[发明专利]一种选择性吸附钯活性炭的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及废弃线路板中有价金属的回收利用，具体地说是将硫醚制备原理应用到活性炭修饰工艺过程中，使活性碳表面引入含有硫原子的官能团，从而提高其对钯(Ⅱ)的选择性，并将最终产品应用于废弃线路板中钯的回收。

背景技术：

贵金属具有很多优良的性能，例如高的催化活性、良好的高温抗氧化、抗腐蚀作用、熔点高、蒸汽压小、延展性好、热稳定性高，这些都是不易被其他金属所替代的。因此，随着科学技术的发展，贵金属广泛应用于航空航天、精密仪器仪表、化学化工、医学、冶金工业各个领域。但由于贵金属资源的渐渐匮乏，使得从二次资源中回收贵金属的研究尤为重要。

20世纪以来，技术的不断创新和电子产品市场需求的持续膨胀，使得电子产品的数量持续攀升、更新速度不断加快，产生大量电子废弃物。印刷线路板(Printed Circuit Boards,PCBs)作为电子产品最基础的组成部分，被广泛应用在电脑、手机、家用电器、科学仪器等电子设备中。一吨废弃线路板中黄金含量达80克以上，而一吨金矿中含有超过2克黄金就具有开采价值，因此废弃印刷线路板具有很高的回收价值。与此同时，废弃线路板中含有多种有毒有害物质，如重金属铅、汞、铬、镉，阻热剂成分多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等，这些元素和物质的存在，成为生态环境和人类健康的隐形杀手。因此能解决好废弃线路板的资源化问题，才是完成废弃电子物资源化的关键。

印刷线路板中金、钯的回收要借助多种技术的组合来完成，对于前期处理，主要以机械处理技术为主，达到破碎及元件或材料的简单分离，最终得到含有贵金属的金属粉末。第二阶段是利用各种湿法冶金技术将金属粉末中的贱金属回收，同时富集贵金属。最后将富贵金属的粉末浸出，并利用化学沉淀、溶剂萃取、生物吸附等技术，将浸出液中的贵金属回收。其中化学沉淀工序繁琐、分离效果差；溶剂萃取虽然分离效果好、但试剂的成本高；而生物吸附法则具有成本低、环境友好的特点，但其选择性差，因此提高活性炭对钯(Ⅱ)选择性很有必要。

通过化学方法处理活性炭是提高活性炭选择性的有效途径，其中包括氨气处理法、硫脲处理法、氯气处理法等。但因含氮官能团和含氯官能团对钯的配位能力均很弱，所以选择性没有本质的改变；因含硫官能团对钯的选择性较高，硫脲的处理则是不错的选择，但这种方法得到的产品循环性较差，主要是因为硫脲以物理吸附的形式被富集在活性炭表面，在应用过程中有效成分流失严重，导致产品性能下降。

为了提高活性炭的选择性的同时避免上述问题，在本发明中，首先将活性炭用氯气活化，使其表面形成碳氯键，最终用硫化钠处理，使其表面形成硫醚官能团，实现硫脲官能团以化学键的形式结合在活性炭表面，提高选择性的同时，进一步保证其有效官能团的稳定性，最终实现活性炭对钯的选择性吸附，及活性炭的循环利用。

发明内容：

本发明目的在于增加活性炭对钯的吸附选择性。

本发明公开了一种利用氯气和硫化钠对活性炭进行处理的方法，其特征在于所述工艺步骤包括：

1)先用盐酸溶液清洗活性炭、再用去离子水多次清洗，至清洗液为中性，最后用真空干燥箱烘干。

2)将预处理过的活性炭在Cl₂与N₂的混合气氛、800-900℃的条件下加热12h。

3)在装有搅拌装置、回流冷凝装置、温度计的反应瓶中加入硫化钠的乙醇溶液和处理后的活性炭，保持温度75-85℃回流6h，反应完毕后冷却至室温，过滤得富硫醚官能团的活性炭，并用乙醇清洗3次，干燥待用。

所述步骤2)所述N₂与Cl₂的流量比为4-5。

所述步骤3)所述Na₂S与活性炭的质量比为0.0005-0.001。

用该活性炭静态吸附含有Pd(Ⅱ)及杂质离子的HCl溶液12h，吸附结束后过滤，用HCl溶液洗，再用硫脲溶液反萃活性炭中的Pd(Ⅱ)，实现活性炭的循环利用。

进一步，在固液比为1:5(g/ml)的情况下，用该活性炭静态吸附含有50mg/L Pd(Ⅱ)及杂质离子Cu²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺、Al³⁺的1mol/L HCl溶液12h，吸附结束后过滤，用1mol/L HCl溶液洗3遍，再用0.1mol/L硫脲溶液反萃活性炭中的Pd(Ⅱ)，实现活性炭的循环利用。

所述硫脲为该活性炭的反萃剂，且反萃阶段固液比为1:5(g/ml)。