2　貴金屬的分離方法

2.1　貴金屬物料的溶解

在濕法冶金中，首先要將貴金屬精礦或其他物料溶解，即用化學溶劑將其轉變為可溶性物質，以便進行隨后的分離與精煉。由于貴金屬都具有很高的化學穩定性，它們幾乎不溶于能腐蝕任何賤金屬的介質，而貴金屬礦物的抗腐蝕性與其相應金屬相當，因此含有貴金屬物料的溶解往往成為濕法冶金的難題。在精煉時，要求在溶解的同時，又要避免引入新的雜質的情況下更是如此。

在普通條件下，用單一酸、堿，甚至王水，都難使大多數貴金屬溶解。這類難溶物質常用以下幾種方法進行溶解。

固態物質溶解于溶液中，可分為兩種情況：第一種為簡單溶解過程，即物料中的可溶組分溶解于液體的過程，在過程中沒有新的物質產生。第二種為化學溶解過程，即固態物質在溶液中發生化學反應生成新的物質后而溶于溶液中。貴金屬物料的溶解屬于化學溶解過程。

2.1.1　易溶物料的溶解

2.1.1.1　王水溶解法［1］

金不溶于任何單一的酸、堿或鹽的水溶液。在有氧化劑存在的情況下，它可溶于HCl、NaCN（或KCN）及SC（NH2）2的溶液中生成配合物，金的最主要溶解溶劑為王水。

Au+4HCl+HNO3HAuCl4+2H2O+NO↑

生成的NO遇空氣則變為棕色的NO2。

2Au+8HCl+NaClO32HAuCl4+3H2O+NaCl

2Au+3Cl2+2HCl2HAuCl4

2Au+3NaClO+8HCl2HAuCl4+3NaCl+3H2O

2Au+4NaCN+0.5O2+H2O2NaAu（CN）2+2NaOH

2Au+4SC（NH2）2+Fe2（SO4）3{Au［SC（NH2）2］2}2SO4+2FeSO4

銀可溶于硝酸、濃硫酸溶液，在有氧氣存在的條件下，亦能溶于氰化物溶液。銀的主要溶解溶劑為硝酸。

Ag+2HNO3AgNO3+H2O+NO2↑　?。庀跛幔?/p>

3Ag+4HNO33AgNO3+2H2O+NO↑　?。ㄏ∠跛幔?/p>

2Ag+2H2SO4Ag2SO4+2H2O+SO2↑　?。饬蛩幔?/p>

2Ag+4NaCN+0.5O2+H2O2NaAg（CN）2+2NaOH

鉑的溶解反應與金相似，但鉑比金難溶解，故主要溶解溶劑為王水。

3Pt+18HCl+4HNO33H2PtCl6+8H2O+4NO↑

鈀能溶于硝酸及王水中。

3Pd+8HNO33Pd（NO3）2+4H2O+2NO↑　?。ㄏ┫跛幔?/p>

Pd+4HNO3Pd（NO3）2+2H2O+2NO2↑　?。庀跛幔?/p>

3Pd+12HCl+2HNO33H2PdCl4+4H2O+2NO↑

2.1.1.2　水溶液氯化法［2］

傳統的王水溶解的方法除分離不完全的缺點外，還產生大量的NO、NO2等有害氣體，污染環境，同時需反復蒸干破壞硝基化合物的煩瑣操作。后來發展了HCl/Cl2、HCl/H2O2、HCl/NaClO3等溶解方法，而HCl/Cl2是目前從含貴金屬的物料中提取貴金屬的常用方法，也叫水溶液氯化法，實質上是加大氯氣的供給量，提高溶液的氧化電勢使貴金屬溶解，其溶解能力和王水相當，主要是依靠氯氣的氧化作用和新產生的次氯酸使物料溶解。我國早在1965年即開始用此法處理鎳陽極泥焙燒浸出賤金屬以后的殘渣及貴金屬精礦，以后又用于從銅陽極泥中提取金、鈀、鉑。目前國外貴金屬精煉廠已普遍采用此法取代王水溶解工藝。浸出介質可用水、氯化鈉溶液、稀硫酸、稀鹽酸等，一般選用HCl/Cl2體系。貴金屬的氯化溶解率主要取決于被氯化物料的預處理過程，一般金、鈀、鉑的氯化率都比較高，但經焙燒的物料銠、銥、鋨、釕的氯化率比較低。此法在國內已得到工業應用，國外已用于廢料溶解的工業生產。

