A. 請問磁碟如何提煉分解各種貴金屬
你可以用酸把它融掉。
然後加入鹼,這些金屬應該在不同的pH下形成沉澱,析出。這樣可以進行分離。
最後再還原。
另一種方法是先用酸溶解掉,然後電解,不同的金屬在不同的點位下還原析出。通過控制不同的電位,得到不同的金屬。
B. 電解法處理回收貴金屬的工藝流程圖。
一、項目的背景
貴金屬即金Au、銀Ag、鉑Pt、鈀Pd、鍶Sr、鋨Os、銠Rh和釕Ru 八種金屬。由於這些金屬在地殼中含量稀少,提取困難,但性能優良,應用廣泛,價格昂貴而得名貴金屬。除人們熟知金Au、銀Ag外,其他六種金屬元素稱為鉑族元素(鉑族金屬)。
貴金屬在地殼中的豐度極低,除銀有品位較高的礦藏外,50%以上的金和90%以上的鉑族金屬均分散共生在銅、鉛、鋅和鎳等重有色金屬硫化礦中,其含量極微、品位低至PPm級甚至更低。
隨著人類社會的發展,礦物原料應用范圍日益擴大,人類對礦產的需求量也不斷增加,因此,需要最大限度地提高礦產資源的利用率和金屬循環使用率。由於貴金屬的化學穩定性很高,為它們的再生回收利用提供了條件,加之其本身稀貴,再生回收有利可圖。
二、貴金屬回收利用概況
由於貴金屬在使用過程中本身沒有損耗,且在部件中的含量比原礦要高出許多,各國都把含貴金屬的廢料視作不可多得的貴金屬原料,並給以足夠的重視。且紛紛加以立法、並成立專業貴金屬回收公司。
日本20世紀70年代就頒布了固體廢物處理和清除法律,成立回收協會,至目前已從含貴金屬的廢棄物中回收有價金屬20幾種。
美國回收貴金屬已有幾十年的歷史,形成回收利用產業,成立專門的公司,如阿邁克斯金屬公司和恩格哈特公司,1985年就回收5噸鉑族金屬,1995年回收的貴金屬增加到12.4~15.5噸。
德國1972年頒布了廢棄管理法,規定廢棄物必須作為原料再循環使用,要求提高廢棄物對環境的無害程度。德國有著名的迪高沙公司和暗包岩原料公司都建有專門的裝置回收處理含貴金屬的廢料。
英國有全球性金屬再生公司—阿邁隆金屬公司,專門回收處理各種含貴金屬廢料,回收的鉑、鈀、銀的富集物就有上千噸。
我國的各類電子設備、儀器儀表、電子元器件和家用電器等隨著經濟發展和生活水平的提高,淘汰率迅速提高,形成大量的廢棄物垃圾,不僅浪費了資源和能源,且造成嚴重的環境影響。隨著時間的延續,更新的數量還會增加。如果作為城市垃圾埋掉、燒掉,必將造成空氣、土壤和水體的嚴重污染,影響人民的身體健康。且電器設備的觸點和焊點中都含有貴金屬,應設法回收再利用。
三、生產工藝簡介
根據原料、規模、產品方案的不同、回收工藝有所區別。總體上講,針對銅、鉛陽極泥有火法和濕法之區別,針對二次資源則除火法濕法之外還涉及拆解、機械和預處理工序。
1、銅陽極泥處理工藝
l 火法工藝
火法的傳統工藝流程如下
銅陽極泥
H2SO4 硫酸化焙燒 煙氣(SO2 SeO2) 吸收
稀H2SO 浸出 CuSO4 溶液 粗Se
浸出渣
還原熔煉 爐渣
貴鉛
NaNO3 氧化精煉 渣滓 回收Bi Te
銀陽極
銀電解 海綿銀 銀錠
黑金粉
金電解 廢電解液 回收鉑、鈀
金板 金錠
該流程的主要環節是硫酸化焙燒浸出分離,銅轉化為可溶性硫酸銅,硒化物分解使硒氧化為二氧化硒揮發分離,含SeO2 和SO2 的氣體由氣管抽至吸收塔,SeO2被水吸收生成H2SeO3,並同時被在水中的SO2還原為粗Se。焙燒浸出得CuSO4和部分AgSO4硫酸碲溶液,用銅(片或粉)置換出含碲的粗銀粉送銀精煉。金、銀富集在浸出渣中。還原熔煉主要用浸出渣加氧化鉛或鉛陽極泥合並進行,產出含金銀的貴鉛,然後貴鉛經氧化精煉分離鉛、鉍和碲,澆鑄為金銀合金,經銀電解及精煉,產出海綿銀鑄錠,銀泥(黑金粉)電解得金,金電解廢液回收鉑、鈀。該法的特點是回收率高,可達90%以上,對原料適應性強,比較適合規模處理,歐美和前蘇聯國家大多採用火法流程,流程的缺點是冗長,中間環節多,積壓金屬和資金嚴重,特別是規模小時更為突出,影響經濟效益。除此之外,高溫焚燒產生有害氣體,特別是鉛的揮發,產生二次污染,因此它的應用受到限制。
● 濕法工藝
20世紀70年代濕法流程迅速崛起,並得到國內冶金界的認可,下面做以簡單介紹:
銅陽極泥
H2SO4 浸出銅 CuSO4溶液
乙酸鹽 浸出鉛 Cu、Pb溶液
HNO3 浸出銀 AgNO3溶液 Ag
王水 浸出金 渣 熔煉 回收Sn
金溶液
萃取精煉
金粉
該法用不同的酸分段浸出陽極泥中的賤金屬雜質,以富集金、銀。用H2SO4先使銅成為CuSO4,以乙酸鹽常溫浸出鉛,使鉛生成可溶的乙酸鉛(Pb(Ac)2)分離。浸出渣用硝酸溶解銀、銅、硒、碲,含銀溶液用鹽酸或食鹽沉澱出氯化銀(AgCl),其純度可達99%以上,回收率可達96%,再從氯化銀中精煉提取銀,用王水從硝酸石溶渣中溶解金,金溶液用二丁基卡必醇(DBC)萃取,草酸直接還原得金產品,金純度>99.5%,回收率可達99%。濕法工藝金銀總回收率分別大於99%和98%。由於全流程金屬分離都在酸性水溶液中進行,因此稱為全濕法工藝,與火法工藝相比,有能耗低,有價金屬綜合利用好、廢棄物少、生產過程連續等優點。
