析
摘要:贵金属银是一种导电性较好、延展性较强以及易加工的金属材料,但银物质是不可再生资源,随着当前银的不断消耗,其二次回收变得越来越重要。本文通过分析当前可进行二次资源回收的含银废弃物,进一步分析了含银废弃物中贵金属银综合回收的工艺。
关键词:贵金属银;综合回收;含银废弃物
引言:银的综合回收也被称作“银再生”,其是一种节约银金属资源的处理工作,当前随着科技的不断发展,加上人们越来越重视金属的二次回收,贵金属银的综合回收工业也变得越来越多。
1.可进行二次资源回收的含银废弃物 1.1银电子废料
银电子废料一般是电子工业生产中所产生的浆料,这种材料是电子工业实际生产中必不可少的,其具有冶金技术、化工技术和电子技术的特征,同时,在实际电子工业生产的过程中还会产生大量劣质零件、生产的边角料以及报废的产品、电路、陶瓷外壳、中继馈线等等,而这些材料当中都具有着许多的金属物质,包括锡、银、铜以及铂等,对这类废弃物进行贵金属银的综合回收有助于节约资源,提升产业效益。
1.2银催化剂废弃物
银催化剂具有着促进氧化作用活性、加快反应速率的功能,因而其在许多石油化工产品的生产中得到广泛运用。石油化工产业会使用银催化剂来促进乙烯的氧化生产,尤其是环氧乙烷的制取更加依赖于银催化剂,调查显示,当前中国的环氧乙烷生产能力约为350.7万吨,而其生产的过程中会使用的银催化剂量则高
[1]
达2400吨,银催化剂主要是起到加快反应的效果,利用的是其活性,但当催化剂不再含有活性时就会成为废弃物,而催化剂废弃物当中无疑含有着较多的银物质,也成为贵金属银二次资源回收的主要废弃物之一。
另外,除了这两类较多的含废弃物外,银装饰废弃物、银感光材料废弃物以及含银废液等也是主要进行银综合回收的对象。
2.含银废弃物中贵金属银综合回收的工艺分析 2.1现有银二次资源综合回收工艺
由于含银废弃物的原料十分复杂,因而其实际进行综合回收的工艺手法也存在着较大差异,因而现有的贵金属银二次资源综合回收工艺也包含了许多种。
2.1.1火法提纯工艺
火法提纯工艺是较为常见的一种银综合回收工艺,其根据工艺应用的设备不同还可划分为四种方法,分别为分银炉精炼法、硝石氧化精炼法、TROF转炉精炼法、真空蒸馏精炼和卡尔多炉精炼法。其中,分银炉精炼法所使用的熔炼炉装置与铜熔炼转炉较为相似,但分银炉精炼法的熔炼炉没有用固定的风管,且其一端或是两端位置上设有重油喷口,主要是进行加热使用,在实际使用该精炼法时还需要用到石灰、硝酸钠或是硝酸钾等添加剂,其主要的作用是进行氧化,以便于提取出纯度更高的银物质。硝石氧化精炼法的原理是,硝石在高温的条件下会释放出纯度较高的氧,而这些氧能够为杂质中不容易被空气中氧气氧化的物质提供氧化条件,使其从废弃物当中将重金属稀释出来,再加入一些造渣剂,将其他重金属氧化,最终将银提纯。TROF转炉精炼法是指顶吹转炉的技术,其作用原理为将含有银的废弃物加入到冶炼炉当中,再加入一定的硼砂物质或熔剂苏打,再将冶炼炉的燃料点燃,将冶炼炉的温度提升到1300摄氏度左右,这时的炉内会形成重金属合金与其他杂质渣的熔体,再将杂质渣清除对合金进行吹氧提纯即可获得银。真空蒸馏精炼和卡尔多炉精炼法是两种较为先进的火法提纯公益,其对设备和技术的要求较高,一般是在大型的冶炼生产企业当中被使用。
2.1.2化学提纯工艺
