專利名稱：一種從廢鉑網中提取銠粉的方法
技術領域：
本發明涉及一種從廢鉑網中提取銠粉的方法，屬貴金屬渣液利用提 取的技術領域。
背景技術：
貴金屬是指金、銀、鉬、釕、銠、鈀、銥、鋨，特別是鉑族金屬， 由于在地殼中含量低、儲量少，提取困難，生產成本高，因而價值昂貴，
鉑族金屬具有未充滿的d電子層，而且耐高溫，抗氧化，耐腐蝕性強， 活性和選擇性好，常作為催化劑在工業上應用。
硝酸是重要的無機酸，鉑合金網是氨氧化制硝酸的催化劑，根據氨 氧化的壓力不同，有三元網和二元網，三元網由92.5%的鉑、3.5%的銠、 4.0%的鈀組成，二元網由鉑和銠組成，銠含量分別為5%、 7%、 8%、 10%, 鉑合金網使用一段時間后由于貴金屬流失，表面結構改變，影響催化性 能，而且鉑族金屬價格昂貴、資源稀少、回收鉑族金屬已成為重要的二 次資源，從廢鉑網中回收鉑族金屬的生產成本比原生金屬生產提取要低 好多倍，還可減少能源消耗和對環境的危害。
廢鉑網回收方法，有濕法、干法和氣相揮發法，濕法由于成本低、 條件溫和，常被廣泛采用； 一是鉑網回收，是將鉑網溶解、提純、還原 后再配料、拉絲、織網等，二是鉑灰回收，是將鉑灰焙燒、溶料、分離、 提純，不論是鉑網、還是鉑灰回收過程中均要用王水溶解，使貴金屬進 入溶液中處理，不能溶解的為廢渣，銠最難溶解，因而王水不溶物中常 含有大量的銠，如何處理、提取、利用王水不溶物中的銠已成了一項新 的研究課題。
發明內容
發明目的
本發明的目的就是針對現有技術的實際情況，提出從廢鉑網中回收 銠，將廢鉑網研碎加入王水溶解，并產生不溶物，采用新的提取方法， 在廢鉑網的不溶物中提取銠元素，以使在廢鉑網的王水不溶物中提取銠 成為可能。
技術方案
本發明使用的化學物質材料為廢鉑網、過氧化鋇、亞硝酸鈉、氯 化鈉、鹽酸、硝酸、硫酸、水合肼、氯化銨、硝酸銀、氫氧化鈉、去離 子水、氫氣、氮氣，其組合用量如下以克、毫升、厘米3為計量單位
廢鉑網PtRhPdlOOOOg土lOg
過氧化鋇Ba02500g±10g
亞硝酸鈉NaN02550g±10g
氯化鈉NaCl"0g士10g
鹽酸HC152000ml± 100ml
硝酸HN0313000ml士100ml
硫酸H2S04200ml士10ml
水合肼N2H4'H20600ml士10ml
氫氧化鈉NaOH10g±lg
氯化銨NH4CI300g±10g
硝酸銀AgN0310g±lg
去離子水H2030000ml士100ml
氫氣H210000cm3± 100cm3
氮氣N210000cm3± 100cm3
銠粉提取方法如下 (1)精選化學物質材料對提取使用的化學物質材料要進行精選，并進行質量純度控制 廢鉑網固態固體銷92.5%，銠3.5%，鈀4.0%
過氧化鋇固態固體99.0% 亞銷酸鈉固態固體99.0% 氯化鈉固態固體99.0% 鹽酸液態液體濃度20%、 36% 硫酸液態液體濃度98%、 10%
硝酸液態液體濃度65%
氯化氨固態固體99.5%
水合肼液態液體64%
氫氧化鈉固態固體99.0% 硝酸銀固態固體99.0% 去離子水"液態液體99.5% 氫氣氣態氣體99.0% 氮氣氣態氣體 99.0%
(2) 機械粉碎廢鉑網
將廢鉑網置于粉碎機內，進行機械粉碎，成鉑金屬粉粒，粉粒平均
粒徑0.5mm;
(3) 機械研磨、過篩 將粉碎后的鉑金屬粉粒進行機械研磨，并用100目的篩網過篩，研
