钯的回收原理和方法

钯的回收原理和方法钯是化学性质最活泼的贵金属，利用此性质在湿法工艺回收钯的过程中，可以较为方便地使钯与贱金属和其他贵金属分开。湿法工艺回收钯的基本思路是利用钯能够溶解于硝酸的特性使钯与金和铂等难溶于硝酸的贵金属分开，然后利用银能够在盐酸或氯化钠溶液中生成氯化银沉淀的性质，使银从含钯硝酸溶液中分离（简称为分银）。在分银后的溶液中加入能够使钯离子沉淀的试剂，达到与其他贱金属分离的目的。湿法工艺可以得到含量达到99.99%以上的高纯度钯产品。火法工艺常用于钯含量较低的废料中回收钯，或者在回收其他贵金属的火法工艺中富集钯。火法工艺得到的钯一般为粗钯，通常还必须用湿法工艺进行精制提纯得到高纯度海绵钯或直接加工成钯的精细化学品。(1)含钯废液中钯的回收在湿法工艺回收废家电中的金和银的造液过程中，钯很容易与金和银一起进入溶液。含钯废液中钯的存在形态主要为Pd(Ⅳ)和Pd(Ⅱ)氧化态的钯'其传统的分离和富集方法是氯钯酸铵沉淀法和二氯二氨络亚钯法。氯钯酸铵沉淀法是利用Pd(Ⅳ)化合物能够与氯化铵作用生成难溶的(NH4)2PdCl6沉淀，从而使废液中的钯与废水中的大部分贱金属及某些贵金属分离。由于钯在氯化物溶液中一般以Pd(Ⅱ)存在，因此在沉淀前必须向溶液中加氧化剂，如HNO3、Cl2或H2O2等使Pd(Ⅱ)氧化为Pd(Ⅳ)。氧化剂采用氯气最方便：H2PdCl4+2NH4Cl+Cl2→(NH4)2PdCl4↓+2HCl操作时，控制溶液含钯40～50g/L，室温下通入氯气约5min，然后按理论量和保证溶液中有10%的NH4Cl计算加入固体NH4Cl量继续通人氯气，直至Pd完全沉淀为止。沉淀完毕即过滤，并用10%NH4Cl溶液（预先通入氯气饱和）洗涤，即可得到纯钯盐。如需进一步提纯则可将钯盐加纯水煮沸溶解：(NH4)2PdCl6+H2O→(NH4)2PdCl4+HCl+HC1O（红色固体）（黑红色液体）冷却后重复进行上述过程，得到较纯的氯钯酸铵经煅烧和氢还原得纯海绵钯。氯钯酸铵沉淀法能有效地除去贱金属和金等杂质，但对其他贵金属则难于除去，故当贵金属杂质含量过高时，钯的纯度很难达到99.9%。二氯二氨络亚钯法是利用Pd(Ⅱ)的氯配合物能与氨水生成可溶性盐：H2PdCI4+4NH4OH→Pd(NH3)4C12+2HCl+4H2O而钯溶液中的其他铂族元素、金和某些贱金属杂质，在碱性氨溶液中都形成氢氧化物沉淀。滤去沉淀得到的钯氨配合物溶液用盐酸中和生成二氯二氨络亚钯沉淀：Pd(NH3)4Cl2+2HC1→Pd(NH3)2Cl2↓+2NH4Cl沉淀经过滤和洗涤即获得纯钯盐，再经煅烧和氢还原得纯海绵钯。要获得更高纯度的钯，可用氨水将二氯二氨络亚钯溶解：Pd(NH3)2Cl2+2NH40H→Pd(NH3)4Cl2+2H2O再用盐酸中和。反复溶解、沉淀即可获得纯度在99.99%以上的纯钯产品。纯的钯氨络合溶液还可以直接用甲酸等还原剂得到海绵状金属钯：Pd(NH3)4Cl2+2HCOOH—Pd↓+2NH3+CO2+2NH4Cl还原时在室温下向溶液中徐徐加入甲酸并不断搅拌，直至溶液中的钯全部被还原，过滤并用纯水洗涤后经干燥即可得到海绵钯。还原lg钯约需2～3mL甲酸。此过程较简单，金属回收率较高。但所得海绵钯颗粒细，松装密度小，包装及使用转移时易飞扬损失。另外，溶液中的铜、镍等杂质也将被还原，影响钯的纯度。(2)从含钯固体废料中回收钯含钯固体废料的湿法回收原理与含钯液体废料的回收原理相似，将含钯固体废料用王水、硝酸等试剂使钯转入溶液后，再用上述从废液中回收钯的方法进行回收和精制。常用的工艺有浓硝酸分离法、氯化铵分离法和直接氨络合法等。其中氯化铵分离法用得较多。将含钯固体废料用王水溶解后，混合液用HNO3氧化。用NH4CL析出(NH4)2Pdcl6，再利用1%～5%的NH4Cl溶液使(NH4)2PdCl6进入溶液而得到提纯，其工艺流程如图5--10所示。