CN110735041A - 一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于金属溶解技术领域，提供一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，包括如下步骤：A、将难溶金属废料与水混合放入溶解釜中，并加入催化剂后进行搅拌、加热；催化剂为无机盐;B、在溶解釜中通入氧化性气体，并加入酸性液体将溶液PH值调到呈强酸性；C、将氧化剂溶液加入到溶解釜中氧化酸浸难溶金属废料，当溶液pH值升高到弱酸性时停止加入；D、在溶解釜中加入酸性液体将溶液pH值再次调到呈强酸性后，再继续加入氧化剂溶液，直到溶解釜中的溶液呈弱酸性时停止加入氧化剂溶液；E、将步骤C和步骤D循环进行，直到难溶金属废料全部溶解。本发明通过催化剂促进难溶金属废料的酸溶速度，提高氧化剂溶液的利用率。

Description

一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法
技术领域
本发明属于金属溶解技术领域，尤其涉及一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法。
背景技术
由于一些金属废料（如金、铱）的核外电子层结构使得其活性很低，导致其难于充分溶解，在传统的溶解反应中单纯用酸浸的方法难于溶解该类金属废料，因此，需要提供一种便于充分溶解难溶金属的方法。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，旨在解决现有技术中的耐酸碱腐蚀及抗氧化的有价金属废料在资源再生过程中难以被充分酸浸成溶液的问题。
本发明实施例是这样实现的，提供一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，包括如下步骤：
A、将难溶金属废料与水混合放入溶解釜中，在所述溶解釜中加入催化剂后进行搅拌、加热；所述催化剂为无机盐;
B、在所述溶解釜中通入氧化性气体，并加入酸性液体将所述溶解釜中的溶液PH值调到呈强酸性；
C、将氧化剂溶液加入到所述溶解釜中进行氧化酸浸难溶金属废料，当所述溶解釜中的溶液pH值升高到弱酸性时，停止加入所述氧化剂溶液；
D、在所述溶解釜中加入所述酸性液体将溶液pH值再次调到呈强酸性后，再继续加入所述氧化剂溶液，直到所述溶解釜中的溶液呈弱酸性时停止加入所述氧化剂溶液；
E、将所述步骤C和所述步骤D循环进行，直到难溶金属废料全部溶解，使所述溶解釜中的溶液成为金属盐溶液。
进一步地，所述难溶金属废料为耐酸碱腐蚀耐氧化的贵金属或合金。
进一步地，所述难溶金属废料为金、铂或者钴镍合金。
进一步地，在所述步骤A中，所述难溶金属废料与水的固液质量比为1：12至1：8。
进一步地，在所述步骤A中，加热温度为60℃～100℃，所述步骤B至步骤E中酸浸难溶金属废料的时间为2小时至10小时。
进一步地，所述酸性液体为硫酸、硝酸、盐酸中的一种或几种。
进一步地，所述氧化性气体为氧气或臭氧。
进一步地，所述氧化剂溶液为双氧水溶于水的溶液或过硫酸盐溶于水的溶液，所述双氧水或过硫酸盐在所述氧化剂溶液中的质量分数为10%～40%。
进一步地，所述步骤B和步骤D中，加入酸性液体将所述溶解釜中的溶液PH值调到呈强酸性的氢离子浓度为0.1～2mol/L；在所述步骤C中，所述溶解釜中的溶液PH值升高到弱酸性时的PH值为3～6。
进一步地，在所述步骤E后还包括如下步骤：F、在所述溶解釜中过滤出所述催化剂重复用于酸浸难溶金属废料。
本发明实施例与现有技术相比，有益效果在于：本发明通过将难溶金属废料与水混合放入溶解釜后，再加入催化剂进行搅拌、加热，然后再加入氧化性气体和酸性液体，使溶解釜中的溶液呈强酸性，然后加入氧化剂液体，使溶解釜中的溶液呈弱酸性后停止，然后再依次操作使溶解釜中的溶液在强酸性与弱酸性转化，直至难溶金属废料全部溶解，实现耐酸碱腐蚀及抗氧化的金属废料在资源再生过程中被充分酸浸成溶液。在此过程中，通过氧化性气体和氧化剂溶液来对难溶金属进行循环氧化，通过加入为无机盐的催化剂，增强了氧化剂溶液的氧化性，提高氧化剂溶液的利用率，对难溶金属废料更容易氧化，进而促进难溶金属废料的酸溶速度，使难溶金属废料更容易溶于酸中形成金属盐溶液。
