合粉，所述的加压氢还原温度110～130℃，氢气压力1～1.5MPa，还原时间2～4h。