l 選冶聯合工藝流程;
銅陽極泥
H2SO4 磨礦脫銅
浸出 CuSO4溶液
浸出渣
H2O 調漿
浮選 尾礦 煉鉛
精礦
焙燒 焙煉 煙氣 回收硒
銀陽極 電解 銀粉 銀錠
黑金粉 電解 金板 金錠
該流程用於處理含鉛高的銅陽極泥,流程包括陽極泥加硫酸磨礦及浸出銅,含金、銀的浸出渣調漿進行浮選,選出的精礦進行蘇打氧化熔煉產出銀陽極,電解產出銀和金粉等工序。流程中金、銀回收率分別達到95%和94%。由於引入浮選工序,精礦熔煉設備規模為火法工藝的1/5,試劑消耗節約一半,減少了鉛的污染,簡化了後續熔煉過程,提高了經濟效益。
l 天津大通銅業有限公司金銀分廠陽極泥處理流程
成份
Cu Au Ag Pb Sb Bi Sn Ni As Te
15.64 2132g/T 15.94 9.95 20.17 1.32 0.92 0.40 7.30
流程
陽極泥
H2SO NaClO3(氧化劑)
稀酸浸出
控電位V420mv
爐渣 爐液
HCl H2SO4 NaClO3
V.1200mv金的控電氯化 沉Se Te
SO2 Cu粉置換
SO2 SeO2 溶液
爐液 NaClO3爐渣1200mv 回收得H2SeO3
粗Te CuSO4
尾液 Au粉 硒
草酸 二次金的控電氯化 濃縮結晶 尾液
爐液 爐渣
Au粉 尾液 硫代硫酸鈉浸銀
鑄Au錠
爐渣 爐液
富集Pb.Sb 水含肼沉銀
外銷
尾液 銀粉
銀粉
銀陽極泥
電解
電銀 陽極泥 電解液
回收金
該流程設計上沒有預焙燒工序,而是以浸銅時添加氧化劑(NaClO3),使陽極泥中Cu、Se、Te氧化成為CuSO4、H2SeO3和H2TeO3並轉入溶液,在溶液中的H2SeO3用SO2還原得到粗Se。Te則用銅粉置換得Te精礦,CuSO4經濃縮得到結晶CuSO4.5H2O。浸出渣經二次控電氯化浸出金,一次浸出金用SO2還原,二次浸出金用草酸還原,金的回收率可達98.4%,控電氯化渣用硫代硫酸鈉(Na2S2O3)浸銀。硫代硫酸鈉試劑毒性小,消耗少,反應速度快,適於處理含銀物料,銀的回收率可達99%,純度達99%。
大通銅業有限公司的陽極泥含鉛和銻比一般的銅陽極泥高,類似於鉛陽極泥,因此所用的流程類似於鉛陽極泥的氯化法流程,首先用FeCl3或HCl+NaCl溶液浸出鉛陽極泥中的銅、砷、銻、鉍及部分鉛,同時有少部分銀生成AgCl2-溶解,浸出液用水稀釋至PH0.5,使SbCl3水解為SbOCl沉澱,同時沉澱出AgCl(沉澱率達99%以上),浸出渣用氨溶液浸出銀,使轉為可溶性的Ag(NH3)2Cl,再從溶液中用水合肼還原銀,氨浸出渣用HCl+Cl2或HCl+NaClO3浸出回收金,區別在於金、銀回收先後的選擇問題,這需要視具體成分而定。
以上是處理各種陽極泥的幾種典型原則流程,可根據處理陽極泥的成分進行不同的組合。
2、金、銀基合金及雙金屬復合材料以及帶載體的貴金屬廢催化劑的回收流程。
●金銀合金和金屬廢品廢料、廢件的回收流程
含Au、Ag以及ΣPt的雙金屬廢料廢件
預處理
熱分解400~600℃
硝酸浸出
難溶的殘渣(Au、Pt、Pb等) 硝酸浸出液(含Ag及其它金屬)
Cl
溶解 回收AgCl
殘渣 溶液 AgCl 其它金屬
硫化物SO2或NaSO3
沉金 粗Ag提純
粗Au 溶液(Pt、Pb)
提純
預處理可以是拆解或機械處理,熱處理的主要目的是在400~600℃條件下去除有機物,以及低溶點的金屬,然後用qN HNO3溶解,使物料中的銀和其它賤金屬氧化,以硝酸鹽形式轉入溶液,從溶液中回收銀和提純,硝酸不溶殘渣,可以用王水或水氯化浸出或其它溶解金、鉑和鈀,從溶液中回收分離提純Au、Pt和Pd。
黃金的提純:粗金返溶解用二丁基必醇萃取金,反萃之後,再沉金,得到提純。而含Pt、Pd溶液可用二烷基硫醚或N-二仲章基氨基乙酸(N540)萃取鈀,達到與鉑的分離,鈀的萃取率可達99.5%,鉑的萃取率幾乎是零。有機相經水洗後用NH3.H2O反萃取鈀,反萃取液再回收提純鈀。二烷基硫醚被認為是迄今為止工業上分離鉑、鈀最有效的萃取劑,它的唯一缺點是穩定性稍差,易氧化,萃取平衡時間稍長,萃取液回收鉑。當然也可以用30%N540異戊醇+70%煤油萃取鉑和鈀分離。30%N540萃鉑的條件4級萃取,1級洗滌3級反萃、鉑的萃取率可達99.9%,4NHCl反萃,反萃率為99.95%,從反萃液中獲得純度為99.9%的鉑產品。
