CN102517453A - 一种从废铂坩埚中回收铂的方法 - Google Patents

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王锦鹏
滕乐金
宋洪松
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Abstract

本发明是一种从废铂坩埚中回收铂的方法，包括王水溶解废铂坩埚、除铅剂除铅、氯化铵沉铂、精制、煅烧五个步骤，对含铅、铌、硅、钠等杂质的废铂坩埚为原料的铂回收，经王水溶解后，采用加入浓硫酸或水溶性硫酸盐预除铅来减少氯化铵反复沉铂的次数，即可以缩短铂的精制周期，减少试剂用量，降低纯化成本，又可以提高海绵铂的纯度。

Description

一种从废铂坩埚中回收铂的方法
技术领域
本发明是一种从废铂坩埚中回收铂的方法，属于金属回收技术领域，该方法是从含铅、铌、硅、钠等杂质的废铂坩埚中回收海绵铂。
背景技术
20世纪50年代中期，著名的玻璃化学家和发明家S.D.Stookey首先制得玻璃陶瓷，到了20世纪70年代，玻璃陶瓷的研究取得了进一步发展，目前被专家誉为21世纪的新型陶瓷材料。玻璃陶瓷是通过控制具有适当成分母体玻璃的析晶而得到的一种既含有晶相又含有玻璃相的复合材料，兼有玻璃和陶瓷的优点，在热学、化学、生物学、光学以及电学性能方面往往优于金属及有机聚合物材料。
由于玻璃陶瓷具有优良的成分和显微结构可调节性，在高储能电容器方面的应用比烧结铁电材料具有更大的潜力。以应用于高储能电容器的Nb2O5-PbO-Na2O-SiO2四元体系玻璃陶瓷材料为例，是将适量的上述各种氧化物充分混合后，在1400～1500℃高温条件下于铂坩埚中将金属氧化物粉末熔炼成液体，然后快速冷却形成玻璃相，在随后的退火过程中通过有效地控制陶瓷相的结晶和长大过程，最终形成致密的玻璃陶瓷材料。玻璃陶瓷材料中陶瓷相所具有的较高的介电常数以及材料低缺陷所引起击穿强度的提高，使得材料的储能密度获得了显著的提高。
然而，由于低熔点材料PbO(熔点为886℃)的存在，使得铂坩埚在Nb2O5-PbO-Na2O-SiO2四元体系玻璃陶瓷材料的熔融过程中易受腐蚀，进而影响铂坩埚的使用。
众所周知，金属铂的价格非常昂贵，而且在整个自然界中铂的资源也非常有限，因此追求铂的高纯度与再生是铂坩埚在玻璃陶瓷材料制备中实现使用长寿命和降低制备成本的可行途径。
铂的精炼方法有多种，归结起来有：氯化羰基铂法、熔盐电解法、区域熔炼法、王水溶解-氯化铵反复沉淀法、还原溶解-氯化铵反复沉淀法、氧化水解法(溴酸钠氧化、氯气氧化、氧气氧化、H2O2氧化、HNO3氧化)、载体水解法、载体水解-离子交换法、碱溶-还原法、二氯二氨合铂(II)法、二亚硝基二氨合铂(II)法、还原-溶解法、萃取精炼法等。氯化羰基铂法、熔盐电解法由于工艺过程复杂、操作繁琐，大规模的生产受到限制，在工业中未得到应用。区域熔炼法主要用于生产超高纯铂，在大规模的工业生产中也很少应用。目前在工业上应用最多的是王水溶解-氯化铵反复沉淀法、溴酸钠水解法、氧化载体水解法等，其中水解法与王水溶解-氯化铵反复沉淀法相比，操作较为繁琐，以后者最为常用。而制备玻璃陶瓷材料用铂坩埚，由于受到低熔点材料的侵蚀，使得废铂坩埚中含铅、铌、硅、钠等杂质，为回收铂带来了困难。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种从废铂坩埚中回收铂的方法，其目的是解决含铅、铌、硅、钠等杂质的废铂坩埚中铂的回收，该方法要求设备简单、操作容易，铂的回收率高。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种从废铂坩埚中回收铂的方法，其特征在于：该方法的步骤为：
(1)王水溶解废铂坩埚
将废铂坩埚置于烧杯中，加王水溶解，王水是盐酸和硝盐的混合液，两者的体积比为：V盐酸∶V硝酸＝3∶1，待铂废料溶解完全后，加盐酸赶硝至无黄烟，加去离子水稀释后，加热溶盐；
(2)除铅剂除铅
将步骤(1)所得到的铂溶液加水稀释至含铂40～80g/L，在搅拌状态下加入除铅剂，继续搅拌并静置超过12h，用布氏漏斗过滤，并用去离子水清洗漏斗，得到不溶物和硫酸铅等杂质的滤渣；
(3)氯化铵沉铂
将步骤(2)所得到的滤渣加水稀释至含铂35～70g/L，加热煮沸后，加入足量25％氯化铵溶液沉铂，静置，期间不时搅拌溶液，待溶液冷却至室温后过滤；
(4)精制
将步骤(3)过滤得到的黄色氯铂酸铵重复进行上述步骤(1)～(3)的操作；
(5)煅烧
将步骤(4)精制后得到的氯铂酸铵放入坩埚中，在马弗炉内，缓慢升温，先除去水分，然后在350～400℃恒温，使铵盐分解，待炉内不冒白烟，升高温度至900℃煅烧1h，冷却后取出海绵铂，待取样分析合格后装瓶。
上述步骤(2)中所使用的除铅剂优选是浓硫酸、硫酸钠、硫酸钾。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
实施例1
本发明方法的步骤是：
(1)将105g废铂坩埚置于4000mL烧杯中，加入过量王水(V盐酸∶V硝酸＝3∶1)并置于电炉上加热溶解。待铂废料溶解完全后，继续加热，浓缩体积至500mL，加盐酸赶硝至无黄烟。加去离子水稀释后，加热溶盐。
(2)将(1)所得含铂溶液加水稀释至2000mL，在搅拌状态下加入10mL浓硫酸，继续搅拌并静置过夜。用布氏漏斗过滤，并用去离子水清洗漏斗。滤渣即为不溶物和硫酸铅等杂质。
(3)将(2)所得滤液加水稀释至2500mL，加热煮沸后，加入950mL25％氯化铵溶液沉铂。静置，期间不时搅拌溶液，待溶液室温冷却后过滤。
(4)将(3)中过滤所得到的黄色氯铂酸铵返回4000mL烧杯，加王水溶解后，重复第(1)～(3)步操作。
(5)将(4)精制后所得氯铂酸铵沉淀过滤抽干后放入坩埚中，在马弗炉内，缓慢升温，先除去水分，然后在350～400℃恒温一段时间，使铵盐分解。待炉内不冒白烟，升高温度，并控温在900℃煅烧1h，冷却后，得海绵铂104.01g，产率99.06％，取样分析，铂含量≮99.99％。
实施例2
本发明方法的过程是：
将105g废铂坩埚置于4000mL烧杯中，将实施例1中的10mL浓硫酸改为25g无水硫酸钠，其余条件均不变，得海绵铂103.91g，产率98.96％，取样分析，铂含量≮99.99％。
实施例3
本发明方法的过程是：
将105g废铂坩埚置于4000mL烧杯中，将实施例1中的10mL浓硫酸改为31g硫酸钾，其余条件均不变，得海绵铂72.15g，产率68.71％，取样分析，铂含量≮99.99％。
与现有技术相比，对含铅、铌、硅、钠等杂质的废铂坩埚为原料的铂回收，经王水溶解后，采用加入浓硫酸或水溶性硫酸盐预除铅来减少氯化铵反复沉铂的次数，即可以缩短铂的精制周期，减少试剂用量，降低纯化成本，又可以提高海绵铂的纯度。