附图说明
图1是本发明实施例提供的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，是本发明实施例提供的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，包括如下步骤：
A、将难溶金属废料与水混合放入溶解釜中，在溶解釜中加入催化剂后进行搅拌、加热；具体地，难溶金属废料与水的固液质量比为1：12至1：8，该催化剂为无机盐，该无机盐可以为可溶性硫酸盐、氯化物等。在搅拌过程中，一边搅拌一边加热，加热温度为60℃～100℃。
B、在溶解釜中通入氧化性气体，并加入酸性液体将溶解釜中的溶液PH值调到呈强酸性；具体地，加入氧化性气体的流速为5L/h～20L/h，该氧化性气体为氧气或臭氧，酸性液体为硫酸、硝酸、盐酸中的一种或几种，溶液呈强酸性时的氢离子浓度为0.1～2mol/L。
C、将氧化剂溶液加入到溶解釜中进行氧化酸浸难溶金属废料，当溶解釜中的溶液pH值升高到弱酸性时，停止加入氧化剂溶液；具体地，该氧化剂溶液为双氧水溶于水的溶液或过硫酸盐溶于水的溶液，双氧水或过硫酸盐在氧化剂溶液中的质量分数为10%～40%，溶解釜中的溶液PH值升高到弱酸性时的PH值为3～6。
D、在溶解釜中加入酸性液体将溶液pH值再次调到呈强酸性后，再继续加入氧化剂溶液，直到溶解釜中的溶液呈弱酸性时停止加入氧化剂溶液；具体地，在溶解釜中加入酸性液体将溶液pH值再次调到呈强酸性的氢离子浓度为0.1～2mol/L，氧化剂溶液为双氧水溶于水的溶液或过硫酸盐溶于水的溶液，双氧水或过硫酸盐在溶液中的质量分数为10%～40%，直到溶解釜中的溶液呈弱酸性时的PH值为3～6。过硫酸盐可为过硫酸铵、过硫酸氢钾等。
E、将上述步骤C和步骤D循环进行，直到难溶金属废料全部溶解成为金属盐溶液。
F、在所述溶解釜中过滤出催化剂重复用于酸浸难溶金属废料。
上述实施例中，涉及到的化学方程式为：M + H+ + O →Mn+ + H2O ，式中M为难溶金属废料，Mn+为酸浸后形成的金属离子，O为氧化剂，H+为酸，从而将难溶金属废料溶解。为了保证难溶金属废料能够全部溶解，上述步骤B至步骤E中酸浸难溶金属废料的时间为2小时至10小时。难溶金属废料为耐酸碱腐蚀耐氧化的贵金属或合金，具体为金、铂或者钴镍合金。
实施例一：
以金属铂作为难溶金属废料进行循环催化氧化酸浸工艺，该工艺方法具体步骤如下：
（1）将25.00g铂与水按固液质量比1:10混合放入溶解釜中，加入2.0g的催化剂后进行搅拌，并加热到85℃。
（2）在上述溶解釜中，按10L/h的流速通入氧气，并加入浓度为40%的硫酸，调节溶解釜中的溶液pH值为0.5。
（3）配制浓度为12%的双氧水溶液，加入到上述溶解釜中，氧化酸浸铂，当溶解釜中溶液pH值升高到3.5时，停止加入双氧水溶液。
（4）溶解釜中溶液pH值用浓度为40%的硫酸调到pH=0.5，充分反应后，再继续加入双氧水溶液，直到溶解釜中溶液pH值为3.5时停止加入双氧水溶液。
（5）将上述步骤（3）和（4）循环进行，使铂全部溶解成金属盐溶液。
（6）从溶解釜中过滤出催化剂，催化剂可重复用于再次酸浸铂。
实施例二：
以钴镍合金作为难溶金属废料进行循环催化氧化酸浸工艺，该工艺具体步骤如下：
（1）将25.00g钴镍合金与水按固液质量比1:8混合放入溶解釜中，加入2.0g的催化剂后进行搅拌，并加热到80℃。
（2）在上述溶解釜中，按15L/h的流速通入氧气，并加入浓度为15%的盐酸，调节溶解釜中的溶液pH值为0.25。
（3）配制浓度为20%的过硫酸铵溶液，加入到上述溶解釜中，氧化酸浸镍钴基合金，当溶解釜中溶液pH值升高到5.5时，停止加入过硫酸铵溶液。
