一种基于电容去离子技术回收溶液中贵金属的方法
阅读说明：本技术 一种基于电容去离子技术回收溶液中贵金属的方法 (Method for recovering noble metal in solution based on capacitive deionization technology ) 是由 贾菲菲 刘畅 宋少先 陈鹏 梁雨梦 于 2021-07-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于电容去离子技术回收溶液中贵金属的方法。步骤为：将贵金属络合离子溶液倒入反应槽中,将两个设有活性炭层的电极板,以设有活性炭层的那一面相对,插入到反应槽中,作为阴极、阳极与外接电源相连,在电压为0.8-1.2 V下的条件下进行贵金属的回收。本发明实现了对含有贵金属络合离子溶液中贵金属的高效回收,如Au(S-(2)O-(3))-(2)～(3-)或Au(CN)-(2)～(-)中金的高效回收；此方法使用的电压较低,不会产生析氢反应与金的还原竞争电子,与传统的电沉积工艺相比,极大降低了能耗。(The invention relates to a method for recovering noble metals in a solution based on a capacitive deionization technology. The method comprises the following steps: pouring the noble metal complex ion solution into a reaction tank, inserting two electrode plates with activated carbon layers into the reaction tank by using the surfaces with the activated carbon layers opposite to each other, connecting the electrode plates as a cathode and an anode with an external power supply, and recovering the noble metal under the condition that the voltage is 0.8-1.2V. The invention realizes the high-efficiency recovery of noble metal in the solution containing noble metal complex ions, such as Au (S) 2 O 3 ) 2 3‑ Or Au (CN) 2 ‑ The gold is efficiently recovered; the method has the advantages of low voltage, no generation of hydrogen evolution reaction and competitive electrons of reduction of gold, and greatly reduced energy consumption compared with the conventional electrodeposition process.)
技术领域
本发明涉及一种基于电容去离子技术回收溶液中贵金属的方法。
背景技术
从天然矿石中提取贵金属的技术路线先后涉及到浸出、吸附、解吸、电沉积等工艺。采用氰化浸出法或硫代硫酸盐浸出法可将矿石中的贵金属转移至浸出液中；通过吸附和解吸的过程可将浸出液中的贵金属富集得到贵液；最后经过电沉积法的还原作用可将贵金属络合离子转化为单质态实现贵金属的回收。
目前传统的电沉积回收贵金属的工艺中，电沉积过程所使用的电压往往在4V以上才有一定的回收效果，而在此电压下，阴极除了参与贵金属的还原反应还会涉及到析氢作用，这使得电流效率低，导致能源的浪费。因此，亟需提供一项新的技术方法改进传统的电沉积工艺以实现对溶液中贵金属的高效回收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种基于电容去离子技术回收溶液中贵金属的方法。
提供一种基于电容去离子技术回收溶液中贵金属的方法，步骤为：将贵金属络合离子溶液倒入反应槽中，将两个设有活性炭层的电极板，以设有活性炭层的那一面相对，插入到反应槽中，分别作为阴极、阳极，与外接电源相连，在电压为0.8-1.2V下的条件下进行贵金属的回收。
按上述方案，回收结束后，将溶液中的悬浮物进行过滤，分离出被还原的贵金属颗粒，以达到贵金属的回收目的。
按上述方案，所述贵金属为Au，所述溶液为Au(S2O3)2 3-或Au(CN)2 -。