磨、過篩反復進行，成鉑金屬細粉，粉粒直徑《0.074mm;
(4) 配制王水、溶解鉑金屬細粉
將鉑金屬細粉10000g，置于陶瓷容器中，加入濃度為36%的鹽酸 50000ml、 65%的硝酸12500ml，攪拌，成王水溶液； 鉑、鈀元素溶解，銠元素微量溶解；
(5) 過濾
將王水溶液置于過濾瓶上，用一層中速定性濾紙過濾，濾紙上留存: 王水不溶銠渣；
10(6) 加入過氧化鋇焙燒
將王水不溶銠渣100g置于坩堝中，然后加入過氧化鋇500g，混合后 攪拌均勻，成王水不溶銠渣+過氧化鋇混合物；
將盛有王水不溶渣+過氧化鋇混合物的坩堝置于焙燒爐中，溫度由 2(TC升至90(TC士5。C，在此溫度恒溫、保溫，焙燒時間90min士2min;
焙燒后，關閉焙燒爐，使其隨爐冷卻至2(TC，成水合氧化銠；
(7) 溶解水合氧化銠
將水合氧化銠600g置于陶瓷缸內，加入20%稀鹽酸1000ml，然后 置于電加熱器上，加熱溫度95。C，加熱時間210min士5min，然后關閉加 熱器，使其自然冷卻至20。C，成銠絡合溶液，即H3RhCl6;
(8) 過濾
將銠絡合溶液置于過濾漏斗中，用三層中速定性濾紙過濾，濾紙上 留存雜質，濾瓶中為銠絡合溶液；
(9) 沉淀、靜置
將銠絡合溶液置于陶瓷容器中，加入10%的硫酸1600ml，靜置、沉 淀720min;
(10) 過濾除鋇
將靜置的銠絡合溶液，用三層中速定性濾紙過濾，濾紙上留存硫酸 鋇BaS04雜質，濾瓶中為銠絡合溶液；
(11) 加熱、濃縮
將銠絡合溶液置于燒杯中，然后置于電加熱器上，加熱溫度95"士2 °C，加入氯化鈉80g，繼續加熱，直至呈漿狀時加入去離子水2000ml， 使溶液濃度達45g/L，成銠絡合溶液Na3RhCl6;
(12) 除鉑
在銠絡合溶液中加入氯化銨15g士lg，攪拌，溶液中的鉑成氯鉑酸銨 黃色沉淀，沉淀物經過濾、干燥、提純，成海綿鉑，并除去，留存銠 絡合液；
(13) 亞銷酸鈉絡合
ii將除鉬后的銠絡合溶液置于陶瓷缸中，加入去離子水1800ml，使溶 液濃度為25g/L，用10y。氫氧化鈉溶液調整pH值為1.5;
加熱升溫，將陶瓷缸置于電加熱器上，加熱溫度95i:士2T:,邊加熱 邊攪拌，然后加入預先配制的50。/。亞硝酸鈉溶液1400ml，使其沸騰，煮 沸60min士2min，使pH值為5.5;
關閉加熱器，使其自然降溫至20。C;
Na3RhCl6溶液轉為Na3Rh (N02) 6溶液；
溶液中Fe、 Al、 Ca、 Zn等物質生成氫氧化物沉淀；
(14) 抽濾，除去Fe、 Al、 Ca、 Zn等賤金屬 將溶液置于布氏漏斗中，用三層中速定性濾紙進行抽濾，濾紙上留
存賤金屬Fe、 Al、 Ca、 Zn等，濾瓶中濾液為Na3Rh (N02) 6溶液；
(15) 快速冷卻沉淀銠
將濾液置于冰浴缸中，快速冷卻至18。C，加入氯化銨240g，攪拌、陳化 30min，生成乳白色六亞硝基銠酸銨，并沉淀，即混合液(NH4)3Rh(N02:U
(16) 真空抽濾
將混合液置于真空抽濾瓶上，用三層中速定性濾紙抽濾，濾紙上留 存六亞硝基銠酸銨，濾液為銠母液，銠母液中含銠量低，經三次循環處 理后，含銠量為0.005%，可棄去；
(17) 加熱溶解，除硝基 將六亞硝基銠酸銨置于陶瓷缸中，加入20%鹽酸2500ml，加熱至
