[发明专利]一种Fe-PGMs合金电解回收铂族金属的方法

说明书

本发明涉及铂族金属循环利用技术领域，提供了一种Fe‑PGMs合金电解回收铂族金属的方法，该方法以Fe‑PGMs合金为阳极，惰性电极为阴极；向经除氧的水中加入硫酸亚铁，加入稳定剂、表面活性剂、Fe²⁺络合剂和恒电导剂得到电解液；采用恒压电解得到富含PGMs阳极泥和阴极纯铁。本发明实现了PGMs与Fe基体绿色高效分离；不消耗酸、不产生酸性废水，解决了现有的Fe‑PGMs合金碎化酸解法环境负担重的技术难题；工艺简单，成本低，易于产业化。

技术领域

本发明涉及铂族金属循环利用技术领域，特别涉及一种Fe-PGMs合金电解 回收铂族金属的方法。

背景技术

铂族金属具有高熔点、耐腐蚀性、催化活性等优异的物化性能，这使其在很 多工业领域成为必不可少的金属原料。全球PGMs资源稀缺，且分布非常不均匀。 我国PGMs矿产资源严重贫乏，但工业需求量大。而且，由于PGMs具有较强 的生物活性，催化剂在使用过程中会混入大量的有毒有害物质，对生态环境造成 严重影响。近年来，PGMs产品用量大、更新快，含PGMs废料增长迅速，且废 料中PGMs的品位远高于伴生矿，且回收成本低、环境负担相对较小。因此，急 需研发PGMs二次资源绿色回收技术。因Fe为绿色金属，铁捕集是最具有工业 价值的PGMs绿色回收工艺。

铁捕集得到Fe-PGMs合金，需进一步分离提取PGMs。从Fe-PGMs合金分 离提取PGMs通常采用碎化-酸解工艺。中国发明专利“贵金属的碎化溶解方法” (申请号CN90104468.7)公开了在700～1200℃用贱金属碎化剂与含贵金属的 物料混合熔融、碎化后，用盐酸溶液酸解，对浸出渣(贵金属粉未)进行水溶液氯 化溶解等工序。含贵金属的物料与铝锌基合金复合碎化剂重量比为1:5-10。碎化 酸解法酸消耗量大、酸性废水大、环境负担重，难以满足环保要求。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种Fe-PGMs合金电解回 收铂族金属的方法，可实现PGMs与基体绿色高效分离提取，通过电解Fe-PGMs 合金分离提取PGMs，避免了碎化、酸解，直接Fe-PGMs合金作为牺牲阳极， 将其中的Fe电解迁移至阴极得到阴极铁，PGMs以不溶物沉积得到阳极泥。本 发明不消耗酸、不产生酸性废水，解决了现有的Fe-PGMs合金碎化酸解法环境 负担重的技术难题。

本发明的技术原理如下：

(1)根据物质的标准电极电位(见表1)，Pt、Pd、Rh的标准电位和水的析 氧反应电位均大于Fe的标准电位，因此，阳极只发生Fe电溶解反应，即： Fe_(s)-2e^-＝Fe²⁺_(aq)，PGMs以单质态沉降形成阳极泥，从而实现铁基体和PGMs的分 离。

表1标准电极电位

采用惰性材料为阴极、硫酸亚铁溶液为电解液，通过提高Fe²⁺活度和pH， 抑制析氢反应、实现铁电解。

(2)采用含氧量不高于1.5mg/L的除氧水配制电解液，再加入硫酸亚铁等， 防止Fe²⁺被氧化成Fe³⁺；配比好的电解液表面覆盖隔绝剂(食用油)隔绝空气， 防止电解液增氧从而避免Fe²⁺被氧化。

(3)添加Fe²⁺的络合剂可以提高Fe²⁺发生氧化的电位，避免Fe²⁺→Fe³⁺副反 应。

(4)添加的稳定剂在酸性溶液中电离出OH^-和带正电的胶质根，胶质根吸 附在阴极表面形成阳离子膜，增大阴极极化，减缓铁晶粒的生长速度，细化晶粒， 改善阴极表面光洁程度；添加表面活性剂，可以提高电解液在阴极表面的润湿性， 减少界面电阻，改善沉积质量。