CN108505069A - 一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，该方法包括：一、将铱铑合金废料和氧化铝混合后进行熔融电解，得到高活性的铱铑合金废料；二、向高活性的铱铑合金废料中加入盐酸溶液浸出，然后过滤收集滤渣并洗涤；步骤三、向滤渣中加入盐酸并通入氯气进行溶解，再通入硫化氢气体进行还原反应，得到料浆；步骤四、向料浆过滤后得到的滤液中通入氯气并进行蒸发浓缩，经过滤得到氯铱酸溶液和硫化铑渣。本发明采用熔融电解法活化掺杂了氧化铝的铱铑合金废料，氧化铝熔解的熔液渗透并腐蚀铱铑合金，提高了铱铑合金的活化性能，从而提高了铱铑的溶液转化率，进一步提高了后续处理中铱和铑的回收率，且活化过程中无需使用成本昂贵的中频炉设备。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法。
背景技术
铱是一种稀有元素，存在地球的地壳中，铱的化学性质很稳定，是最耐腐蚀的金属，铱对酸的化学稳定性极高，只有海绵状的铱才会缓慢地溶于热王水中，如果是致密状态的铱，即使是沸腾的王水，也不能腐蚀；铑是一种银白色、坚硬的金属，具有高反射率，铑金属通常不会形成氧化物，即使在加热时，大气中的氧仅被加热到熔点的铑吸收，但在凝固的过程中释放，铑不溶于多数酸，它完全不溶于硝酸，稍溶于王水。铱铑合金主要用作高温抗氧化热电偶，是高温试验及火箭、航空技术中的一种极其重要的测温工具。铱铑合金废料具有极高的经济价值，必须对其进行回收利用。
目前，从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法大多采用先将铱铑转入溶液中，再将铱、铑分离。铱铑合金废料溶解主要采用以下方法：(1)中温氯化法：将铱铑废料或粗金属与氯化钠混合后通氯气氯化，然后用稀盐酸浸出使得铱铑转入溶液中，但该方法无法处理成分复杂的铱铑合金物料。(2)金属活化法：含铱、铑物料与锌、铝、锡等在高温下熔融并形成合金，然后用稀盐酸浸出贱金属，浸出后滤渣用王水溶解使得铱铑转化进入溶液，该方法的熔融活化工艺需使用中频炉设备，成本昂贵；(3)硫酸氢盐熔融法：利用铑熔融形成可溶性硫酸盐与铱分离，该工艺铱铑分离不彻底；(4)碱溶法：该方法的铱铑转入溶液转化率很低。溶液中铱和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。这些方法均存在着铱、铑分离效果不佳、回收率低、工艺流程冗长的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法。该方法采用熔融电解法活化掺杂了氧化铝的铱铑合金废料，氧化铝熔解产生的熔液渗透并腐蚀铱铑合金，提高了铱铑合金的活化性能，从而提高了铱铑的溶液转化率，进一步提高了后续处理中铱和铑的回收率，且活化过程中无需使用成本昂贵的中频炉设备，操作简单，容易实现。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将铱铑合金废料和氧化铝混合后装入电解装置的铝电解槽中作为电解质，然后进行熔融电解，得到高活性的铱铑合金废料；
步骤二、向步骤一中得到的高活性的铱铑合金废料中加入质量浓度为5％的盐酸溶液进行浸出处理，然后进行过滤，收集滤渣并洗涤；所述浸出处理的温度为80℃～90℃；
步骤三、将步骤二中经洗涤后的滤渣放入钛高压釜中，然后加入质量浓度为35％的盐酸溶液并通入氯气进行溶解反应，再通入硫化氢气体进行选择性还原沉淀反应，得到含有沉淀的料浆；
步骤四、将步骤三中得到的料浆进行过滤，得到滤液，然后向滤液中通入氯气并进行蒸发浓缩，再进行过滤，得到的滤液为氯铱酸溶液，滤渣为硫化铑渣。
上述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤一中所述铱铑合金废料和氧化铝的质量比为1:3。
上述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤一中所述熔融电解的过程中电解装置的阳极电流密度为0.5A/cm2～1.5A/cm2。
上述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤一中所述熔融电解的温度为900℃～1000℃，时间为10h～50h。
上述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤三中溶解反应的温度为90℃～150℃，压力为0.5MPa～1MPa。
上述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤三中所述硫化氢气体的流量为0.3kg/h～5kg/h，所述选择性还原沉淀反应的时间为1h～5h。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用熔融电解法活化铱铑合金废料，熔融电解的过程中，掺杂在铱铑合金废料中的氧化铝先发生熔解，产生的熔液渗透并腐蚀铱铑合金，从而提高了铱铑合金的活化性能，缩短了活化时间，提高了活化效率，且活化过程中无需使用成本昂贵的中频炉设备，操作简单，容易实现；然后依次通过盐酸浸出、盐酸溶解和选择性还原，将铱铑转入溶液中，而铱铑合金的较高的活化性能提高了铱铑的溶液转化率，减少了废料中铱和铑的残留，提高了后续处理中铱和铑的回收率。
2、本发明将铱铑转入溶液中后，通过一步氯气蒸发浓缩反应，将铱和铑分离，经固液分离即可得到氯铱酸溶液和硫化铑渣，工艺简单，铱和铑的分离效果佳，分离损失小，进一步提高了铱和铑的回收率，并且得到的氯铱酸溶液和硫化铑渣可用于进一步的回收和利用。