（1）易溶物料的氯化溶解

硫化鎳電解陽極泥經脫硫焙燒浸出賤金屬以后，殘渣成分仍很復雜。其中貴金屬含量低（Au 1.64％、Pd 0.68％、Pt 1.47％），而賤金屬含量仍較高（Ni 8.57％、Fe 20.02％、Cu 19.1％、S 7.37％），另外還含有19.1％SiO2。賤金屬除銅主要呈硫化物外，鎳、鐵主要呈NiO及Fe2O3。

氯化過程中貴金屬按下列反應氯化溶解：

Pt+2HCl+2Cl2H2PtCl6

Pd+2HCl+2Cl2H2PdCl6

2Au+2HCl+3Cl22HAuCl4

2Ag+Cl22AgCl

反應生成的AgCl在濃鹽酸和堿金屬氯化物溶液中由于生成［AgCl3］2-配合離子也部分進入溶液中。

賤金屬硫化物及少量元素硫也被氯化：

Cu2S+4H2O+5Cl2CuSO4+CuCl2+8HCl

Cu2S+4FeCl32CuCl2+4FeCl2+S

S+4H2O+3Cl26HCl+H2SO4

上述物料在0.18mol/L H2SO4+25g/L NaCl、6mol/L HCl、1.5mol/L H2SO4+1.5mol/L HCl、6mol/L HCl+25g/L NaCl 4種介質中的氯化效果都很接近，在3mol/L HCl溶液中的氯化速率見圖2-1。

由圖2-1可知，在50℃以上氯化過程都能順利進行。在96℃時氯化8h各金屬的氯化效率（％）為：鉑97.7、鈀97.8、金99.5、銅98.8、鐵84、鎳86。氯化渣成分含量（％）為：鉑0.092、鈀0.041、金0.021、銅0.63、鐵9.20、鎳3.10等。生產實踐表明，副鉑族金屬的氯化效率僅為20％左右，還有相當部分的鋨、釕氧化、揮發損失。

（2）貴金屬精礦的氯化溶解

在貴金屬相互分離和精煉之前都需將精礦溶解，過去都用王水溶解的方法，但反應過程產生有害的氮氧化物及最后需反復加鹽酸趕硝基，操作復雜，用HCl/Cl2溶解的效果與王水一樣。

經焙燒的貴金屬精礦（成分見表2-1）用6mol/L鹽酸漿化按固液比1:4配料，加熱到90～100℃通Cl2氯化8h（礦漿不再吸收氯氣時可認為反應結束）。副鉑族金屬的氯化效率較低。新的專利方法是將殘渣與過氧化鈉混合，于600～620℃焙燒，用水漿化后與氯化液重新合并再次氯化可使99.5％以上的鉑、鈀、金和至少97％的副鉑族金屬進入氯化液，結果詳見表2-1。堿溶處理可使釕轉化為可溶性的釕酸鹽，也可使銠、銥轉變為易溶于酸的高價氧化物或改善它們的表面活性。

目前中國金川集團公司貴金屬實際生產中采用HCl/Cl2溶解貴金屬的方法。脫膠液經銅粉置換金、鈀、鉑后的置換渣經洗滌后，氯化溶解在200L搪瓷釜、固液比為1:5、6mol/L HCl溶液體系中進行。過程中連續通入Cl2直到貴金屬溶解完。殘渣極少且呈灰白色，過濾所得氯化液用來分離金、鈀、鉑。

2.1.2　難溶物料的溶解

某些鉑銠合金、鉑銥合金或含銠、銥較高的物料是很難用王水、NaClO3+HCl、HCl+Cl2、HCl+H2O2等強氧化劑溶解的，必須采取一些強化措施。

貴金屬合金是由兩種或兩種以上的元素組成。這些元素在合金中可能以共晶狀態、固溶體狀態或金屬化合物狀態存在。所謂固溶體即一種或幾種組元像溶質一樣，均勻地分布在另一組元（溶劑）之中，冷凝之后形成固態合金。所謂金屬化合物即幾種金屬元素（也包括非金屬元素）形成的化合物。所謂共晶即組成合金的組元相互機械地混合在一起，共同結晶出來的，但這些組元可以是元素，也可以是固溶體或化合物。因此合金的化學性質與組成它們的元素相比，有了很大的改變。比如說，金可以溶于王水，銀可以溶于硝酸，但由50％金和50％銀組成的合金既不溶于王水，也不溶于硝酸。王水或硝酸只能使它發生輕微腐蝕。因此某些貴金屬合金的溶解不同于組成它們的組元，需要采取特殊措施才能使其溶解。