對於鉑、鈀的分離提純問題,傳統的方法是反復沉澱法,水解沉澱法,硫化物沉澱,氨鹽沉澱或離子交換分離。沉澱法的缺點,首先是分離效率不高,其次是周期長,回收率低,試劑消耗大、操作條件不佳麻煩。離子交換法,樹脂飽和濃度低,用量大,交換徹底、交換時間長。萃取分離提取是近期崛起的分離方法,它的傳播速度快,避開濕法冶金中最為繁雜的液固分離的問題,萃取劑可循環使用,流程相對簡單,周期短,金屬回收率高,純化效果好的優點。因此被廣泛應用。
● 以∑Pt為載體的催化劑回收流程
∑Pt載體有蜂窩狀和小球狀高溶點硅、鋁酸鹽,由於高溫使用過程部分貴金屬會向內層滲透,部分被燒結或被釉化包裹,或轉化為化學惰性的氧化物和硫化物,因此他們的回收利用帶有一定的難度。他們的回收必須經預處理富集階段,然後再行分離提純,預處理富集階段分為:
▲火法富集法,高溫熔煉以鐵為輔收劑。碳作還原劑,加碳熔劑使載體轉變為低熔點、低粘度爐渣,獲得含富鉑族金屬的鐵合金,後續酸浸除鐵,獲得鉑族金屬精礦。該方法的Pd、Pt回收率分別為99%,98%以上。也可以用硫化物(Fe2S,Ni3S2)作捕收劑,較低溫度熔煉,獲得冰鎳後用鋁活法化酸浸,獲得鉑族金屬精礦。
▲載體溶解法:γ—Al2O3載體催化劑,經磨細用H2SO4.NaOH或NaOH+Na2SO3+聯胺溶液直接溶解氧化鋁,而貴金屬全部富集在不溶解渣中。
▲再後續的分離提純就可以接以上流程濕法部分,形成完整的流程。
C. 貴金屬提取
a. 加入氰化鈉(或氰化鉀)溶液,同時鼓入空氣:
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O == 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O == 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
b. 用金屬鋅還原,得到較純凈的金和銀:專
2Na[Ag(CN)2] + Zn == 2Ag + Na2[Zn(CN)4]
2Na[Au(CN)2] + Zn == 2Au + Na2[Zn(CN)4]
c. 過濾,加入硝酸,分離金:屬
Au不溶於稀HNO3,過濾即得到金屬Au。
d. 濾液濃縮、冷卻結晶,可得到AgNO3晶體。
e. 將AgNO3加熱分解(避光)即得到金屬Ag:
D. 手中有一點黃金、鉑金、鉻的混合金屬需要提純,請問有什麼方法可以快速提取貴金屬
第一步來除鉻:鉻與濃硫酸反應,生源成二氧化硫和硫酸鉻而去除:2Cr + 6H2SO4 =Cr2(SO4)3+ 3SO2↑ + 6H2O
第二步:將鉑、金用王水溶解,鉑、金均進入溶液。然後加硫酸亞鐵沉澱出金。過濾出金,
第三步:剩餘溶液加氯化銨,鉑呈氯鉑酸銨沉澱出,煅燒氯鉑酸銨可得海綿鉑。
E. 火試金法分解
火試金既是試樣的分解方法,又是貴金屬分離富集的古老而經典的方法,對貴金屬的分解、富集有特殊效果。它的另一個優點是可以稱取較多的試樣,從而保證了取樣的代表性,可以消除因鉑族元素分布不均勻而引起的取樣誤差。一般稱取10~40g。火試金的種類很多,有鉛試金、鋶鎳試金、銻試金、錫試金、銅鐵鎳試金等。
F. 任務貴金屬分析方法的選擇
任務描述
貴金屬元素由於其性質的特殊性,在樣品溶解、分離富集等方面與一般元素有很大的不同之處。通過本次任務的學習,加深對貴金屬元素性質的了解,能根據礦石的特性、分析項目的要求及干擾元素的分離等情況正確選擇分離和富集方法,學會基於被測試樣中貴金屬元素含量的高低不同以及對分析結果准確度的要求不同而選用適當的分析方法,能正確填寫樣品流轉單。
任務分析
一、貴金屬在地殼中的分布、賦存狀態及其礦石的分類
貴金屬元素是指金、銀和鉑族(銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑)共8 種元素,在元素周期表中位於第五、六周期的第Ⅷ族和第IB副族中。由於鑭系收縮使得第二過渡元素(釕、銠、鈀、銀)與第三過渡元素(鋨、銥、鉑、金)的化學性質相差很小,因此貴金屬元素的化學性質十分相近。
鉑族元按其密度不同,分為輕重兩族。釕、銠、鈀為輕族;鋨、銥、鉑為重族。
金在自然界大都以自然金形式存在,也能和銀、銅和鉑族元素形成天然合金。根據最新研究成果,金的地殼豐度值僅為1 ng/g。金礦床中伴生的有用礦產很多。在脈金礦或其他原生金礦床中,常伴生有銀、銅、鉛、鋅、銻、鉍和釔等;在砂金礦床中,常伴生有金紅石、鈦鐵礦、白鎢礦、獨居石和剛玉等礦物。此外,在有色金屬礦床中,也常常伴生金。金的邊界品位一般為1 g/t。一般自然金里的金含量大於80%,還有少量的銅、鉍、銀、鉑、銻等元素。