95°C，直至沒有棕色氣體HN03溢出，成六氯銠酸銨溶液，艮口 (,)3賦16;
(18) 轉鈉鹽
將六氯銠酸銨溶液加熱濃縮至1000ml時，緩緩加入氯化鈉120g，加 熱、攪拌至溶液呈糊狀時，分三次各加入去離子水200ml，然后加熱至 95。C蒸發，去除多余鹽酸，再蒸至漿狀時，加入去離子水lOOOml，成六 氯銠酸鈉溶液，即Na3RhCl6;
(19) 離子交換將六氯銠酸鈉溶液內加入10M的NaOH，調節pH值為1.5，通過陽 離子交換樹脂后，除去微量雜質，成純的六氯銠酸鈉溶液，然后用去離 子水五次沖洗洗滌，每次用水量100ml，使銠全部進入溶液；；
(20) 水合肼還原
將陽離子交換、去離子水沖洗后的六氯銠酸鈉溶液，加熱至95。C沸 騰，然后滴加64%的水合肼溶液600ml，滴加速度5ml/min，至溶液變成
白色，銠粉下沉為止；
(21) 洗滌、過濾、檢測 將白色溶液加入去離子水100ml，攪拌洗滌，然后用一層中速定性濾紙
過濾，洗滌、過濾重復進行五次，然后用10%硝酸銀檢驗無白色沉淀為止；
(22) 真空抽濾
用三層定性濾紙抽濾，濾紙上留存產物，即銠粉濾餅；
(23) 真空干燥
將銠粉濾餅產物置于真空干燥箱中干燥，真空度10Pa，干燥溫度 115°C，干燥時間180min，干燥后即得產物黑色銠粉；
(24) 銠粉焙燒，氫氣還原 將干燥后的黑色銠粉置于坩堝中，然后置于焙燒爐中，先用氮氣驅
除有害氣體，氮氣輸入速度40cm3/min，然后在氫氣保護下焙燒還原，氫 氣輸入速度40cmVmin，焙燒溫度800°C ±2°C ，時間60min士2min，然后 自然冷卻至2(TC士3。C，焙燒還原后，產物成灰白色銠粉；
(25) 檢測、化驗、分析、表征 對制備的灰白色銠粉的形貌、色澤、純度、銠含量進行化驗、分析、
表征；
用原子吸收光譜儀進行元素含量分析； 用掃描電子顯微鏡進行形貌分析；
(26) 儲存
對制備的灰白色銠粉置于無色透明的玻璃容器中，儲存于陰涼、干 燥、潔凈環境，要防水、防潮、防酸堿鹽侵蝕，儲存溫度《(TC士3'C，相對濕度^10%。
有益效果
本發明與背景技術相比具有明顯的先進性，它是針對廢鉑網加工過 程中的王水不溶物存在較多的貴金屬銠元素的實際情況，在廢鉑網的王 水不溶物中提取銠元素，通過機械粉碎、研磨、過篩、過氧化鋇焙燒、 溶解，經沉淀、過濾、加熱濃縮洗滌、除鉑，再經亞硝酸鈉絡合、加熱 煮沸、真空抽濾、加速冷卻，制成六亞硝基銠酸銨，再經加熱溶解、離 子交換、水合肼還原、干燥、氫氣焙燒還原，最終制成灰白色銠粉，此 制備方法先進合理，參數準確，使在廢鉑網加工過程中的王水不溶物中
提取銠成為可能，提取的灰白色銠粉的銠含量達99.95%，是十分理想的 在廢鉑網中提取銠的方法。
圖1為銠渣+過氧化鋇焙燒狀態圖
圖2為銠粉焙燒氫氣還原狀態圖
圖3為銠粉焙燒氫氣還原溫度與時間坐標關系圖
圖4為灰白色銠粉形貌圖
圖中所示，附圖標記清單如下
1、焙燒爐，2、爐腔，3、電加熱器，4、底座，5、爐蓋，6、陶瓷 坩堝，7、鉑+過氧化鋇混合粉，8、氫氣，9、氫氣瓶，10、氫氣管，11、 氫氣閥，12、銠粉，13、氣孔，14、氮氣瓶，15、氮氣管，16、氮氣閥。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明做進一步說明