2.1.2.1　配銀法［1］

金銀合金，若金:銀 >3:1，可用王水溶解，金轉變為HAuCl4進入溶液，銀轉化為AgCl沉淀；若金含量少于3/4，難溶于王水。若銀:金>3:1，此合金可用硝酸溶解，銀轉變為AgNO3進入溶液，金不溶解，以固體狀態存在。如銀含量小于3/4，用硝酸也不能完全溶解。

對于硝酸與王水都不能溶解的金銀合金，可按銀:金>3:1的原則配入適量銀，熔融后慢慢地以細流狀澆入不斷攪拌的大量水中，使之粉碎成細粒，這一作業過程稱之為水淬；或者澆鑄成錠，冷凝后壓成薄片，再用濃硝酸將銀溶解，使之與金分離。

2.1.2.2　過氧化鈉熔融法［2］

物料在鎳（或鐵）坩堝中用過氧化鈉（或過氧化鋇）、氫氧化鈉（或碳酸鈉）熔融或燒結，經浸出而轉入溶液。此法為經典方法之一，是在強氧化劑存在下，將物料中的貴金屬氧化的過程，用于處理銥、釕等，如在600～700℃下：

2Ir+6Na2O2+2NaOH2Na2IrO3+5Na2O+H2O+O2↑

2Ru+6Na2O2+2NaOH2Na2RuO4+5Na2O+H2O

此法操作條件惡劣，浸出產物難于過濾，一般需經多次反復操作才能使貴金屬較完全地轉入溶液，加之所使用的器皿會引入一定量雜質，給隨后的處理帶來困難，所以通常在不得已的情況下才使用。

2.1.2.3　硫酸氫鉀熔融法［2］

物料用硫酸氫鉀或焦硫酸鉀在瓷坩堝中加熱熔融，再經浸取而轉入溶液，用于處理銠等。如向粉末釕中加入4mol/L NaOH溶液，加熱煮沸，然后小心地逐次加入焦硫酸鉀，蒸干熔融后，釕被氧化成暗紅色可溶性的釕酸鉀，浸出后轉入溶液。

Ru+4NaOH+K2S2O8K2RuO4+2Na2SO3+2H2O

此法浸取率不高，需經多次反復操作，過程冗長，不能達到有效分離。

2.1.2.4　中溫氯化法［2］

將物料與4～5倍的氯化鈉混合后，于中溫下置于石英管內的石英舟中，通入的氯氣經硫酸和五氧化二磷洗滌、干燥后，送入加熱的石英管中，在600～700℃下氯化8～12h，主要用于含釕、銠、銥物料的氯化溶解。如Rh:NaCl=1:3，混勻后置于石英舟中，送入管式爐，于500℃通入氯氣1h，得黑紅色易溶性的氯銠酸鈉。

2Rh+6NaCl+3Cl22Na3RhCl6

此法處理小批量物料較為有效，因氯化裝置較復雜、通氯氣時間長、腐蝕性強、操作環境差、產物收集麻煩，處理大批量物料尚有一定困難。

2.1.2.5　封閉熱壓溶解法［3］

這是對難溶物料進行溶解較為有效而簡便的一種方法。此法是將物料與溶劑同時置于封閉容器中，加熱產生高壓而使之溶解。常用的3種溶解裝置：鉑襯套封閉熱壓裝置、玻璃封管及聚四氟乙烯封管，其中最后一裝置在容器材料選擇上較為合理。將物料裝入熱壓分解容器中，加入HCl+HNO3（3:1）或HCl+H2O2（4:1）或HCl+NaClO3在140～300℃下反應7～24h，可溶解PtIr18、PtIr32、PtIr25、PtRh20、PtRh30、IrRh10等極難溶解的物料，20世紀60年代以來，國內外已相繼用此法處理了一些礦物、巖石、氧化物及難溶鉑族金屬及其合金。

