一种无机盐溶液光化学法提取贵金属元素的方法

本发明涉及贵金属的回收，具体涉及一种无机盐溶液光化学法提取贵金属元素的方法。

背景技术：

1、贵金属由于其独特的物理和化学特性，如强催化活性、导电性和耐腐蚀性，对世界经济至关重要，被广泛用于各种工业产品和工艺，例如现代工业催化剂和电子设备。贵金属指铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)以及金、银这8种金属。由于贵金属的极难溶解性，从贵金属二次资源提取回收贵金属仍然具有挑战性。经常需要在强氧化环境中溶解贵金属。最常用的溶剂是浓盐酸和浓硝酸按照3:1的体积比配制而成的王水。它的使用会引起环境和安全问题，因为它具有高度的毒性和腐蚀性。

2、cn 107586966 a公开了一种使用王水提取贵金属的方法。采用微波辅助加速贵金属溶解。考虑到王水使用过程中存在的巨大操作危险，以及强酸的挥发性对人体造成的危害以及大量酸废液对环境的巨大破坏作用，有研究人员考虑在贵金属回收过程中取代王水，使用其他更为安全绿色的方法。

3、相关代替方法主要有：(1)有机王水法：氯化亚砜与n,n-二甲基甲酰胺混合，模仿王水的两种强酸混合，组成“干王水”。用于溶解贵金属金、银、钯；(2)有机溶剂氯化法：卤素单质(cl2、br2、i2)溶于甲醇配成有机浸出体系，用一种“溶剂化法冶金”的方法，用于浸出贵金属钯、铂、金、银；(3)微波辅助浸出法：将浓盐酸与适量过氧化氢混合后，配合微波辅助用于浸出钯、铂、铑；(4)离子液体浸出法：用离子液体([cation][cl3]、[cation][br3])作为浸出液，用于溶解贵金属金、银，此外还有基于胆碱的离子液体用于浸出钯、铂、铑。(5)氰化法：氧气通入氰化钠溶液用于浸出贵金属金。

4、上述方法一定程度上改善了替代王水的大量使用，但仍然存在不少问题，如有机溶剂的大量使用产生挥发性有机气体与有机废水、离子液体的价格较为昂贵从而提高浸出成本、氰化法提取具有剧毒等各项问题.

5、cn 114774698a公开了一种利用蛋白质组装体提取贵金属单质的方法，该方法利用蛋白质组装体起到吸附剂和还原剂的作用，实现贵金属的回收，绿色环保无污染，但一方面其蛋白质组装体的制备过程略显繁琐，另一方面蛋白质组装体吸附贵金属后仍然采用的是煅烧法，煅烧温度高达962-1772℃，条件复杂。可见贵金属的提取方法具有多样性，因此无论是工业生产还是实验室研究上亟需开发不同的对环境友好、操作简便、反应条件温和的贵金属提取方法。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中贵金属难溶，回收方法不环保的问题，提供一种全新的贵金属元素提取方法，采用无机盐溶液光化学法高效快速的提取贵金属，反应条件温和，反应时长较短，是一种安全高效且对环境友好的方法，极大程度上解决了贵金属难溶的难题，可应用于含贵金属二次资源的提取和回收。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种无机盐溶液光化学法提取贵金属元素的方法，包括：将含贵金属物料与无机盐溶液混合后在氙灯照射下静置，分离得到含贵金属元素的液相；所述无机盐溶液为过硫酸盐和卤化金属盐的混合水溶液。

4、本发明发现以过硫酸盐与卤化金属盐的混合水溶液在氙灯照射下能够有效的实现贵金属的溶解和提取，特别是针对钯和/或金元素。其原理在于：氙灯照射下，过硫酸盐的氧-硫键断裂，溶液产生大量具有高氧化还原电位的硫酸根自由基，其强氧化性可以氧化贵金属从零价升高到正价态。同时和溶液中大量存在的卤离子进行配位，使得溶解反应不断正向进行，从而实现贵金属的溶解。

5、在一些实施方式中，所述过硫酸盐包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中任一种；优选地，所述过硫酸盐为过硫酸钠或过硫酸钾。