圖1所示，為銠+過氧化鋇焙燒狀態圖，在焙燒爐1的底部為加熱器 3、爐座4、上部為爐蓋5、內部為爐腔2，爐腔2內下部置放陶瓷坩堝6， 陶瓷坩堝6上部為銠+過氧化鋇混合粉7，焙燒加熱溫度為900°C±5°C，焙燒時間為90min士2min。
圖2所示，為銠粉焙燒氫氣還原狀態圖，在焙燒爐1內的爐腔2中 i&KMii——6，陶瓷坩堝6上置放銠粉12，焙燒爐1的左部設置氫氣 瓶9、氫氣管IO、氫氣閥ll，氫氣8輸入爐腔2內，形成氫氣還原氣氛， 焙燒爐1的爐壁上留有氣孔13，在焙燒爐1的左外部設有氮氣瓶14、氮 氣管15、氮氣閥16，并聯通爐腔2，先用氮氣驅除爐腔內有害氣體，然 后再用氫氣進行還原。
圖3所示，為銠粉焙燒、氫氣還原溫度與時間坐標關系圖，溫度從 2(TC開始升溫，即A點，升至800°C，即B點，在此溫度恒溫保溫60min， 即B-C區段，然后隨爐冷卻至2(TC，即D點。
圖4所示，為灰白色銠粉形貌圖，銠粉為顆粒狀粉體，表面有銀白 色光澤，粉體顆粒為不規則排列。
制備使用的化學物質材料的量值是按預先設置的范圍確定的，各量 值要嚴格稱量控制。
制備過程中使用的焙燒爐、坩堝、烘干箱、容器、攪拌器、燒杯等， 要保持潔凈，防止有害物質介入。
制備過程中要嚴格按工藝流程進行，按序操作。
制備的產物為灰白色銠粉，銠含量為99.95%，質量穩定。
1權利要求
1、一種從廢鉑網中提取銠粉的方法，其特征在于使用的化學物質材料為廢鉑網、過氧化鋇、亞硝酸鈉、氯化鈉、鹽酸、硝酸、硫酸、水合肼、氯化銨、硝酸銀、氫氧化鈉、去離子水、氫氣、氮氣，其組合用量如下以克、毫升、厘米3為計量單位廢鉑網Pt Rh Pd10000g±10g過氧化鋇BaO2 500g±10g亞硝酸鈉NaNO2 550g±10g氯化鈉NaCl250g±10g鹽酸HCl 52000ml±100ml硝酸HNO3 13000ml±100ml硫酸H2SO4 200ml±10ml水合肼N2H4·H2O 600ml±10ml氫氧化鈉NaOH 10g±1g氯化銨NH4Cl 300g±10g硝酸銀AgNO3 10g±1g去離子水H2O 30000ml±100ml氫氣H210000cm3±100cm3氮氣N210000cm3±100cm3銠粉提取方法如下(1)精選化學物質材料對提取使用的化學物質材料要進行精選，并進行質量純度控制廢鉑網固態固體 鉑92.5％，銠3.5％，鈀4.0％過氧化鋇固態固體 99.0％亞銷酸鈉固態固體 99.0％氯化鈉固態固體99.0％鹽酸液態液體濃度 20％、36％硫酸液態液體濃度 98％、10％硝酸液態液體濃度 65％氯化氨固態固體 99.5％水合肼液態液體 64％氫氧化鈉固態固體 99.0％硝酸銀固態固體 99.0％去離子水::液態液體 99.5％氫氣氣態氣體 99.0％氮氣氣態氣體 99.0％(2)機械粉碎廢鉑網將廢鉑網置于粉碎機內，進行機械粉碎，成鉑金屬粉粒，粉粒平均粒徑0.5mm；(3)機械研磨、過篩將粉碎后的鉑金屬粉粒進行機械研磨，并用100目的篩網過篩，研磨、過篩反復進行，成鉑金屬細粉，粉粒直徑≤0.074mm；(4)配制王水、溶解鉑金屬細粉將鉑金屬細粉10000g，置于陶瓷容器中，加入濃度為36％的鹽酸50000ml、65％的硝酸12500ml，攪拌，成王水溶液；鉑、鈀元素溶解，銠元素微量溶解；(5)過濾將王水溶液