从废银电解液中回收钯试验研究

孙红燕，森 维，刘贵阳

(1.红河学院 理学院,云南 蒙自 661100;2.昆明理工大学 冶金与能源工程学院,云南 昆明 650093)

Ag+/Ag的标准电极电位为0.799 V，而Pd2+/Pd的标准电极电位为0.82～0.987 V，因此，在银电解过程中，银阳极板中30%～50%的钯被溶解进入电解液。电解若干周期后，电解液中的Pd2+质量浓度富集到200～400 mg/L，会被还原为金属钯，并在阴极上沉淀析出，影响银产品质量，且电解液中的钯得不到有效回收，导致钯损失[1-2]。

目前，从银电解液中回收钯的方法主要有浓缩焙解法、盐酸沉银—铜/铁置换法、活性炭吸附法、丁基黄药沉淀法等[3-6]。浓缩焙解法和盐酸沉银—铜/铁置换法操作繁琐，银损失较多，易产生有毒气体，得到的钯产品含杂质较多；活性炭吸附法需要预处理、解吸和再生，钯吸附效率低，大量银也被吸附，解吸液还需除杂和富集才能得到钯产品；丁基黄药沉淀法选择性广，大量银被共沉淀，得到的钯产品不纯，不利于后续精炼提纯，且沉淀后液返回银电解会产生不利影响，产出不合格银粉[7-8]。针对这些问题，试验研究了采用高选择性沉淀剂从银废电解液中回收钯，将钯富集并将沉钯电解液循环电解，得到合格银粉。

1 试验部分

1.1 试验原料

银电解废液，来自某贵金属冶炼厂，主要成分为Ag(75.45 g/L)，Pd(283 mg/L),Cu(10.25 g/L)，Bi(203 mg/L)。

钯沉淀剂，酒精，均为分析纯。

阳极板，主要成分为Ag(97.59%)，Pd(0.07%)，Cu(1.64%)，Bi(0.262%)，Au(0.874 2%)。

1.2 试验方法及原理

取含钯废银电解液1 000 mL，加入到2 L烧杯中，加入钯沉淀剂，搅拌。反应结束后过滤，得到的渣用60 ℃去离子水洗涤，得富钯渣；滤液在小电解槽中继续电解得合格银粉，阳极为银合金板，阴极为不锈钢板。工艺流程如图1所示。

钯沉淀剂为有机化合物，含碳、氢、氧、氮元素，分子式C4H8N2O2。在酸性硝酸银电解液中，钯沉淀剂对钯具有极高的选择性，主要反应为

图1 从废银电解液中回收钯、银工艺流程

2 试验结果与讨论

2.1 温度对钯沉淀率的影响

试验条件：钯沉淀剂加入量为钯含量的2.4倍，先用酒精10 mL溶解后分散加入，反应时间30 min。温度对钯沉淀率的影响试验结果见表1。

表1 温度对钯沉淀率的影响

由表1看出：常温和40 ℃时，钯沉淀率较高，在98%以上；随温度升高，钯沉淀率逐渐降低。这可能是高温条件下，少部分钯沉淀剂分解及酒精挥发造成的。实际电解生产实践中，废电解液温度为30～45 ℃，因此，不必加温，可直接用于沉淀。

2.2 钯沉淀剂加入量对钯沉淀率的影响

试验条件：温度40 ℃，钯沉淀剂用酒精10 mL溶解后分散加入，反应时间30 min。钯沉淀剂加入量对钯沉淀率的影响试验结果见表2。

表2 沉淀剂加入量对钯沉淀率的影响

由表2看出：沉淀剂加入量为钯含量的2.2倍(理论量)时，钯沉淀率为89.71%，此时还有少部分钯没有沉淀；钯沉淀剂加入量为钯含量2.4倍以上时，钯沉淀率均在99%以上，基本沉淀完全。综合考虑，确定钯沉淀剂最佳加入量为钯含量的2.4倍(稍过量)。

2.3 钯沉淀剂加入方式对钯沉淀率的影响

试验条件：温度40 ℃，钯沉淀剂加入量为钯含量的2.4倍，反应时间30 min。钯沉淀剂加入方式对钯沉淀率的影响试验结果见表3。

表3 钯沉淀剂加入方式对钯沉淀率的影响

由表3看出：受动力学因素和结团限制，钯沉淀剂以固体粉末形式直接加入时，钯沉淀率较低，为92.81%；用10 mL水搅拌分散后加入，钯沉淀率升至97.82%；而用10 mL酒精搅拌溶解分散后加入，钯沉淀率升至99.12%，沉淀近完全。综合考虑，将钯沉淀剂用10 mL酒精溶解分散后加入的方式最适合。

2.4 反应时间对钯沉淀率的影响

试验条件：钯沉淀剂用酒精10 mL溶解分散后加入，加入量为钯含量的2.4倍;温度40 ℃。反应时间对钯沉淀率的影响试验结果见表4。

表4 反应时间对钯沉淀率的影响

由表4看出：反应15 min，钯沉淀率为96.38%；反应30 min，钯反应较充分，沉淀率为99.12%；再延长反应时间，钯沉淀率提高不明显。因此，最佳反应时间选定为30 min。

2.5 最佳条件下沉淀钯及循环电解

根据条件试验结果，确定钯沉淀最佳条件为：温度40 ℃，反应时间30 min，钯沉淀剂加入量为钯含量的2.4倍(理论量为2.2倍)，加入方式为用10 mL酒精溶解分散后加入。在此条件下进行综合验证试验，结果表明：钯沉淀率为99.12%，电解液中钯质量浓度从283 mg/L降至0.52 mg/L；得到的富钯渣中钯质量分数为28.83%，银质量分数为1.99%，钯沉淀率为99.04%，银沉淀率为0.026%，铜沉淀率为0.009%，铋沉淀率为0.386%。

最佳条件下得到的钯沉淀后液20 L，在电解槽中电解银。电解条件：2片阴极，1片阳极，电流35 A，电压1.7～2.1 V，温度30～43 ℃。1个电解周期(40 h)后，电解液中钯质量浓度从0.6 mg/L逐渐升至46 mg/L，得到的银粉中钯质量分数为(1～5)×10-6，银粉质量达IC-Ag99.99质量标准(见表5、6)。

表5 电解液成分

表6 电解银粉的成分

3 结论

采用钯沉淀剂沉淀钯，对钯沉淀后液电解银，废银电解液中的金属钯和银都得到有效回收。此工艺沉淀剂用量少，沉淀率高，选择性强，几乎不沉淀银、铜、铋等金属，而且反应可在低温下进行。适宜条件下，钯沉淀率为99.12%，废电解液中的钯质量浓度从283 mg/L降至0.52 mg/L，所得富钯渣中钯质量分数为28.83%，银质量分数为1.99%。对沉钯后液电解银，所得银粉中钯质量分数为(1～5)×10-6，银粉质量达IC-Ag99.99标准。

参考文献：

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