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我国钯和铂的回收现状与对策分析

发布时间:2019-01-10 浏览数:23

一、钯、铂的性质与用途

钯位于元素周期表第五周期第Ⅷ族,原子序数46,原子量106.42,密度12.02g/cm3(20℃),熔点1550℃,沸点2900℃。铂也位于元素周期表第Ⅷ族,原子序数78,原子量195.09,密度21.45g/cm3(20℃),熔点1768℃,沸点3827℃。

钯、铂都是银白色具有延展性的金属,对氢具有巨大的亲合力。海绵状或粉末状的钯能吸收其体积 900倍的氢气。钯是铂族元素中最活泼的一个,可溶于浓硝酸和热硫酸,但不溶于盐酸。铂的化学稳定性很好,不溶于任何一种单一酸,可溶于王水。

钯、铂在工业上的主要用途是作为催化剂使用,而且都与加氢或脱氢过程有关,例如钯炭催化剂、铂炭催化剂是化工、医药和医药中间体、香料、农药、化妆品及高分子改性材料等领域加氢反应的催化剂,具有选择性好、活性高、寿命长等特点。

钯、铂的化合物都很多。钯的常见化合物有二氯化钯(PdCl2·2H2O)、硝酸钯[Pd(NO3)2·2H2O]等,有的直接作为催化剂使用,如二氯化钯与二氯化铜的混合溶液就是液相合成甲基乙基酮等产品的催化剂,有的是作为进一步生产含钯催化剂(如钯炭催化剂)的原料,如二氯化钯和硝酸钯等;铂的常见化合物有顺铂[PtCl2(NH3)2]、二氧化铂[PtO2]等。顺铂是一种抗癌新药。

含钯或铂的化合物在电子元器件的生产中起着重要作用,通过电镀或调成浆料的方法,将含钯(铂)配合物涂布到有关器件的表面,使有关器件具有特定的电性能。

近年来由于铂价格急速增长,抑制了铂金首饰的消费,由于钯的价格相对较低,人们转向开发研究钯金首饰,2005年全球应用于制造首饰的钯增长了55%,达到715万盎司(222.37t),而在中国2005年应用于制造首饰的钯比2004年增长了71%,达到600万盎司(186.6t),占据了全球应用于制造首饰的钯的总量的83.91%。对于首饰制造商来说,钯的价格低,利润高,投资风险低。

二、钯、铂的二次资源概况

全世界70%的钯分布在俄罗斯,50%的铂分布在南非。由于中国钯、铂的矿产资源严重不足,因而从钯、铂的二次资源中回收钯、铂,就显得十分重要。2005年全球从汽车废催化剂中回收的钯达到340万盎司(105.74t),回收的铂达到68万盎司(21.15t)。钯、铂的二次资源主要有:汽车废催化剂、钯(铂)炭废催化剂、废钯(铂)电镀液、含钯(铂)废电子元器件(集成电路板、接点、触点)、废电子浆料等。

三、钯、铂的回收工艺 

由于钯、铂的二次资源种类繁多,品位悬殊,杂质含量各异,需要根据不同二次资源原料特性制定合理回收工艺。

对于氧化铝载钯(铂)废催化剂、汽车废催化剂等废催化剂一般采取2种工艺路线,第1种是:选择性溶解载体→不溶渣→溶解贵金属→分离提纯。第2种是:溶解贵金属→分离提纯。

对于钯(铂)炭废催化剂、废电子浆料等废料的工艺路线是:焙烧→焙烧渣→溶解贵金属→分离提纯。

对于废钯(铂)电镀液的工艺路线是:置换→置换渣→溶解贵金属→分离提纯。 

对于含钯(铂)废电子元器件(集成电路板、接点、触点)的工艺路线是:分类拆解→焙烧→焙烧渣→溶解贵金属→分离提纯。 

需要指出的是,不论采取何种工艺,都必须要有完善的环保设施,例如焙烧炉要配备完善的收尘设施,废气、废水经过处理达到标准后排放。 

四、国内钯、铂的二次资源回收现状分析与对策 

目前国家尚未出台统一的贵金属二次资源回收法律、法规,因而贵金属二次资源的回收尚难统一集中,小部分在国有公司进行,大部分在私营、个体户中进行。一般情况下,在国有公司进行的回收比较正规,工艺规范,设备完好,有完善废气、废水处理设施,劳动环境好,而在私营、个体户中进行的回收比较混乱,工艺设备较落后、缺乏相应的废气、废水处理设施,劳动环境较差。

现以浙江、广东一带从含钯(铂)废电子元器件回收钯(铂)为例做一分析。

浙江台州是目前亚洲最大的废旧家电、电器拆解中心。在浙江的宁波、温岭、温州、台州及广东的东莞、普宁及潮汕地区等地,由于距离公海较近,从20世纪90年代初期即有从公海走私进来大量的含钯(铂)废电子元器件(集成电路板、接点、触点),从这些“洋垃圾”中回收钯(铂)的小作坊、小冶炼厂遍布上述各地。有着“中国银都”称号的郴州市永兴县,从金矿、冶炼厂、广东地区电镀电子厂出来的废渣、废液中提取伴生钯、铂、铑的数量也相当可观。

沿海地区小作坊、小冶炼厂回收钯(铂)的工艺十分简单:含钯(铂)废电子元器件→焙烧→硝酸(或王水)溶解→氯化铵沉淀→水溶解→氨水络合→水合肼还原→粗钯(铂)(90%),该工艺存在着下述缺点:①废电子元器件焙烧时产生的烟气,会对操作工人及附近居民的身体造成一定伤害。②硝酸溶解焙烧渣时产生NO、NO2等气体,如果不经处理直接排放将会污染空气。③产出的钯(铂)的品位也只有90%左右,不能满足工业要求,还需要送专门的精炼厂精炼提纯。

目前浙江、广东一带从含钯(铂)废电子元器件(集成电路板、接点、触点)不完全统计回收钯的年产量已达到100~120t,按目前8万元/Kg钯计算,达80亿~96亿元人民币,回收的铂年产量已达20~25t,按目前27万元/Kg铂计算,达54~67.5亿元人民币,总价值高达160亿元。 

由于含钯(铂)废电子元器件通过一些不规范渠道进来,没有正规发票入帐,而这些小作坊、小冶炼厂大多手续不全,不能进行税票进项抵扣导致税赋过高,因此他们加工成粗钯(铂)后,一部分又回流到香港,再经香港销往日本、韩国及台湾等地,主要用于制作电路板、接点、触点等电子元器件;一部分以不开发票的形式销售给国内其他企业或个人。

鉴于一些小冶炼厂工艺、设备较落后,又无相应的废气、废水处理设施,对环境造成严重污染,同时又不开发票,不交税,对国家GDP收入没有贡献,不符合国家的有关税收政策。建议国家有关部门尽快完善有关法律、法规,取缔规模小,污染重的小厂,从税收及其他政策上扶植一批工艺技术及设备先进、具有一定规模,有完善的三废处理设施的企业,大力发展循环经济,为他们在引进人才和技术咨询等方面提供帮助,使国内的钯、铂二次资源回收步入良性循环发展轨道。