贵金属二次资源回收及检测方法研究

吴莹莹，张 坤，杨文龙，陈 龙，汪子翔，刘天祥，郭禹杉

（沈阳工业大学石油化工学院，辽宁 辽阳 111003）

贵金属一般是指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素。这些金属色泽鲜明，与一般化学品反应的活性较低，通常情况下不易发生化学反应。因其独特的性质，常被广泛的应用在电子信息、医疗、工业等技术领域。贵金属资源短缺，价格昂贵，其废料的回收利用价值比普通金属高得多，因此也被称作珍贵的“二次资源”。西方国家将贵金属二次资源的回收利用与其他矿产资源放在同等的地位上，并形成了非常完备的贵金属二次资源回收利用体系。同西方国家相比，我国虽起步较晚，技术管理方面也略有不足，但经过多年的发展，也形成了较为完善的体系。

我国是贵金属资源稀少的国家，因此通过简单的工艺对贵金属二次资源的回收利用在目前我国倡导资源可持续发展的背景下具有重大的意义。随着贵金属二次资源回收利用技术的发展，越来越多的人逐渐关注其带来的分析检测问题。检测分析方法合理的选择与使用可能会带来较高的经济效益。

贵金属废料主要来源于废旧电器和废催化剂等。本文主要综述了从废旧电器和废催化剂中回收贵金属的方法以及贵金属的检测方法。

1 贵金属二次资源回收技术

1.1 废催化剂中贵金属的回收利用

废催化剂提取贵金属并回收利用，根据国内外的研究，大部分均基于这三个研究步骤：提取贵金属、吸附去除水中的污染物、再生再利用。

提取贵金属。废催化剂含有许多贵金属，可以将其回收再利用。其工艺过程大致包括焙烧、氨水浸取、净化分离、酸沉等步骤。由于废催化剂中钼含量(质量分数一般为5%～10%)较辉钼矿中钼的含量低得多,因此该法存在产能低下，氨需要量大，效率较低等问题[1]。

吸附去除水中的污染物。吸附技术是污水处理的常用技术之一，利用废催化剂面积较大等特性来处理吸附污水，但是振荡时间、温度、pH值均对吸附效果有较大影响，且对在碱性条件下进行的反应碱浓度要求严格，国内外目前还没有对这些条件的具体研究。

催化剂的再生再利用。单元操作过程的催化剂，需要经历一系列失活情况，如金属氧化物等产生引起的失活现象。目前有，熔烧、酸浸、水洗、活化、干燥等方法使催化剂再生。

1.1.1 废催化剂提取贵金属的相关研究

马晓东[2]探讨大多数物质均存在着含量不菲的铂催化剂，含量高于同期的矿床，于是，这类催化剂便具有着很高的利用价值，使得逐渐变为当今研究核心。

为此，对其中的相关领域进行了深度研究[3]，并为当今世界化工转型提供了宝贵的意见。想要提取回收利用这类金属，需要许多步骤，综合国内外，即应先进行研磨等细化处理[4]，接着使其中的金属分离，最后再凝练提取出这类金属。关于废催化剂的回收利用，以其处理方式不一，可以简单划分为火法和湿法。

1.1.2 废催化剂吸附水体污染物的相关研究

李丹丹[5]对催化剂进行一系列系统化处理，以固定方式，将物质Ni-TiO2嵌入废催化剂，研发出Ni-TiO2-FCC废催化剂，并加以使用。通过对其Ni的探讨研究，并探究各种因素如摄入量对其处理效果影响，对其这类处理过的废催

化剂进行着重分析，结果表明此类处理方法不仅使得原金属变得无害，并使其解离效果提高不低于80%。

1.1.3 废催化剂的再生再利用的相关研究

崔瑞利[6]等对其进行了一系列研究，再利用各种方式来进行表示研究，体验见各种性能查情最终发现回复比较好，并使得脱率得到了大幅度的提高，使得再生后的有少量物质生成，使其活性得到抑制。温度得以提高，但是活性被抑制。

1.2 废旧电器中贵金属的回收利用

1.2.1 废旧电器中回收贵金属的一般方法

传统的从废旧电器中回收贵金属一般都要先经过预处理，这是后期回收利用的前提保障。目前，火法炼金、湿法炼金是作为传统的处理废旧电器的主要方法。火法冶金就是在高温条件下通过一系列的物理化学方法，使其中的金属与脉石或其他杂质分离，通过高温将其中的非金属物资烧成灰，保留金属的熔融状态，再通过其它方式与金属形成合金，得到可以利用的贵金属[7]。湿法炼金最早可以追溯到公元前200年，早在西汉时期就有胆矾法提铜的记载。其原理是利用浸出剂将废弃电器零件中的金属成分溶解在溶液中，进而实现贵金属的分离和提取[8]。火法炼金、湿法炼金作为传统的回收贵金属的方法，被广泛的使用，但其技术问题还需要不断地改进和解决。

1.2.2 废旧电器中回收贵金属的新技术

在传统回收金属的方法面临一系列的问题时，一些新技术、新方法应运而生。这其中便包括了电化学溶解法和微生物浸出法。电化学溶解法类似于电解池电解，其原理是通过在电解槽阳极发生反应，使处于阳极的混杂的金属有选择性的电离溶解，从而达到从废弃物中回收金属的目的。而另外一种微生物浸出法则是利用微生物及其代谢物的氧化作用，其原理是通过三价铁离子的氧化性将一些被包裹的贵金属裸露出来，二价铁离子可被细菌氧化，从而达到循环使用的效果[9]。这也是该方法具备的优点之一，除此之外微生物浸出法的操作便捷，在从废旧电器中回收贵金属领域具有潜在的技术优势。

2 贵金属的检测方法

2.1 X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱法是目前实验室进行贵金属检测的一种有效分析检测方法,其优点是可以快速的测定，能够准确地测定贵金属中元素的含量，并且检测对贵金属样品不会造成损坏，已被制定为国家标准检测方法[10]。

就贵金属饰品而言，X荧光光谱法检测时特别需要注意的问题是测试点的选取，这是决定测试结果的重要因素。因为即使是相同厂家生产的同一产品，也会因为一些因素的影响而存在差异。在测试过程中若发现异常，则需要分析是否是贵金属样品焊接点的问题，若是，则可通过检测结果大致的估计焊接点处的影响，一般来说，焊料略低于标称值，如果饰品焊点不多，可忽略焊料对贵金属饰品的影响。若焊料贵金属纯度极低并且对贵金属饰品工艺焊点要求很多时，则会降低整体饰品的贵金属纯度[11]。

2.2 密度法

密度法是利用浸水称重间接测量出样品密度，进而计算出贵金属纯度的方法。此法着重对样品整体纯度的检测，因此也受到样品重量和形状的影响[12]。样品重量的大小会对测量结果产生不同的影响，会对让测量结果产生误差。若样品为密闭空心状时，使用该方法测量时，会因样品内部无法排出气体，而致使样品的排水量的测量结果不准确，从而得不到样品准确的纯度。而在实际测量应用中，我们常将密度法和X射线荧光光谱法结合应用[13]，从而得到较为准确地测量结果。

3 结语

随着我国经济的日益发展以及对资源重复利用的重视，在提倡绿色环保和循环经济的主流背景下，贵金属二次资源的回收利用技术以及检测分析方法也随着现代科技的进步而逐渐丰富。在未来，简单有效并且绿色环保可行的技术将会是贵金属二次资源回收工艺的主要研究方向。而测量简便、高效、准确度高的检测方法也将在贵金属检测领域受到越来越普遍的关注。