按上述方案，所述活性炭层含有活性炭和导电材料，设有活性炭层的电极板的制备方法如下：
提供基板；
提供含有活性炭和导电炭黑的浆料，将浆料涂敷于基板的一侧，干燥；随后取出，浸泡去除杂质；最后取出干燥即制得设有活性炭层的电极板。
制备方法为：分别将活性炭、导电炭黑、含有PVDF的N,N-二甲基乙酰胺溶液中混合并研磨至糊状，随后涂敷至基板上烘干以制备完成活性炭电极；
本发明采用设有活性炭层的电极板作阴极和阳极，在电压为0.8-1.2V下的条件，基于电容去离子技术，处理含有贵金属络合离子的溶液，在较低电压下，就可实现溶液中贵金属的回收。
本发明的有益效果：
1.本发明通过电容去离子技术即可取代传统湿法冶金技术中的吸附、解吸、电沉积流程，简化了工艺流程，可一步实现浸出液中金的还原与回收；
2.本发明实现了对含有贵金属络合离子溶液中贵金属的回收，如Au(S2O3)2 3-或Au(CN)2 -溶液中金的有效回收；
3.本发明技术中所使用的电压较低，不会产生析氢反应与金的还原竞争电子，与传统的电沉积工艺相比，极大降低了能耗。
附图说明
图1为活性炭涂敷的电极材料(黑色的部分为活性炭，基底为钛板)。
图2为电容去离子技术回收Au(S2O3)2 3-的装置。
图3为实施例1不同电压下电容去离子技术对Au(S2O3)2 3-回收率与反应时间的关系。
图4为对比例1不同电压下电沉积技术对Au(S2O3)2 3-回收率与反应时间的关系。
图5为实施例2电容去离子技术对Au(CN)2 -回收率与反应时间的关系。
图6为对比例2电沉积技术回收Au(CN)2 -的试验结果。
具体实施方式
实施例1
(1)制备活性炭电极：将80mg活性炭、10mg导电炭黑、含有10mgPVDF的N,N-二甲基乙酰胺溶液中混合并研磨10分钟至糊状，随后涂敷至钛板上烘干以制备完成活性炭电极；
(2)活性炭电极对Au(S2O3)2 3-的电容去离子法回收试验：用HAuCl4、(NH4)2S2O3和Na2S2O3配置出200ml的Au(S2O3)2 3-溶液(金浓度为25mg/L，另含有过量的S2O3 2-4mmol/L)，倒入反应槽中；将活性炭电极以设有活性炭层的那一面相对，插入溶液中并分别用导线链接电源作为阴极和阳极；在0.8V和1.2V的电压下反应，在此过程中通过蠕动泵的作用循环内部的溶液；反应过程中，金颗粒会从阴极板上析出；22小时后通过简单的滤膜过滤即可将金颗粒从溶液中分离，达到回收的效果；电压越高，金的回收效果越好；在1.2V的电压条件下，金的回收率达到90％(如图3所示)。
贵金属的硫代硫酸盐溶液的配制：采用金溶液、硫代硫酸盐溶液，体系pH碱性条件下配制贵金属的硫代硫酸盐溶液，具体可为：取HAuCl4、(NH4)2S2O3和Na2S2O3，调节体系pH为10，配置出含有过量S2O3 2-的Au(S2O3)2 3-溶液200ml(金浓度为25mg/L，另含有过量的S2O3 2-4mmol/L)。
对比例1
电沉积法对Au(S2O3)2 3-的回收试验：用HAuCl4、(NH4)2S2O3和Na2S2O3配置出200ml的Au(S2O3)2 3-溶液(金浓度为25mg/L，另含有过量的S2O3 2-4mmol/L)，倒入反应槽中；将钛板插入溶液中并分别用导线连接电源作为阴极和阳极；在1.2V、2.5V和4.0V的电压下进行电沉积回收Au(S2O3)2 3-的试验；从图4所示的试验结果中可以看出，1.2V电压下对金不具备回收效果。在2.5V和4.0V电压下22小时后金的回收率仅为10％和56％，即在较高电压下进行电沉积回收，其效果也差于低电压下的活性炭电容去离子法。
实施例2
(1)制备活性炭电极：将80mg活性炭、10mg导电炭黑、含有10mgPVDF的N,N-二甲基乙酰胺溶液中混合并研磨10分钟至糊状，随后涂敷至钛板上烘干以制备完成活性炭电极；
(2)活性炭电极对Au(CN)2 -的电容去离子法回收试验：从某金矿厂取Au(CN)2 -溶液200mL倒入反应槽中；将活性炭电极以设有活性炭层的那一面相对，插入溶液中并分别用导线连接电源作为阴极和阳极；在1.2V的电压下进行活性炭电容去离子法回收Au(CN)2 -的试验；从图5所示的试验结果中可以看出，1.2V电压下23小时后金的回收率达到95％。
对比例2
电沉积法对Au(CN)2 -的回收试验：从某金矿厂取Au(CN)2 -溶液200mL倒入反应槽中；将钛板插入溶液中并分别用导线链接电源作为阴极和阳极；在1.2V和4.8V的电压下进行电沉积回收Au(CN)2 -的试验；从图6所示的试验结果中可以看出，1.2V电压下22小时后金的回收率仅为10％，在相同的电压下对Au(CN)2 -的回收效果要远差于实施例的活性炭电容去离子法。在4.8V电压下23小时后金的回收率为95％，其效果与实施例2低电压下的活性炭电容去离子法大致相同。
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