銥粉回收企業(yè)的全球分布與競(jìng)爭(zhēng)格局
全球銥回收產(chǎn)能高度集中于南非、中國(guó)和俄羅斯:
南非(占比55%):依托鉑礦伴生資源,英美鉑業(yè)(Amplats)和Implats年處理銥廢料超200噸,但電力短缺限制產(chǎn)能;
中國(guó)(占比30%):貴研鉑業(yè)、格林美等企業(yè)通過電子廢料和化工催化劑回收,2023年銥產(chǎn)量達(dá)1.2噸;
俄羅斯(占比10%):諾里爾斯克鎳業(yè)利用北極礦區(qū)尾礦,采用高壓酸浸技術(shù)提取銥,純度達(dá)99.5%。
歐美企業(yè)(如巴斯夫、賀利氏)側(cè)重廢料再生,但受環(huán)保法規(guī)限制,成本新興市場(chǎng)。
銥粉回收電子廢料中的銥資源分布
智能手機(jī)、芯片制造中的濺射靶材含微量銥(約0.02%),但全球年電子垃圾超5000萬噸,理論銥含量達(dá)10噸。從電子廢料中回收需先通過機(jī)械分選富集貴金屬粉末,再采用王水溶解-離子交換工藝。由于流程復(fù)雜,目前僅大型綜合回收企業(yè)具備經(jīng)濟(jì)性。
銥粉回收的倉(cāng)儲(chǔ)與運(yùn)輸安全規(guī)范
銥粉(尤其納米級(jí))屬第4.1類易燃固體,運(yùn)輸需符合UN1325標(biāo)準(zhǔn):
倉(cāng)儲(chǔ)濕度≤40%,溫度<30°C;
銥回收海運(yùn)須用惰性氣體(如氬氣)填充集裝箱;
陸運(yùn)每車裝載量≤500公斤。
2022年南非德班港因銥粉集裝箱自燃引發(fā)火災(zāi),直接損失超2億元,促使國(guó)際海運(yùn)聯(lián)盟升級(jí)防控標(biāo)準(zhǔn)。
銥銠合金廢料回收分離工藝對(duì)比
汽車尾氣催化劑中常見的銥銠合金(比例6:4),分離技術(shù)主要有兩種:
電化學(xué)溶解法:利用銥在鹽酸中電位差(Ir3?/Ir為1.0V,Rh3?/Rh為0.8V),選擇性溶解銥,回收率95%,但能耗高(每公斤耗電120kWh);
高溫氯化法:在800°C下通入Cl?生成IrCl?(升華點(diǎn)300°C)與RhCl?(升華點(diǎn)800°C),分離效率98%,但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。日本田中貴金屬2022年投產(chǎn)的千葉工廠采用改良氯化法,年處理銥銠合金廢料50噸。
鋰電池正極材料回收中的銥回收元素檢測(cè)
部分高鎳三元鋰電池(NCM811)使用銥摻雜(0.01%-0.05%)提升循環(huán)穩(wěn)定性。檢測(cè)需先通過微波消解溶解正極片,再用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析銥含量,檢測(cè)限低至0.001ppm。2023年中國(guó)動(dòng)力電池回收白皮書指出,每噸NCM廢料可提取0.3-1.2克銥,但現(xiàn)有回收線普遍未配置銥富集模塊,導(dǎo)致年流失量超500公斤。
非法銥回收走私案件對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的沖擊
2023年國(guó)際刑警組織通報(bào)的銥走私案超120起,主要路徑為:南非→阿聯(lián)酋→中國(guó)(偽報(bào)為“銅礦砂”),單次查獲量高達(dá)42公斤(價(jià)值2,000萬元)。走私銥純度通常不足90%,流入黑市后壓低正規(guī)回收企業(yè)價(jià)格約8%-12%。中國(guó)海關(guān)已啟用激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)快速檢測(cè),通關(guān)抽查率從5%提至20%。
非洲鉑礦伴生銥回收資源的提取現(xiàn)狀
南非Bushveld礦區(qū)占全球80%的鉑族金屬儲(chǔ)量,銥作為鉑礦副產(chǎn)品,平均品位僅0.001%-0.003%。傳統(tǒng)工藝采用電弧爐熔煉→銅鎳锍捕集→鹽酸氯化分離,銥回收率不足60%。2022年英美資源集團(tuán)引入高壓氧浸(POX)技術(shù),將銥回收率提升至82%,年產(chǎn)量從1.1噸增至1.8噸。但礦區(qū)罷工、限電等問題導(dǎo)致產(chǎn)能不穩(wěn)定,2023年南非銥產(chǎn)量同比下降12%。
高溫合金中銥化合物的氯化揮發(fā)
航空渦輪葉片廢料(含Ir 0.5%)在流化床反應(yīng)器中通入Cl?(800°C),生成氣態(tài)IrCl?(升華點(diǎn)300°C),冷凝后純度99.3%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用該技術(shù),銥回收成本比濕法低55%。
銥回收有機(jī)廢液的焚燒灰化提純
OLED生產(chǎn)廢液含銥配合物(如Ir(MDQ)?(acac)),經(jīng)回轉(zhuǎn)窯焚燒(1,200°C)灰化后,銥以IrO?形式富集,酸浸提純至99.95%。韓國(guó)LG Display年回收銥180公斤,能耗降低40%
高溫合金廢料中銥的富集技術(shù)銥粉回收
航空渦輪葉片使用的鎳基高溫合金(如Inconel 718)含銥0.2%-0.8%,回收需兩步富集:
氧化焙燒:1,000°C下通入氧氣,使鎳、鉻生成氧化物粉末,銥以單質(zhì)形式殘留;
磁選分離:利用銥無磁性特性,分選出銥精礦(品位提至12%)。美國(guó)ATI公司2022年投產(chǎn)的匹茲堡工廠,采用該技術(shù)年回收銥1.5噸,成本比濕法低40%。
銥粉回收一克多少錢?答:銥回收一克800元。