銀在地殼中的平均含量為1×10-7,在自然界多以硫化物形式存在,單獨存在的輝銀礦(Ag2S)很少遇見,而且主要伴生在銅礦、鉛鋅礦、銅鉛鋅礦等多金屬硫化物礦床和金礦床中。在開采和提煉銅、鉛、鋅、鎳和金主要組分時,可順便回收銀。一般含銀品位達到5~10 g/t即有工業價值。
鉑族元素在自然界分布量很低,鉑在地殼中的平均豐度僅為5×10-9,鈀為5×10-8。它們和鐵、鈷、鎳在周期表上同屬第Ⅷ族,因此也與鐵、鈷、鎳一樣,具有親硫性。鉑族元素常與鐵元素共生,它們主要富集在與超基性岩和基性岩有關的銅鎳礦床、鉻鐵礦床和砂礦床內。銅鎳礦床中所含鉑族元素以鉑、鈀為主,其次是銠、釕、鋨、銥。鉻鐵礦中所含鉑族元素以鋨、釕、銥為主。鉑族元素之間,以及它們與鐵、鈷、鎳、銅、金、銀、汞、錫、鉛等元素之間能構成金屬互化物。在自然界存在自然鉑和自然鈀。自然鉑含鉑量為84%~98%,其餘為鐵,及少量鈀、銥、鎳、銅等。自然鈀含鈀量為86.2%~100%,同時含有少量鉑、銥、銠等。自然釕很少見,我國廣東省發現的自然釕中含有91.1%~100% 的釕。鉑族元素還可以與非金屬性較強的第Ⅵ主族元素氧、硫、硒、碲及第V主族元素砷、銻、鉍等組成不同類型的化合物。目前已知的鉑族元素礦物有120多種。在一些普通金屬礦物(如黃銅礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦等)以及普通非金屬礦物(如橄欖石、蛇紋石、透輝石等)中也可能含有微量鉑族元素。
鉑族元素的共同特性是具有優良的抗腐蝕性、穩定的熱電性、高的抗電火花蝕耗性、高溫抗氧化性能以及良好催化作用,故在工業上應用很廣泛,特別是在國防、化工、石油精煉、電子工業上不可缺少的重要原料。
二、貴金屬的分析化學性質
(一)化學性質
1.金
金具有很高的化學穩定性,即使在高溫條件下也不與氧發生化學作用,這大概就是在自然界中能夠以自然金甚至是以微小金顆粒存在的重要原因。金與單一的鹽酸、硫酸、硝酸和強鹼均不發生化學反應。金能夠溶解在鹽酸和硝酸的混合酸中,其中在王水中的溶解速率是最快的。用於分析化學中的金標准溶液通常就是以王水溶解純金來制備,但需要用鹽酸反復蒸發除去多餘的硝酸或氮氧化合物。在有氧化劑存在的鹽酸中,如 H2O2、KMnO4、KClO3、KBrO3、KNO3和溴水等,金也能夠很好被溶解,這主要是由於鹽酸與氧化劑相互作用產生新生態的氯氣同金發生反應所致。
2.銀
銀有較高的化學穩定性,常溫下不與氧發生化學作用,在自然界同樣能夠以元素形態存在。當與其他元素發生化學反應時,通常形成正一價的銀化合物。在某些條件下也可生成正二價化合物,例如AgO和AgF2,但這些化合物不穩定。
金屬銀易溶於硝酸生成硝酸銀,也易溶於熱的濃硫酸生成硫酸銀,而不溶於冷的稀硫酸中。銀在鹽酸和王水中並不會很快溶解,原因在於初始反應生成的Ag-以AgCl沉澱沉積在金屬表面而形成一層灰黑色的保護膜,阻止了銀的進一步溶解。但是如果在濃鹽酸中加入少量的硝酸,銀的溶解是比較快的。這是因為形成的 AgCl 又生成可溶性的[AgCl2]-配離子。這一反應對含銀的貴金屬合金材料試樣的溶解是很有用的。銀與硫接觸時,會生成黑色硫化銀;與游離鹵作用生成相應的鹵化物。銀飾品在空氣中長久放置或佩戴後失去光澤常常與其表面上硫化物及其氯化物的形成有關。在有氧存在時,銀溶解於鹼金屬氰化物而生成[Ag(CN)2]-配離子。銀在氧化劑參與下,如有Fe3+時也能溶於酸性硫脲溶液而形成復鹽。
3.鉑族金屬
鉑族金屬在常溫條件下是十分穩定的,不被空氣腐蝕,也不易與單一酸、鹼和很多活潑的非金屬元素反應。但是在確定的條件下,它們可溶於酸,並同鹼、氧和氯氣相互作用。鉑族金屬的反應活性在很大程度上依賴於它們的分散性以及同其他元素,即合金化的元素形成中間金屬化合物的能力。
就溶解能力而言,鉑族金屬粉末較海綿狀的易於溶解,而塊狀金屬的溶解是非常緩慢的。與無機酸的反應,除鈀外,鉑族金屬既不溶於鹽酸也不溶於硝酸。鈀與硝酸反應生成Pd(NO3)2。海綿鋨粉與濃硝酸在加熱條件下反應生成易揮發的OsO4。鈀、海綿銠與濃硫酸反應,生成相應的PdSO4、Rh2(SO4)3。鋨與熱的濃硫酸反應生成OsO4或OsO2。鉑、銥、釕不與硫酸反應。王水是溶解鉑、鈀的最好溶劑。但王水不能溶解銠、銥、鋨和釕,只有當它們為高分散的粉末和加熱條件下可部分溶解。在有氧化劑存在的鹽酸溶液中(如H2O2、Cl2等)於封管的壓力條件下,所有的鉑族金屬都能被很好地溶解。
通常,鹼溶液對鉑族金屬沒有腐蝕作用,但當加入氧化劑時則有較強的相互作用。如OsO4就能夠在鹼溶液中用氯酸鹽氧化金屬鋨來獲得。在氧化劑存在條件下,粉末狀鉑族金屬與鹼高溫熔融,反應產物可溶於水(對於Os和Ru)、鹽酸、溴酸和鹽酸與硝酸的混合物中,由此可將難溶的鉑族金屬轉化為可溶性鹽類。高溫熔融時,常用的混合熔劑有:NaOH+NaNO3(或NaClO3)、K2CO3+KNO3、BaO2+BaNO3、NaOH+Na2O2和Na2O2等。利用在硝酸鹽存在條件下的NaOH或KOH的熔融、利用Na2O2的熔融以及利用BaO2的高溫燒結方法通常被認為是將鉑族金屬如銠、銥、鋨、釕轉化成可溶性化合物的方便途徑。