此法的特點是：

①適用于任何強酸、強堿及其混合溶劑，擴大了溶劑的選擇范圍，從而使可分解或溶解的物料變得更為廣泛。

②可避免污染，不影響下一步操作。

③容器材料具有較高的化學穩定性及一定的機械強度，且耐腐蝕、耐高壓，從而降低了試劑消耗，提高了溶解速率，裝置還可反復使用。但僅適用于小批量物料。

根據物料和溶解裝置的性質選定合適的溶解溫度，如用聚四氟乙烯封管時溫度必須低于250℃，否則聚四氟乙烯會分解。

2.1.2.6　電化溶解法［4］

此法是在一定的酸性介質中通入交流電使難溶貴金屬物料溶解。交流電化溶解的速率與電流密度、物料表面積、電解質溶液濃度和溶液溫度有關。即將能導電的金屬及合金作為電極置入電解池中用直流電或交流電在90～100℃下電化溶解，能制得純凈的溶液，不引入其他鹽類雜質。直流電化溶解法主要用于釕及其合金的溶解，交流電化溶解法主要用于鉑、銠、銥、鈀和釕等的溶解。使用的電解質隨所欲溶解的物質不同而不同。例如，鉑銠、鉑銥、銠銥合金在HCl介質中，釕在6mol/L HCl介質中，銠銥粉在H2SO4介質中等。

20世紀50年代末以來，前蘇聯進行了這方面的研究工作，其目的是為了獲得分析上便于測定的純溶液，因處理量較小，在實際工作中其應用有一定的局限性。此法的最大優點是不易引入新的雜質且能直接處理銥、銠等片、粉狀物料，雖在設備上還存在一些困難，但還是一個有效而又有發展前途的方法。此法目前在我國已有應用。但此法只能用于金屬或合金的溶解，溶解時需一個試樣用一個電解池，樣品多時電解裝置龐大，并且溶解的金屬還得通過稱量電解前后的電極重量之差來計算。

2.1.2.7　碎化法［5］

對于含銠30％以上的鉑銠合金，含銥20％以上的鉑銥合金，欲使其溶解必須先將其碎化。所謂碎化，即向合金中另外加入一種易溶于酸的金屬，例如，鋁、銀、鉍、鋅或鉛等，加入金屬的質量為原合金的3～7倍（見表2-2），高溫熔融成合金，澆成薄片，再用適當的酸將所加入的金屬溶解掉，原來的合金轉變為高活性的貴金屬粉末，稱為碎化。碎化后的粉末，可用HCl+Cl2、HCl+H2O2或王水溶解。鉑可全部溶解，銠或銥可部分溶解或全部溶解。銠和銥本不溶于王水，但由于以下幾種因素起作用，使其部分或全部溶解。

①顆粒非常細微。當顆粒尺寸小到一定程度后，金屬的化學性質會有某種程度的變化。

②銠和銥與加入的金屬形成固溶體或化合物時這些固溶體或化合物的化學性質發生了變化，因而可溶解于王水中。

幾種常用碎化劑中銀的密度最大，鉍其次，鋁最小；鉍的熔點最低，鋅其次，銅最高；鋅的沸點最低。錫碎化時，銠銥的溶解率低并且錫易水解，后處理麻煩。鉍能與銠生成Bi4Rh、Bi2Rh、BiRh等化合物，而不和銥反應（<1400℃），且酸溶時易水解，難于除盡。銅的熔點較高，活性低，碎化后尚需吹煉將銅氧化為氧化銅或用稀HNO3溶解銅，銅不易除盡，不利于后續工序貴金屬的分離。Mn-Cu25合金已用于含銥廢料或殘渣的碎化，還原熔煉形成的多相固溶體用稀鹽酸溶解后可獲得顆粒很細的（100目）銥粉。銀或銀廢料（Ag>90％）常用于含金、鈀、鉑合金的碎化，所熔煉出的合金軋制成薄片或直接用硝酸或硫酸溶解銀后，再用王水等氧化劑溶解金、鈀、鉑等。由于銀亦屬于貴金屬，價值高，加入的銀必須回收。銀碎化法對含銠、銥的物料效果較差。鋅的沸點低，易揮發，且獲得的貴金屬粉末粗，一般不單獨使用，而使用Al-Zn合金復合碎化劑如鋁10％～90％、鋅10％～90％或鋁10％～80％、鋅10％～80％、銅10％～30％等，利用該法已處理過PtIr25、PtRh40、IrRh40、鋨銥礦。