Claims (2)

1.一种从废铂坩埚中回收铂的方法，其特征在于：该方法的步骤为：
(1)王水溶解废铂坩埚
将废铂坩埚置于烧杯中，加王水溶解，王水是盐酸和硝盐的混合液，两者的体积比为：V盐酸∶V硝酸＝3∶1，待铂废料溶解完全后，加盐酸赶硝至无黄烟，加去离子水稀释后，加热溶盐；
(2)除铅剂除铅
将步骤(1)所得到的铂溶液加水稀释至含铂40～80g/L，在搅拌状态下加入除铅剂，继续搅拌并静置超过12h，用布氏漏斗过滤，并用去离子水清洗漏斗，得到不溶物和硫酸铅等杂质的滤渣；
(3)氯化铵沉铂
将步骤(2)所得到的滤渣加水稀释至含铂35～70g/L，加热煮沸后，加入足量25％氯化铵溶液沉铂，静置，期间不时搅拌溶液，待溶液冷却至室温后过滤；
(4)精制
将步骤(3)过滤得到的黄色氯铂酸铵重复进行上述步骤(1)～(3)的操作一次；
(5)煅烧
将步骤(4)精制后得到的氯铂酸铵放入坩埚中，在马弗炉内，缓慢升温，先除去水分，然后在350～400℃恒温，使铵盐分解，待炉内不冒白烟，升高温度至900℃煅烧1h，冷却后取出海绵铂，待取样分析合格后装瓶。
2.根据权利要求1所述的从废铂坩埚中回收铂的方法，其特征在于：步骤(2)中所使用的除铅剂是浓硫酸、硫酸钠、硫酸钾等水可溶性硫酸盐。
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