贵金属银采取化学提纯工艺来进行综合回收,其主要几点优势,比方说提纯生产的周期通常较短,且回收率颇高,这种提纯工艺较为适合一些中小型企业,而其其化学提纯工艺还不会受到设备的限制,在非连续提纯回收生产中也较为适用。化学提纯工艺的一般流程为,将含银废弃物进行硝酸溶解,在加入氯化银进行还原沉淀反应,再对沉淀物进行洗涤,然后进行还原和熔炼铸锭,最后就会获得提纯出来的,而这整个提纯工艺中所使用的关键工艺技术就是氯化银还原精炼技术,而氯化银还原精炼技术具体还可范围两种类别,即高温熔炼还原以及液相化学还原,其中高温熔炼还原主要是运用碳、硼砂、氢气以及碳酸钠等物质进行还原;而液相化学还原则是使用甲醛、双氧水、葡萄糖、甲酸等溶液物质来进行还原。另外,对于一些含银杂质溶液,其杂质浓度颇高的情况下,还可使用结晶净化法以及水解法等化学提纯工艺。
2.1.3电解提纯工艺
电解提纯工艺是一种实际操作较为简单、提纯成本颇低以及生产效果较好的一项工艺技术,因而在当前的含银废弃物贵金属银综合回收的过程中也经常被使用。电解提纯工艺主要是运用电解的原理,即电化学反应来进行银的精炼提取,其一般是将含银废弃物(即银合金)作为电化学反应的阳极,在其外部套上一层绝缘隔膜,而其阴极则可以使用银片、钛片或是不锈钢片等,其电解溶液为硝酸银溶液,实际电解提纯时将电解槽中通上直流电即可,这样能够增加硝酸银溶液的导电性,且电解液中会含有少量的游离硝酸根离子。一般来说该工艺过程中银的浓度若是为每升100g,则其硝酸的浓度应当为每升5g,含铜的浓度约为每升40g左右,还可以向电解液中加入适当的硝酸钾和硝酸钠物质,其也能够提升电解液的导电性,同时还能够有效防止硝酸溶液的浓度过高析出阴极的银物质,实际电解提纯过程中还要控制其温度在30-50摄氏度之间,而其电流的密度应当控制在每平方米300A左右。
2.1.4火法和湿法联合提纯工艺
火法和湿法联合提纯的工艺是近年来发展起来的一种新的回收工艺,在国外,该工艺主要运用与废电子线路板资源的综合回收提纯,其中日本是该工艺运用最多的国家,而在国内,目前只有焚烧与湿法提纯联合使用的工艺技术,其实际运
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用时的技术流程包括,先进行拆解和分类,再将废弃物高温焚烧,然后进行熔炼铸锭,再使用电解提纯工艺的方法,最后获得纯度较高的银物质。
2.2贵金属银综合回收的产业化发展
当前,含银废弃物中贵金属银的综合回收产业化发展已经成为必然趋势,大量含银催化剂废弃物的产生导致对其精细化提纯处理的市场开始扩充,技术水平开始提升,其产业化生产已经取得了一定规模。实际进行产业化综合回收时也可采用多种工艺,例如,使用化学提纯工艺来对银催化剂废气无进行提取,比方说可直接处理乙烯氧化制取环氧乙烷过程中所使用的银催化剂,这种催化剂中一般是不含有铜、铅等金属物质的,因而采用化学提纯工艺最为合适,其银物质的回收率最高可达到98.5%,同时,这类银催化剂也可使用等离子熔炼的提纯工艺,该提纯工艺的效率较高,其平均每天可处理6吨废弃物,且银物质的回收率高达99.9%,其银的纯度也能够达到99.9%以上,且提纯处理过程中产生的污染物少,因而在当前产业化发展中也具有较好的前景。
结论:综上所述,当前许多化工生产会使用到银催化剂,而电子工业也会产生一些含银电子废弃物,对这些废弃物进行银回收处理有利于提升资源的利用率,促进可持续发展。由本文分析可知,含银废弃物中贵金属银综合回收的工艺包括:火法提纯工艺、化学提纯工艺、电解提纯工艺、火法和湿法联合提纯工艺。
参考文献:
[1]常意川,许顺磊,程耿.含银废弃物中贵金属银综合回收工艺研究进展[J].船电技术,2019,39(04):50-55.
[2]冉龙国,焦丕玉.银产品生产过程中贵金属银的综合回收工艺[J].船电技术,2019,39(02):5-9.
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