在鹼金屬氯化物存在條件下,鉑族金屬的氯化作用同樣是將其轉化成可溶性化合物的最有效途徑之一。
(二)貴金屬分析中常用的化合物和配合物
1.貴金屬的鹵化物和鹵配合物
貴金屬的鹵化物或鹵配合物是貴金屬分析中最重要的一類化合物,尤其是它們的氯化物或氯配合物。因為貴金屬分析中大多數標准溶液的制備主要來自這些物種;鉑族金屬與游離氯反應,即氯化作用,被廣泛用於分解這些金屬;更重要的是在鉑族金屬的整個分析化學中幾乎都是基於在鹵配合物水溶液中所發生的反應,包括分離和測定它們的方法。
鉑族金屬配合物種類繁多,能與其配位的除鹵素外,還有含O、S、N、P、C、As等配位基團,常見的有
2.貴金屬氧化物
金、銀的氧化物在分析上並不重要。金的氧化物有Au2O3、Au2O,Au2O很不穩定,與水接觸分解為Au2O3和Au。用硝酸汞、乙酸鹽、酒石酸鹽等還原劑還原Au(Ⅲ)可得到Au2O。Au(Ⅲ)與NaOH作用時,生成Au(OH)3沉澱。通常,Au(OH)3以膠體形態存在,所形成的膠粒直徑一般為80~200 nm。
向銀溶液中小心加入氨溶液時可形成白色的氫氧化銀。當以鹼作用時則有棕色的氧化銀析出。氧化銀呈鹼性,能微溶於鹼並生成[Ag(OH )2]-;在300℃條件下分解為 Ag和O2。
鉑族金屬及其化合物在空氣中灼燒可形成各種組分的氧化物。由於許多氧化物不穩定,或者穩定的溫度范圍比較窄,或者某些氧化物具有揮發性,因此在用某些分析方法測定時要十分注意。例如,一些採用重量法的測定需在保護氣氛中灼燒成金屬後稱重。Os(Ⅷ)、Ru(Ⅷ)的氧化物易揮發,這也是與其他貴金屬分離的最好方法。鉑族金屬對氧的親和力順序依次為:Pt<Pd<Ir<Ru<Os。鉑的親和力最差,但粉末狀的鉑能很好與氧結合。貴金屬的氧化物在溶液中多呈水合氧化物形式存在。
3.貴金屬的硫化物
形成硫化物是貴金屬元素的共性,但難易程度不同。其中IrS生成較難,而PdS、AgS較容易形成。貴金屬硫化物均不溶於水,其溶解度按下列順序依次減小:Ir2S3、Rh2S3、PtS2、RuS2、OsS2、PdS、Au2S3、Ag2S。在貴金屬的氯化物或氯配合物(銀為硝酸鹽)溶液中,通入H2S氣體或加入Na2S溶液可得到相應的硫化物沉澱。
4.貴金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽化合物或配合物
在貴金屬的硝酸鹽中,AgNO3是最重要的化合物。分析中所用的銀標准溶液都是以AgNO3為初始基準材料配製的。其他貴金屬的硝酸鹽及硝基配合物不穩定,易水解,在分析中較少應用。鉑族金屬的亞硝基配合物是一類十分重要的配合物。鉑族金屬的氯配合物與NaNO2在加熱條件下反應,生成相應的亞硝基配合物。這些配合物很穩定,在pH 8~10的條件下煮沸也不會發生水解。利用這種性質可進行貴金屬與賤金屬的分離。
三、貴金屬礦石礦物的取樣和制樣
含有貴金屬元素的樣品在分析之前必須具備兩個條件:①樣品應是均勻的;②樣品應具有代表性。否則,無論分析方法的准確度如何高或分析人員的操作如何認真,獲得的分析結果往往是毫無意義的。此外,隨著科學技術的發展,貴金屬資源被廣泛應用於各工業部門和技術領域,由於貴金屬資源逐漸減少,供需矛盾日漸突出,其價格日趨昂貴,因此對分析結果准確性的要求比其他金屬要高。
貴金屬礦石礦物的取樣、加工是為了得到具有較好代表性和均勻性的樣品,使所測試樣品中貴金屬的含量能夠較真實地反映原礦的情況,避免取樣帶來的誤差。貴金屬在自然界中的賦存狀態很復雜,又由於貴金屬元素的含量較低,故分析試樣的取樣量必須滿足兩個因素:①分析要求的精度;②試樣的均勻程度,即取出的少量試樣中待測元素的平均含量要與整個分析試樣中的平均含量一致。實際上貴金屬元素在礦石中的分布並不均勻,往往集中在少數礦物顆粒中,要達到取出的試樣與總試樣完全一致的要求是很難做到的。因此,只能在滿足所要求的分析誤差范圍內進行取樣,增加取樣量,分析誤差可能會減小。試樣中貴金屬礦物的破碎粒度與取樣量有很大關系,粒度愈大,試樣愈不均勻,取樣量也應愈大,因此加工礦物試樣時應盡可能磨細。為了達到一定的測量精度,除滿足上述取樣量的條件外,還應滿足測定方法的靈敏度。
一般的礦樣,可按常規方法取樣、制樣。金多以自然金的形式存在於礦石礦物中,它的粒度變化較大,大的可達千克以上,而微小顆粒甚至在顯微鏡下都難以分辨。金的延展性很好,它的破碎速度比脈石的破碎速度慢,因此對未過篩的和殘留在篩縫中的樣品部分絕對不能棄之,此部分大多含有自然金。金礦石的取樣與加工一般按切喬特經驗公式進行。對於比較均勻的樣品,K取值為0.05,一般金礦石樣品,K取值為0.6~1.5。