3、本发明采用钛反应釜处理活化后的铱铑合金料，由于钛反应釜具备优异的耐压耐蚀耐高温性能，因此铱铑合金料的盐酸溶解过程中采用了较高的温度和压力参数，从而提高了铱铑的溶解率，进一步提高了铱铑的回收率，最终得到的氯铱酸溶液和硫化铑渣中铱和铑的回收率均高达95％以上。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例包括以下步骤：
步骤一、将100g铱铑合金废料和300g氧化铝混合后装入电解装置的铝电解槽中作为电解质，然后在温度为900℃的条件下熔融电解10h，得到高活性的铱铑合金废料；所述熔融电解的过程中控制阳极电流密度为0.5A/cm2；
步骤二、向步骤一中得到的高活性的铱铑合金废料中加入质量浓度为5％的盐酸溶液，在温度为80℃的条件下进行浸出处理，然后进行过滤，收集滤渣并洗涤；
步骤三、将步骤二中经洗涤后的滤渣放入钛高压釜中，然后加入质量浓度为35％的盐酸溶液并通入氯气，在温度为90℃、压力为0.5MPa的条件下溶解反应3h，再通入硫化氢气体在温度为70℃、压力为0.1MPa的条件下选择性还原沉淀反应1h，得到含有沉淀的料浆；所述硫化氢气体的流量为0.3kg/h；
步骤四、将步骤三中得到的料浆进行过滤，得到滤液，然后向滤液中通入氯气并进行蒸发浓缩反应，再进行过滤，得到的滤液为氯铱酸溶液，滤渣为硫化铑渣。
经检测，本实施例的铱回收率为95％，铑回收率为95.2％。
实施例2
如图1所示，本实施例包括以下步骤：
步骤一、将500g铱铑合金废料和1500g氧化铝混合后装入电解装置的铝电解槽中作为电解质，然后在温度为950℃的条件下熔融电解20h，得到高活性的铱铑合金废料；所述熔融电解的过程中控制阳极电流密度为1A/cm2；
步骤二、向步骤一中得到的高活性的铱铑合金废料中加入质量浓度为5％的盐酸溶液，在温度为85℃的条件下进行浸出处理，然后进行过滤，收集滤渣并洗涤；
步骤三、将步骤二中经洗涤后的滤渣放入钛高压釜中，然后加入质量浓度为35％的盐酸溶液并通入氯气，在温度为100℃、压力为0.8MPa的条件下溶解反应4h，再通入硫化氢气体在温度为75℃、压力为0.2MPa的条件下选择性还原沉淀反应2h，得到含有沉淀的料浆；所述硫化氢气体的流量为2kg/h；
步骤四、将步骤三中得到的料浆进行过滤，得到滤液，然后向滤液中通入氯气并进行蒸发浓缩反应，再进行过滤，得到的滤液为氯铱酸溶液，滤渣为硫化铑渣。
经检测，本实施例的铱回收率为97％，铑回收率为96.8％。
实施例3
如图1所示，本实施例包括以下步骤：
步骤一、将1000g铱铑合金废料和3000g氧化铝混合后装入电解装置的铝电解槽中作为电解质，然后在温度为1000℃的条件下熔融电解50h，得到高活性的铱铑合金废料；所述熔融电解的过程中控制阳极电流密度为1.5A/cm2；
步骤二、向步骤一中得到的高活性的铱铑合金废料中加入质量浓度为5％的盐酸溶液，在温度为90℃的条件下进行浸出处理，然后进行过滤，收集滤渣并洗涤；
步骤三、将步骤二中经洗涤后的滤渣放入钛高压釜中，然后加入质量浓度为35％的盐酸溶液并通入氯气，在温度为150℃、压力为1MPa的条件下溶解反应5h，再通入硫化氢气体在温度为80℃、压力为0.2MPa的条件下选择性还原沉淀反应5h，得到含有沉淀的料浆；所述硫化氢气体的流量为5kg/h；
步骤四、将步骤三中得到的料浆进行过滤，得到滤液，然后向滤液中通入氯气并进行蒸发浓缩反应，再进行过滤，得到的滤液为氯铱酸溶液，滤渣为硫化铑渣。
经检测，本实施例的铱回收率为98％，铑回收率为98％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将铱铑合金废料和氧化铝混合后装入电解装置的铝电解槽中作为电解质，然后进行熔融电解，得到高活性的铱铑合金废料；
步骤二、向步骤一中得到的高活性的铱铑合金废料中加入质量浓度为5％的盐酸溶液进行浸出处理，然后进行过滤，收集滤渣并洗涤；所述浸出处理的温度为80℃～90℃；
步骤三、将步骤二中经洗涤后的滤渣放入钛高压釜中，然后加入质量浓度为35％的盐酸溶液并通入氯气进行溶解反应，再通入硫化氢气体进行选择性还原沉淀反应，得到含有沉淀的料浆；
步骤四、将步骤三中得到的料浆进行过滤，得到滤液，然后向滤液中通入氯气并进行蒸发浓缩，再进行过滤，得到的滤液为氯铱酸溶液，滤渣为硫化铑渣。
2.根据权利要求1所述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤一中所述铱铑合金废料和氧化铝的质量比为1:3。
3.根据权利要求1所述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤一中所述熔融电解的过程中电解装置的阳极电流密度为0.5A/cm2～1.5A/cm2。
4.根据权利要求1所述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤一中所述熔融电解的温度为900℃～1000℃，时间为10h～50h。
5.根据权利要求1所述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤三中溶解反应的温度为90℃～150℃，压力为0.5MPa～1MPa。
6.根据权利要求1所述的一种从铱铑合金废料中回收铱、铑的方法，其特征在于，步骤三中所述硫化氢气体的流量为0.3kg/h～5kg/h，所述选择性还原沉淀反应的时间为1h～5h。
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