6、在一些实施方式中，所述卤化金属盐包括氟化钠、氯化钠、溴化钠、氟化钾、氯化钾、溴化钾、氯化锌、氯化铁、氯化钴、氯化铜中任一种。优选地，所述卤化金属盐为氯化钠或氯化钾，这两种盐的安全性更高，对贵金属的效果也相对较好，进一步优选氯化钠。

7、过硫酸根离子与卤离子比例的不同会影响溶液氧化能力与配位能力强弱，在一些实施方式中，所述无机盐溶液中过硫酸根离子与卤离子的摩尔比为0.5:1～2:1，在该范围内对贵金属的溶解萃取效果较为优异。在一些实施方式中，所述无机盐溶液中过硫酸根离子与卤离子的摩尔比为0.6:1、0.8:1、1:1、1.2:1、1.5:1，或它们之间任意值。

8、所述无机盐溶液中盐与含贵金属物料的质量比(盐金比)为20:1～120:1。无机盐溶液中盐是指过硫酸盐和卤化金属盐的总和。通常盐金比越高，溶解效果越好，但过高的盐用量将带来越高的成本，本发明中盐金比100:1时贵金属的溶解率已达到95％以上。在一些实施方式中，盐金比为20:1～100:1，例如20:1、30:1、40:1、50:1、100:1，或它们之间任意值。优选地，盐金比为100:1。

9、所述无机盐溶液中水含量为70～90％。水含量不同会影响溶液体系过硫酸根与卤离子浓度，也会影响在氙灯照射下产生硫酸根自由基活度，该范围下能够有效的溶解贵金属元素，也不会产生无机盐的析出。在一些实施方式中，所述无机盐溶液中水含量为70-85％，如75％、80％、85％，或它们之间任意值。优选地，无机盐溶液中水含量为70％。

10、所述静置时间在30min以上，无机盐溶液与含贵金属物料混合后静置30min以上即能实现对贵金属元素的有效溶解，静置时间越长，溶解率越高，萃取率就越高，但应用至工业生产，过长时间将浪费时间成本。在一些实施方式中，静置时间为30～240min；240min下贵金属的溶解率可达90％以上，效果已经较为显著。在一些实施方式中，所述静置时间为60min、80min、100min、120min、140min、160min、180min，或它们之间任意值。

11、温度会影响溶液体系产生的硫酸根自由基的活性，在一些实施方式中，混合和静置过程中温度为20～80℃。例如20℃、40℃、60℃、70℃、80℃。优选，温度为40-75℃，该温度范围内贵金属溶解率更高。进一步优选地，所述含贵金属物料与高浓度盐溶液混合温度为60℃。

12、所述含贵金属物料中包括钯和/或金。所述含贵金属物料为固体状的贵金属二次资源，可包括废汽车三元催化剂，废电子电路板和实验室废催化剂等，其中至少包含钯、金中一种贵金属元素。

13、所述含有贵金属物料中贵金属元素的存在形态可以为金属单质、合金、氧化物或者盐等，均可采用本发明的方法将贵金属元素提取。

14、在一些实施方式中，向含有贵金属元素的液相加入贵金属沉淀剂、萃取剂或采用电沉积的方法提取出贵金属元素，实现贵金属元素的回收。或可采用其他常见的方法提取贵金属元素。

15、在一些实施方式中，本发明的方法对贵金属元素的溶解率在10％以上，本发明中采用无机盐溶液光化学法实现贵金属的溶解萃取，是一种全新无污染的方法，在合理条件下还能实现高效的贵金属元素溶解，溶解率为20％以上、30％以上、40％以上、50％以上、60％以上、70％以上、80％以上、90％以上、甚至最高可达96.2％，几乎接近100％。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、(1)本发明利用无机盐溶液光化学法溶解体系作为王水代替溶液从贵金属二次资源中高效率地溶解回收贵金属元素，达到简化流程，提高实验安全性，减少酸废液的产生对环境的污染。

18、(2)本发明采用无机盐溶液光化学体系高效浸出提取贵金属，非氰化，不含无机酸和有机溶剂等，完全绿色无污染，不产生挥发性有毒气体，是环保友好型浸出体系。