从含钯固体废料中回收钯（一）含钯固体废料的湿法同收原理与含钯液体废料的同收原理相似，将含钯同体废料用王水、硝酸等试剂使钯转入溶液后，再用上述废料中同收钯的方法进行同收和精制。常用的工艺有浓硝酸分离法、氯化铵分离法和直接氨络合法等。其中氯化铵分离法用得较多。将含钯固体废料用王水溶解后，混合液用HNO3氧化。用NH4Cl析出(NH4)2PdCl6，再利用1％～5％的NH4Cl溶液使(NH4)2PdCl6进行溶液而得到提纯，其工艺流程如图所示。含钯固体废料→灼烧→用盐酸酸煮→不溶物→王水溶解，用盐酸赶硝→过滤↓滤液↓NH4Cl沉淀↓同收其他贵金属←不溶物←用1％～5％的NH4Cl溶液溶解↓(NH4)2PdCl6溶液↓NFl4CI沉淀↓海绵钯←H2还原←煅烧废板卡中钯的回收(1)废板卡回收钯的工艺流程将废板卡置于破碎机中进行破碎，破碎斤的固体体块料置于高温焙烧炉中焙烧，除去大部分有机物。焙烧渣冷却后球磨至200目以下。将粉科置于耐酸反应釜中，分批加入稀硝酸，根据反应速度的快慢可以适当加热以保证反应以较快的速度平缓地进行。冷却后过滤，滤液放入塑料槽中等待同收钯和银。在此过程中，钯、银、铜、镍以及其他贱金属都能够较好地进入溶液：金和铂等贵金届则留在滤渣中，将滤渣洗涤至无色。洗水并入上述滤液中。从滤渣中再同收金和铂。发生的主要化学反应如下：3Pd+8HNO3→3Pd(NO3)2+2NO↑+4H2O3Ag+4HNO3→3AgNO3+NO↑+2H2OMO+2HNO3→M(NO3)2+H2O(M=Ba、Pd、Mg等)3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2ONi+4HNC)3→Ni(NO3)2+2NO2↑+2H2O滤液经过分银后。可以直接用氨水或氯化铵进行沉钯并能够在此过程中直接得到钯的两种精细化学品——二氧化四氨合钯(Ⅱ)和高纯度海绵钯糟产品．从含钯废板卡中直接制各把精细化工艺产品的工艺路线如图所示。废板卡，预处理↓取样分析钯和杂质金属含量↓HNO3酸溶,过滤→滤渣用于回收铂、铑、金等贵金属后弃去↓滤液加盐酸除银，加热赶硝酸，过滤→滤渣(AgCl)→回收银↓滤液(含H2PdCl４)及浓氨水，调节PH7.5。过滤→滤液弃去↓滤渣Pd(NH3)4PdCl4，加浓氨水至PH=8～9，80℃→可直接得到二氯化四氨合钯(Ⅱ)↓Pd(NH3)4Cl２，加盐酸酸化,PH=1～1.5，过滤→溶液弃去↓废渣，Pd(NH3)４Cl2沉淀→洗涤．烘干得到二氯化二氨合钯(II)产品↓水合肼还原↓得到海绵钯产品(2)浸酸焙烧渣经过球磨后用硝酸浸泡。钯很容易溶于硝酸。溶解时既要考虑浸出速度和浸出率，又要注意经济问题。使用25%的硝酸在80℃下浸取2h时，浸出率达到99%。酸溶后过滤，洗净滤渣。滤液进入下一步操作。根据物料来源不同，这些滤渣中可能含有铂、铑和金等其他贵金属，应注意回收。(3)除银、赶硝滤液在加热和搅拌条件下滴加酸直至取少量液体检验无Ag+为止。静置沉降，过滤除去氰化银沉淀(进一步同收白银)，将所得滤液加热煮沸并不时加入少量盐酸以利于氮氧化物的逸出。赶硝后的溶液应呈透明的红棕色。此时滤液的舍钯成分为H2PdCL4,同时含有可溶于硝酸的贱金属。(4)氨水络合氨水络合的目的是为了除去料液中的金属杂质和得到合格的二氯化四氮合钯(Ⅱ)[Pd(NH3)4C12]和二氯化二氨合钯(II)[Pd(NH3)3C12]产品．将经过赶硝和过滤后所得的氯亚钯酸溶液加热到80～90℃，在不断搅拌下滴加氨水。控制溶液的PH值小于7.5，使料液中的钯变成肉红色的氯亚钯酸四氮络合亚钯Pd(NH3)•PdC14沉淀下来。用去离子水反复清洗沉淀，使绝大部分贱金属留在溶液中经过滤而除去。在过滤所得的沉淀中继续加入氨水至PH=8～9，在不断搅拌下继续保温(80～90℃)1h，使肉红色沉淀全部溶解。此时溶液的主成分为二氯化四氨合钯(Ⅱ)。过滤，取少量滤液用原子发射光谱测定杂质金属含量．如果杂质金属含量低于。规定值，则将所得的浅黄色Pd(NH3)4Cl2滤液浓缩．