（4）溶解釜中溶液pH值用浓度为20%的盐酸调到pH=0.25，充分反应后，再继续加入过硫酸铵溶液，直到溶解釜中溶液pH值为5.5时停止加入双氧水溶液。
（5）将上述步骤（3）和（4）循环进行，使钴镍合金全部溶解成金属盐溶液。
（6）从溶解釜中过滤出催化剂，催化剂可重复用于再次酸浸钴镍合金。
综上所述，本发明通过将难溶金属废料与水混合放入溶解釜后，再加入催化剂进行搅拌、加热，然后再加入氧化性气体和酸性液体，使溶解釜中的溶液呈强酸性，然后加入氧化剂液体，使溶解釜中的溶液呈弱酸性后停止，然后再依次操作使溶解釜中的溶液在强酸性与弱酸性转化，直至难溶金属废料全部溶解。在此过程中，通过氧化性气体和氧化剂溶液来对难溶金属进行循环氧化，通过催化剂对难溶金属进行催化，实现耐酸碱腐蚀及抗氧化的金属废料在资源再生过程中被充分酸浸成溶液。并且，催化剂能够促进难溶金属废料的酸溶速度，提高氧化剂溶液的利用率，并且催化剂在使用过程中，不带入游离的杂质离子，便于酸浸液纯化处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、将难溶金属废料与水混合放入溶解釜中，在所述溶解釜中加入催化剂后进行搅拌、加热；所述催化剂为无机盐;
B、在所述溶解釜中通入氧化性气体，并加入酸性液体将所述溶解釜中的溶液PH值调到呈强酸性；
C、将氧化剂溶液加入到所述溶解釜中进行氧化酸浸难溶金属废料，当所述溶解釜中的溶液pH值升高到弱酸性时，停止加入所述氧化剂溶液；
D、在所述溶解釜中加入所述酸性液体将溶液pH值再次调到呈强酸性后，再继续加入所述氧化剂溶液，直到所述溶解釜中的溶液呈弱酸性时停止加入所述氧化剂溶液；
E、将所述步骤C和所述步骤D循环进行，直到难溶金属废料全部溶解成为金属盐溶液。
2.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其特征在于，所述难溶金属废料为耐酸碱腐蚀耐氧化的贵金属或合金。
3.如权利要求1或2所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其特征在于，所述难溶金属废料为金、铂或者钴镍合金。
4.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，在所述步骤A中，所述难溶金属废料与水的固液质量比为1：12至1：8。
5.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，在所述步骤A中，加热温度为60℃～100℃，所述步骤B至步骤E中酸浸难溶金属废料的时间为2小时至10小时。
6.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，所述酸性液体为硫酸、硝酸、盐酸中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，所述氧化性气体为氧气或臭氧。
8.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，所述氧化剂溶液为双氧水溶于水的溶液或过硫酸盐溶于水的溶液，所述双氧水或过硫酸盐在所述氧化剂溶液中的质量分数为10%～40%。
9.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，所述步骤B和步骤D中，加入酸性液体将所述溶解釜中的溶液PH值调到呈强酸性的氢离子浓度为0.1～2mol/L；在所述步骤C中，所述溶解釜中的溶液PH值升高到弱酸性时的PH值为3～6。
10.如权利要求1所述的循环催化氧化酸浸难溶金属废料的工艺方法，其征在于，在所述步骤E后还包括如下步骤：
F、在所述溶解釜中过滤出所述催化剂重复用于酸浸难溶金属废料。
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