銥回收銥化合物光化學(xué)還原技術(shù)
含IrCl?3?的廢水在紫外光(254nm)照射下,加入異丙醇作為電子供體,銥離子被還原為金屬顆粒(粒徑50-100nm),回收率90%。日本東芝實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)每小時(shí)處理廢水2m3。
高溫熔鹽電解提純銥化合物
粗銥粉回收(含Pt 1.5%)在NaCl-KCl熔鹽(800°C)中電解,銥以Ir3?形式沉積,純度達(dá)99.99%。中科院過程所研發(fā)的連續(xù)電解槽,電流效率92%,噸銥電耗4,200kWh。
銥碳回收在聲學(xué)器件中的微型化回收
耳機(jī)振膜鍍銥層僅5-10nm厚,單只含銥約0.2mg。蘋果與Tesla合作開發(fā)“超聲波震蕩-離心富集”技術(shù):將廢舊AirPods粉碎后,在20kHz超聲波中分離銥微粒,再通過離心機(jī)提取,回收率81%,每百萬只耳機(jī)可提取銥160克(價(jià)值7.5萬元)。
銥粉回收企業(yè)的全球分布與競爭格局
全球銥回收產(chǎn)能高度集中于南非、中國和俄羅斯:
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(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)。
銥粉回收的倉儲(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,促使國際海運(yùn)聯(lián)盟升級(jí)防控標(biāo)準(zhǔn)。
銥納米顆粒的離心富集 銥粉回收技術(shù)
3D打印廢液中分散的銥納米顆粒(5-20nm)通過速離心(50,000rpm,30分鐘)富集,結(jié)合聚乙烯亞胺絮凝劑,回收率從60%提升至95%。以色列NanoTech公司年處理廢液1,000噸,銥純度99.8%。
銥銠回收混合氯化物的選擇性沉淀
汽車催化劑浸出液含IrCl?與RhCl?,加入硫脲(摩爾比1:1.2)沉淀銥,再調(diào)節(jié)pH至8.5沉淀銠。比利時(shí)Umicore實(shí)現(xiàn)銥銠分離效率99.2%,單線年處理量200噸。
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。