当液面出现一层膜时停止加热。让其自然冷却结晶。将所得浅黄色品体刚去离子水重结晶一次，以除去晶体中存在的游离氨水。重结晶所得结晶置于真空烘箱(50℃)干燥。产品[Pd(NH3)4Cl2】经过化验合格后包装入库．反应方程式如下：2H2PdCl4+4NH4OH→Pd(NH3)4PdCl↓+4HCl+4H2OPd(NH3)4•PdC14+4NHOH→2Pd(NH3)4C12+4H2O如果上述操作中所得滤液用原子发射光谱测定杂质金属含量后，结果高于杂质金属含量的规定值，则在控制溶液的钯含量低于80g/L的条件下，在搅拌下滴加浓盐酸至溶液PH=1～1．5。此时，溶液中出现大量黄色絮状沉淀．继续搅拌1h后．静置沉降、过滤，用去离子反复清洗沉淀．所得同体即为二氧化二氨合钯(Ⅱ)，将其置于真空(50℃)干燥．所得干燥后的固体按Pd(NH3)3C12化验。若台格则包装入库，而得到二氧化二氨合钯(Ⅱ)产品。由于二氯化二氨合钯(II)在水中的溶解度很小，因此可以用水反复清洗沉淀而得到较高纯度的二氯化二氨合肥(Ⅱ)。实践表明，经过二氯化二氮合钯(II)中间产物酸化所得的二氯化二氨合钯(II)产品的杂质金属含量报低，一般可以达到规定标准。如果所得二氯化二氨合钯(II)产晶的杂质含量便高．可以采取下列方法提纯：将二氯化二氮合钯（Ⅱ)溶于氨水，再用盐酸酸化得到二氯化二氨合钯(II)沉淀，如果反复可得到二氯化二氨合钯(Ⅱ)含量大于99.9％的产品。(5)海绵钯的制备将上述二氯化二氨合钯(II)沉淀用少量去离子水润湿后，在搅拌下滴加水合肼溶液，加热至60℃，待混合物中不再显示明显的黄色时，将混合物过滤。所得黑色粉末即为海绵钯。纯度一般在99.9％以上。从含钯固体废料中回收钯（二）电容器中钯的回收电容器所含贵金属种类较多，银和钯的含量最高。在电子元器件和废家电的同收利用过程中，拆解时通常尽可能地将不同种类的元器件分类放置。从拆解所得电容器中回收钯和银的方法较多，下面介绍一种电容器中同收并精制海绵钯的湿法工艺。(1)预处理和浸酸将废板卡置于破碎机中进行破碎，破碎后的固体块料置于高温焙烧炉中焙烧，除去大部分有机物。焙烧渣冷却后球磨至200目以下。将粉料置于耐酸反应釜中，分批加入稀硝酸，根据反应速度的快慢可以适当加热以保证反应以较快的速度平缓地进行。冷却后过滤，滤液放入塑料槽中等待同收钯和银。在此过程中，钯、银、铜、镍以及其他贱金属都能够较好地进入溶液：金和铂等贵金属则留在滤渣中，将滤渣至少洗水无色。洗水并入上述滤液中。从滤渣中再回收金和铂。(2)氯化钠分银在上述滤液中加入氯化钠饱和溶液，充分搅拌，取少量上层清液。滴加氯化钠溶液检验分银的效果。待溶液中的银离子全部转化为氯化银沉淀后，静置沉降，过滤，所得滤液用于进一步提取钯。滤渣主要为氯化银。将氯化银固体烘干，配入干氯化银质量为60％的工业烧碱、3％的工业硝酸钾，混合均匀后将混合物置于石墨坩埚中压实，用中频炉或油炉在约1100℃进行熔炼，得到含量约为98％的粗银，再经过电解提纯，可以得到含量在99.99％以上的电解银。如果采用湿法提纯所得白银。可以在得到湿氯化银(不需烘干)后．直接加入浓氨水。使氯化银溶解成为银氨溶液，过滤后在滤液中真接加入水台肼、草酸、抗坏血酸等有机还原剂，在适当的温度下还原得到银粉。一般来说，用湿法处理氯化银沉淀所得银粉的纯度可以达到99.9％以上。(3)黄原酸或氨水沉钯分银后的滤液中一般含有大量贱金属离子(如Ti3+、Mg2+、Pd2+、Cu2+、Ni2+等)，常用以下两种方法将溶液中的钯沉淀下来。①在分银后的溶液中加入一定量的工业硫酸，使溶液中的铅、钡等离子首先交成沉淀而除去，将滤液加热至沸腾，分批加入少量盐酸赶硝。赶硝后的溶液中直接加入黄药溶液沉淀钯，快速过滤。滤渣为黄原酸钯沉淀．由于黄原酸钯沉淀的溶度积为3×10-43，比一股贱金属和银的黄原酸盐沉淀的溶度积小得多．因此用黄原酸沉淀钯的效率很高：钯沉淀氯可达99％以上，黄原酸沉淀钯是一种高效的提取钯的方法。②在分银后的溶