對於較難加工的金礦石,在棒磨之前加一次盤磨碎樣並磨至0.154mm,因為棒磨機的作用是用鋼棒沖擊和擠壓岩石再磨細金粒,能滿足一般金粒較細的試樣所需的破碎粒度。含有較粗金粒的試樣,用棒磨機只能使金粒壓成片狀或帶狀,達不到破碎的目的。而盤磨機是利用搓壓的作用力使石英等硬度較大的物料搓壓金粒來達到破碎的目的。
在金礦樣的加工過程中,應注意以下幾個方面:
(1)如果礦樣量在1kg以下,碎樣時應磨至200目。一半送分析用,一半作為副樣。如果礦樣量在1 kg以上,按加工流程進行破碎,作基本分析的樣品重量不應少於500~600 g。
(2)若樣品中含有明金時,應增設80目過篩和篩上收金的過程。
(3)對於1∶20萬區域化探水系沉澱物樣品,應將原分析樣混勻後分取40g,用盤磨粉碎至200目,混勻後作為金的測定樣。
(4)在過篩和縮分過程中,任何時間都不能棄去篩上物和損失樣品。
(5)所使用的各種設備每加工完一個樣品後必須徹底清掃干凈,並認真檢查在縫隙等處有無金粒殘留。
(6)礦樣經棒磨機粉碎至200 目後,送分析之前必須再進行混勻,以防止因金的密度大在放置時間過久或運送過程中金下沉而導致樣品不均勻。
由於金在礦石中的不均勻性,要製取有代表性、供分析用的礦樣,應盡可能地增大礦石取樣量。在磨樣過程中,對分離出粗粒的金應分別處理。其他貴金屬礦樣的取樣與加工要比金礦石的容易。
為了獲得准確的分析結果,貴金屬試樣在分析之前,取樣與樣品的加工,試樣的分解將是整個分析工作中的重要環節。另一方面,由於在大多數的分析方法中,獲得的分析結果常常是通過與已知的標准物質的含量,包括標准溶液和標准樣品進行比較獲得的,因此,准確的分析結果同樣也依賴於貴金屬標准溶液的准確制備。
四、貴金屬礦樣的樣品處理技術
貴金屬礦石礦物的分解有其特殊性,是分析化學中的難題之一。因為多數貴金屬具有很強的抗酸、鹼腐蝕的特點,常用的無機溶劑和分解技術難以分解。
含銠、銥和釕等試樣,在常溫、常壓,甚至較高溫度、壓力下用王水也難以分解。
砂鉑礦多由超基性岩體中的鉻-鉑礦風化次生而成,其密度及硬度極高、化學惰性極強,在高溫、高壓條件下溶解也較慢。
鋨銥礦是以鋨和銥為主的天然合金,晶格類型的差別較大(銥為等軸晶系,鋨為六方晶系)。含鋨高時稱為銥鋨礦,呈鋼灰色至亮青銅色;含銥高時稱為鋨銥礦,呈明亮錫白色。它們的密度都很大,性脆且硬,含銥、釕高時磁性均較強,鋨高時相反。化學性質也都很穩定,於王水中長時間煮沸難以被分解。
為了分解這些難溶物料,需要引入一些特殊的技術,如焙燒預處理技術、鹼熔融技術、加壓酸消解技術等。
(一)焙燒預處理方法
貴金屬在礦石中除以自然金、自然鉑等形式存在外,還以各種金屬互化物形式存在,並常伴生在硫化銅鎳礦和其他硫化礦中。用王水分解此類礦樣時,由於硫的氧化不完全,易產生元素硫,並吸附金、鉑、鈀等,使測定結果偏低,尤其對金的吸附嚴重,故需要先進行焙燒處理,使硫氧化為SO2而揮發。焙燒溫度的控制是很重要的,溫度過低,分解不完全;溫度過高,會燒結成塊,影響分析測定。常用的焙燒溫度為600~700℃,焙燒時間與試樣量和礦石種類有關,一般為1~2h。不同硫化礦的焙燒分解情況不同,其中黃鐵礦最易分解,其次是黃銅礦,最難分解的是方鉛礦。以下是幾種貴金屬礦石的焙燒處理方法。
(1)含砷金礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中,升溫至400℃恆溫2h,使大部分砷分解、揮發,繼續升溫至650℃,使硫和剩餘的少量砷完全揮發。於礦石中加入NH4NO3、Mg(NO3)2等助燃劑,可提高焙燒效率,縮短焙燒時間。如果金礦中砷的含量在0.2% 以上,且砷含量比金含量高800倍的條件下焙燒時,會生成砷和金的一種易揮發的低沸點化合物而使金損失,此時的焙燒溫度應控制在650℃以下。當金礦石中硅含量較高時,加入一定量NH4HF2可分解SiO2。
(2)含銀硫化礦的焙燒。先將礦石置於高溫爐中,升溫至650℃,恆溫2h,使硫完全揮發。當礦石中硅含量較高時,即使加入NH4HF2,由於焙燒過程中生成難溶的硅酸銀,使測定結果嚴重偏低。為此,用酸分解焙燒試樣時,加入HF以分解硅酸銀,可獲得滿意的結果。
(3)含鉑族元素硫化礦的焙燒。與含金硫化礦的焙燒方法相同。
(4)含鋨硫化礦的焙燒。試樣進行焙燒時,易氧化為OsO4形式揮發損失,於焙燒爐中通入氫氣,硫以H2S形式揮發;或按10∶1∶1∶1比例將礦石、NH4Cl、(NH4)2CO3、炭粉混合後焙燒,可加速硫的氧化,對鋨起保護作用。