置于過濾瓶上，用一層中速定性濾紙過濾，濾紙上留存王水不溶銠渣；(6)加入過氧化鋇焙燒將王水不溶銠渣100g置于坩堝中，然后加入過氧化鋇500g，混合后攪拌均勻，成王水不溶銠渣+過氧化鋇混合物；將盛有王水不溶渣+過氧化鋇混合物的坩堝置于焙燒爐中，溫度由20℃升至900℃±5℃，在此溫度恒溫、保溫，焙燒時間90min±2min；焙燒后，關閉焙燒爐，使其隨爐冷卻至20℃，成水合氧化銠；(7)溶解水合氧化銠將水合氧化銠600g置于陶瓷缸內，加入20％稀鹽酸1000ml，然后置于電加熱器上，加熱溫度95℃，加熱時間210min±5min，然后關閉加熱器，使其自然冷卻至20℃，成銠絡合溶液，即H3RhCl6；(8)過濾將銠絡合溶液置于過濾漏斗中，用三層中速定性濾紙過濾，濾紙上留存雜質，濾瓶中為銠絡合溶液；(9)沉淀、靜置將銠絡合溶液置于陶瓷容器中，加入10％的硫酸1600ml，靜置、沉淀720min；(10)過濾除鋇將靜置的銠絡合溶液，用三層中速定性濾紙過濾，濾紙上留存硫酸鋇BaSO4雜質，濾瓶中為銠絡合溶液；(11)加熱、濃縮將銠絡合溶液置于燒杯中，然后置于電加熱器上，加熱溫度95℃±2℃，加入氯化鈉80g，繼續加熱，直至呈漿狀時加入去離子水2000ml，使溶液濃度達45g/L，成銠絡合溶液Na3RhCl6；(12)除鉑在銠絡合溶液中加入氯化銨15g±1g，攪拌，溶液中的鉑成氯鉑酸銨黃色沉淀，沉淀物經過濾、干燥、提純，成海綿鉑，并除去，留存銠絡合液；(13)亞銷酸鈉絡合將除鉑后的銠絡合溶液置于陶瓷缸中，加入去離子水1800ml，使溶液濃度為25g/L，用10％氫氧化鈉溶液調整pH值為1.5；加熱升溫，將陶瓷缸置于電加熱器上，加熱溫度95℃±2℃，邊加熱邊攪拌，然后加入預先配制的50％亞硝酸鈉溶液1400ml，使其沸騰，煮沸60min±2min，使pH值為5.5；關閉加熱器，使其自然降溫至20℃；Na3RhCl6溶液轉為Na3Rh(NO2)6溶液；溶液中Fe、Al、Ca、Zn等物質生成氫氧化物沉淀；(14)抽濾，除去Fe、Al、Ca、Zn等賤金屬將溶液置于布氏漏斗中，用三層中速定性濾紙進行抽濾，濾紙上留存賤金屬Fe、Al、Ca、Zn等，濾瓶中濾液為Na3Rh(NO2)6溶液；(15)快速冷卻沉淀銠將濾液置于冰浴缸中，快速冷卻至18℃，加入氯化銨240g，攪拌、陳化30min，生成乳白色六亞硝基銠酸銨，并沉淀，即混合液(NH4)3Rh(NO2)6↓(16)真空抽濾將混合液置于真空抽濾瓶上，用三層中速定性濾紙抽濾，濾紙上留存六亞硝基銠酸銨，濾液為銠母液，銠母液中含銠量低，經三次循環處理后，含銠量為0.005％，可棄去；(17)加熱溶解，除硝基將六亞硝基銠酸銨置于陶瓷缸中，加入20％鹽酸2500ml，加熱至95℃，直至沒有棕色氣體HNO3溢出，成六氯銠酸銨溶液，即(NH4)3RhCl6；(18)轉鈉鹽將六氯銠酸銨溶液加熱濃縮至1000ml時，緩緩加入氯化鈉120g，加熱、攪拌至溶液呈糊狀時，分三次各加入去離子水200ml，然后加熱至95℃蒸發，去除多余鹽酸，再蒸至漿狀時，加入去離子水1000ml，成六氯銠酸鈉溶液，即Na3RhCl6；(19)離子交換將六氯銠酸鈉溶液內加入10％的NaOH，調節pH值為1.5，通過陽離子交換樹脂后，除去微量雜質，成純的六氯銠酸鈉溶液，然后用去離子水五次沖洗洗滌，每次用水量100ml，使銠全部進入溶液；；(20)水合肼還原將陽離子交換、去離子水沖洗后的六氯銠酸鈉溶液，加熱至95℃沸騰，然后滴加64％的水合肼溶液600ml，滴加速度5ml/min，至溶液變成白色，銠粉下沉為止；(21)洗滌、過濾、檢測將白色溶液加入去離子水100ml，攪拌洗滌，然后用一層中速定性濾紙過濾，洗滌、過濾重復進行五次，然后用10％硝酸銀檢驗無白色沉淀為止；(22)真空抽濾用三層定性濾紙抽濾，濾紙上留存產物，即銠粉濾餅；(23)真空干燥將銠粉濾餅產物置于真空干燥箱中干燥，真空度10Pa，干燥溫度115℃，干燥時間180min，干燥后即得產物黑色銠粉；(24)銠粉焙燒，氫氣還原將干燥后的黑色銠粉置于坩堝中，然后置于焙燒爐中，先用氮氣驅除有害氣體，氮氣輸入速度40cm3/min，然后在氫氣保護下焙燒還原，氫氣輸入速度40cm3/min，焙燒溫度800℃±2℃，時間60min±2min，然后自然冷卻至20℃±3℃，焙燒還原后，產物成灰白色銠粉；(25)檢測、化驗、分析、表征對制備的灰白色銠粉的形貌、色澤、純度、銠含量進行化驗、分析、表征；用原子吸收光譜儀進行元素含量分析；用掃描電子顯微鏡進行形貌分析；(26)儲存對制備的灰白色銠粉置于無色透明的玻璃容器中，儲存于陰涼、干燥、潔凈環境，要防水、防潮、防酸堿鹽侵蝕，儲存溫度≤20℃±3℃，相對濕度≤10％。
2、根據權利要求l所述的一種從廢鉑網中提取銠粉的方法，其特征在于所述的銠粉焙燒、氫氣還原是在焙燒爐中進行的，焙燒爐(1)的下部為底座(4)、電加熱器(3)、上部為爐蓋(5)、內部為爐腔(2)，在爐腔(2)內的下部置放陶瓷坩堝(6)，在陶瓷坩堝(6)中為銠粉(12)，在焙燒爐(1)的左部設有氫氣瓶(9)、氫氣管(10)、氫氣閥(11)，在焙燒爐(1)的右側上部設有氣孔(13)，在焙燒爐(1)的左外部設有氮氣瓶(14)、氮氣管(15)、氮氣閥(16)，并聯通爐腔(2)，先用氮氣驅除腔內有害氣體，然后再用氫氣(8)進行還原。
3、 根據權利要求l所述的一種從廢鉑網中提取銠粉的方法，其特征在于所述的銠渣+過氧化鋇焙燒溫度為90(TC士2。C，焙燒時間90min士2min;銠粉焙燒、氫氣還原溫度為80(TC士2。C，時間為60min士2min。
4、 根據權利要求l所述的一種從廢鉑網中提取銠粉的方法，其特征在于所述的提取的銠粉為灰白色粉體。
全文摘要
本發明涉及一種從廢鉑網中提取銠粉的方法，它是針對廢鉑網加工過程中的王水不溶物中存在較多的貴金屬銠元素的實際情況，在王水不溶物中提取銠元素，通過機械粉碎、研磨、過篩、過氧化鋇焙燒、溶解，經沉淀、過濾、加熱濃縮、洗滌、除鉑，六亞硝酸鈉絡合，加熱煮沸、真空抽濾、快速冷卻、制成銠絡合液，經加熱溶解、離子交換、水合肼還原、蒸鎦、干燥、氫氣焙燒還原，最終制成灰白色銠粉，此制備方法先進合理、參數準確，使在廢鉑網的王水不溶物中提取銠元素成為可能，提取的銠粉的銠含量達99.95％，質量穩定，是十分理想的在廢鉑網中提取銠粉的方法。
文檔編號B22F9/22GK101658942SQ200910075588
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月27日 優先權日2009年9月27日
發明者劉學忠, 姚素玲, 張桂香 申請人:姚素玲