(二)酸分解法
貴金屬物料的酸分解法是最常用的方法,操作簡便,不需特殊設備。常用的溶劑是王水,它所產生的新生態氯具有極強的氧化能力,是溶解金礦和某些鉑族礦石的有效試劑。溶解金時可在室溫下浸泡,加熱使溶解加速。溶解鉑、鈀時,需用濃王水並加熱。此外,分解金礦的試劑很多,如HCl-H2O2、HCl-KClO3、HCl-Br2等。被硅酸鹽包裹的礦物,應在王水中加少量HF或其他氟化物分解硅酸鹽。酸分解方法不能用於含銠、銥礦石的分解,此類礦石只有在高溫、高壓的特定條件下強化溶解才能完全溶解。
(三)鹼熔法
固體試劑與試樣在高溫條件下熔融反應可達到分解的目的。最常用的是過氧化鈉熔融法,幾乎可以分解所有含貴金屬的礦石,但對粗顆粒的鋨銥礦很難分解完全,常需要用合金碎化後再鹼熔才能分解完全。本法的缺點是引入了大量無機鹽,對坩堝腐蝕嚴重,又帶入了大量鐵、鎳。使用鎳坩堝還能帶入微量貴金屬元素。此法多用於無機酸難以分解的礦石。
五、貴金屬元素的分離和富集方法
貴金屬元素在岩石礦物中的含量較低,因此,在測定前對其進行分離富集往往是必要且關鍵的一步。貴金屬元素的分離和富集有兩種方法;一種是干法分離和富集——火法試金;一種是濕法分離和富集——將樣品先轉為溶液,然後採用沉澱、吸附、離子交換、萃取、色層等方法進行分離富集貴金屬與賤金屬分離,主要有共沉澱分離法、溶劑萃取法、離子交換分離法、活性炭分離富集法、泡沫塑料富集法及液膜分離富集法等。目前應用最廣泛的是火試金法、泡沫塑料法、萃取法。具體方法詳見任務2、任務3、任務4的相關內容。
六、貴金屬元素的測定方法
(一)化學分析法
1.重量法測定金與銀
將鉛試金法得到的金、銀合粒,稱其總量。經「分金後」得到金粒,稱重。兩者重量之差為銀的重量。
為了減少金在灰吹中的損失和便於分金,在熔煉時通常加入毫克量的銀。如果試樣中含金量較高,加入的銀量必須相應增加,以達金量的3倍以上為宜。低於此數時,分金不完全,且銀不能完全溶解,影響測定結果。
在實際應用中,不同含金量可按表7-1所示的銀與金的比例加入銀,可滿意地達到分金效果。
表7-1 銀與金的比例
如合粒中含銀量低、金量高時,可稱取兩份試樣,一份不加銀,所得合粒稱重,為金銀合量。另一份加銀,分金後測金。二者重量之差為銀量。亦可先將金、銀合粒稱重,再加銀灰吹,然後進行分金,測得金量。差減法得銀量。
分金可採用熱硝酸(1∶7),此時合粒中的銀、鈀以及部分鉑溶解,而金不溶並呈一黑色的整粒留下來。如果留的下金粒帶黃色,則表示分金不完全,應當取出,補加適量銀,包在鉛片中再灰吹,然後分金。
用硝酸(1∶7)分金後,金粒中還殘留有微量銀,可再用硝酸(1∶1)加熱數分鍾除去。
2.滴定法
在貴金屬元素的滴定法中,主要利用貴金屬離子在溶液中進行的氧化還原反應、形成穩定配合物反應、生成難溶化合物沉澱或被有機試劑萃取的化合反應。被滴定的貴金屬離子本身多數是有顏色的,而且存在著復雜的化學形態和化學平衡反應,故導致滴定法的應用有一定的局限性。
金的滴定法主要依據氧化還原反應,包括碘量法、氫醌法、硫酸鈰滴定法、釩酸銨滴定法及少數催化滴定法和原子吸收-碘量法聯合的分析方法。其中碘量法和氫醌法在我國應用最普遍,它們與活性炭或泡塑吸附分離聯用,方法的選擇性較好,且可測得微量至常量的金,已成為經典的測定方法或實際生產中的例行測定規程。由於樣品的成分的復雜性,故用活性炭吸附分離-碘量法測定金時,還應針對試樣的特殊性採取相應的預處理手段。例如,含鉛、銀高的試樣,可加入5~7g硫酸鈉,煮沸使二氯化鉛轉化為硫酸鉛沉澱過濾除去,銀用鹽酸溶液(2+98)洗滌,可避免氯化銀沉澱以銀的氯配離子形式進入溶液中而被活性炭吸附。含鐵、鉛、銅、鋅的試樣,在滴定時加入0.5~1 g氟化氫銨可掩蔽50mg鐵、鉛,3~5mL的EDTA溶液(25g/L)可掩蔽大量鉛、銅、鋅,但需立即加入碘化鉀,以避免Au(Ⅲ)被還原為Au(Ⅰ)。含硫高時,於馬弗爐中500℃溫度下焙燒3h後再於650~700℃恆溫1~2h,可避免金的分析結果偏低。含銻的試樣,用氫氟酸蒸發2次,可消除其對金的影響。試樣中含鉑和鈀時,會與碘化鉀形成紅色和棕色碘化物,且消耗硫代硫酸鈉,可於滴定時加入5mL硫氰酸鉀溶液(250g/L),使之形成穩定的配合物而消除干擾。用碘量法測定金的誤差源於多種因素:金標准溶液的穩定性、活性炭吸附金的酸度、水浴蒸發除氮氧化物的條件、澱粉指示劑用量、滴定前碘化鉀的加入量、分取試液和滴定液的濃度、標定量的選擇等,因此應予以注意。
關於銀的化學滴定法,應用最普遍的是硫氰酸鉀(銨)和碘化鉀沉澱滴定法,其次是硫代硫酸鈉返滴定法、硫酸亞鐵氧化還原滴定法和二硫腙萃取滴定法等。
硫氰酸鉀滴定法測定銀:將試金所得的金、銀合粒用稀硝酸溶解其中的銀,以硫酸鐵銨為指示劑,用硫氰酸鉀標准溶液滴定至淡紅色,即為終點。其主要反應式如下:
Ag++KCNS→K++AgCNS↓
Fe3++3KCNS→3K++Fe(CNS)3
在鉑族金屬的滴定中,以莫爾鹽還原Pt(Ⅳ),用釩酸銨返滴定法或二乙基二硫代氨基甲酸鈉滴定法的條件苛刻,選擇性差,不能用於組成復雜的試樣分析中。於pH為3~4酸性介質中,長時間煮沸的條件下,Pt(Ⅳ)能與EDTA定量絡合,在乙酸-乙酸鈉緩沖介質中,用二甲酚橙作指示劑,乙酸鋅滴定過量的EDTA,可測定5~30mg Pd。利用這一特性,採用丁二肟分離鈀,用酸分解濾液中的丁二肟,可測定含鉑、鈀的冶金物料中的鉑。Pd(Ⅱ)的滴定測定方法較多,常見的是利用形成難溶化合物沉澱和穩定配合物的反應。在較復雜的冶金物料中,採用選擇性試劑掩蔽鈀,二甲酚橙作指示劑,鋅(鉛)鹽滴定析出與鈀等量的EDTA測定鈀的方法較多。
(二)儀器分析法
貴金屬在地殼中的含量很低,因此各種儀器分析方法在貴金屬的測定中獲得了非常廣泛的應用。主要有可見分光光度法、原子吸收光譜法、發射光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法等。具體的應用請參閱本項目的任務2、任務3、任務4的相關內容。
七、貴金屬礦石的分析任務及其分析方法的選擇
貴金屬礦石的分析項目主要是金、銀、銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑含量的測定,除精礦外,一般礦石中貴金屬的含量都比較低,因此,在選擇分析方法時,靈敏度是需要重點考慮的因素。一般,銀的測定主要用原子吸收光譜法和可見分光光度法,且10 g/t以上含量的不需要預富集,可直接測定。可見分光光度法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法在金的測定上都獲得了廣泛的應用。金的測定一般都需要採取預富集手段。銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑在礦石中含量甚微,因此對方法的靈敏度要求較高。目前,電感耦合等離子體質譜法在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定的應用已經越來越廣泛和成熟。另外光度法、電感耦合等離子體發射光譜法也在銠、釕、鈀、鋨、銥、鉑的測定中發揮了重要作用。
技能訓練
實戰訓練
1.學生實訓時按每組5~8人分成幾個小組。
2.每個小組進行角色扮演,利用所學知識並上網查詢相關資料,完成貴金屬礦石委託樣品從樣品驗收到派發樣品檢驗單工作。
3.填寫附錄一中質量表格1、表格2。
G. 石頭含有黃金,白銀,生銅怎樣分解出來
辦法很多啊
地區緊張局勢維護貴金屬價格,美債減購,美元飆升到84.8,對俄第二輪制裁,美國增加反恐籌碼等
周三晚間大跌,2014年9月18日交易價到240元左右,黃金首飾290元左右,投資黃金248元,回收232元,典當行回收價格只有200元以下,投資有風險從業需謹慎,
鄙視廣告,鄙視某些助紂為虐的知道管理員
H. 金屬分解 錫里含金銀鈀要怎麼才能分出來大型的數量多的... 那位大師指點下
你用鹽酸加熱溶吧。錫可以溶,貴金屬不溶。
I. 銥與鈦如何分解
在電化學反應中陽極析出的氣體,可分為析氯和析氧兩種類型。
鈦塗釕陽極屬於析氯陽極,一般在鹽酸及電解海水、電解食鹽水環境中使用;如釕銥陽極、釕銥錫陽極等。
鈦塗銥系陽極屬於析氧陽極,一般使用環境為硫酸環境,如銥鉭陽極,銥鉭塗層鈦陽極。
還有一種鍍鉑鈦陽極,又稱鉑鈦電極、鉑電極、鍍鉑陽極等。是以鈦為基材,表面鍍一層鉑系貴金屬。
在制備以上氧化物塗層時,除了貴金屬元素外,還添加了其他的合金元素。採用在Ru系和Ir系塗層中添加輔助元素,組成二元、三元以及四元金屬氧化物,可以明顯提高鈦陽極性能。採用通過制備雙層次甚至多層次結構的塗層也有助於提高鈦陽極性能。
以上塗層鈦陽極在國內技術成熟,已經廣泛應用於以下領域:
有色金屬電解生產、氯鹽電解、海水電解、金屬箔的製造、金屬箔的表面電化學處理、有色金屬電解提取及回收、有機電解、工業電鍍、陰極保護、電滲析、酸鹼離子水製造、工業廢水處理等領域。
J. 王水中有鈀金和銠金要用那些化學試劑分解與回收
降低溶液的氧化性,使得剩餘的硝酸還原掉,然後還原劑就可以把Pt和Pd還原出來了。方法就是加入廉價還原劑,比如鐵粉、檸檬酸鈉、抗壞血酸等,鐵粉比較差,因為是固體,容易和可能還原出的Pt、Pd混在一塊。然後將溶液離心,就可以把還原出來的金屬顆粒回收了。不過一般王水廢液中含的都很少,50mL王水也就含幾十毫克貴金屬罷了。
最好不要稀釋,因為Pt、Pd含量本來就很少,稀釋了之後可能就弄不出來了。