2.1.2.8　鋁熱合金化法［6］

這是南非國立冶金研究所（NIM）于20世紀80年代末研究的方法，其過程分為3個步驟：首先，貴金屬精礦與金屬鋁、鐵高溫熔煉，貴金屬轉變為金屬狀態并與鋁、鐵合金化；其次，用酸溶解鋁、鐵等賤金屬，使貴金屬轉變為高分散的易溶活性狀態；最后，用鹽酸-氯氣溶解獲得高濃度貴金屬溶液。針對不同品位及成分的精礦用不同的熔煉方法和操作條件。

①高品位貴金屬精礦的活化溶解　傳統工藝的“貴鉛”是經硝酸溶解鉛、銀后產出的，以副鉑族金屬為主的殘渣，成分含量（％）為：Pt 5.5、Pd 3.8、Au 0.8、Rh 9.8、Ru 17.1、Ir 2.9、Os 1.9、Ag 1.4，貴金屬含量合計大于40％，還含有銅、鐵、鎳和鉛，合計約為35％。該殘渣用王水直接溶解或高溫氫還原后用王水溶解等不同方法處理時，貴金屬的溶解效率都不高。但經鋁熔活化后全部貴金屬的溶解率都很高。

該方法的操作過程為：精礦與等質量的鋁在>1000℃的惰性氣氛中直接熔煉為鋁合金，用4mol/L HCl溶解賤金屬，過濾賤金屬溶液后得到的殘渣再用王水或鹽酸-氯氣氧化溶解貴金屬。用該方法和其他方法處理貴金屬精礦時，貴金屬的溶解率比較列入表2-3。

該方法因鋁的強還原性和鐵的有效捕集作用，能保證鋨的有效回收，雖然一次不溶渣中銠、銥、釕的含量也可能高于1％，但閉路返回鋁熔煉活化過程，不會造成分散損失。

②中等和低品位貴金屬精礦的活化溶解　中等品位精礦含貴金屬和賤金屬各約30％，如高锍加壓浸出產出的粗精礦，用2mol/L HCl溶液通入氯氣直接加熱溶解或高溫氫還原后用鹽酸-氯氣氧化溶解或鋁熔活化-酸溶賤金屬-鹽酸+氯氣溶解等3種不同方法處理時，貴金屬的溶解率列于表2-4。含貴金屬約15％、氧化亞鐵14％、二氧化硅16％及其他賤金屬含量也較高的低品位精礦，用上述3種不同方法處理時，貴金屬的溶解率也列入表2-4。

低品位精礦的鋁熔活化過程是：熔煉使氧化亞鐵和二氧化硅形成硅酸鹽爐渣分離，即將精礦和炭粉、石灰混合制粒，800℃還原焙燒，焙砂和鐵屑在電爐中1600℃熔煉為鐵合金，分離爐渣后的鐵合金按鋁:貴金屬=0.4:1向熔體中加入鋁屑活化產出含貴金屬的鋁鐵合金。由于產出的爐渣量大，其中夾帶分散的貴金屬含量達2％～3％。合金中賤金屬含量可達90％，需消耗大量鹽酸或硫酸溶解賤金屬。過濾賤金屬溶液后的貴金屬精礦再用鹽酸-氯氣溶解。為確認該方法回收貴金屬的可靠性，單獨處理一批精礦的金屬平衡情況列于表2-5。

③富銠銥釕殘渣的活化溶解　傳統精煉工藝中的富銠銥釕殘渣用不同的方法處理時，銠釕銥3種金屬的溶解情況列于表2-6。

④粗金屬銠的活化溶解　粗金屬銠直接用王水溶解很困難，90℃王水溶解近半月，溶解率低于60％。若按銠:鋁:氧化鐵=1:2:0.2比例混合后置于高溫爐中升溫至1000℃熔煉15min，合金用6mol/L HCl溶液溶解鋁、鐵，過濾后的銠精礦用王水在90℃溶解20min，銠的溶解率高于99％。

總之，鋁熱合金化法可使所有惰性難溶狀態的貴金屬都轉化為活性易溶狀態，該方法可靠且溶解率很高。但該方法處理低品位精礦用加入氧化鐵還原為金屬鐵作捕集劑，因為鐵的熔點高，需要特殊的高溫熔煉設備，為防止鐵被氧化有時還需惰性氣體保護氣氛，應用條件較為苛刻。

2.1.2.9　鎳锍熔煉-鋁熱活化溶解技術［6］

該技術兼有富集和活化的效果，可使不同品位和狀態的含貴金屬的物料富集、活化，產出高品位活性貴金屬精礦和溶解獲得高質量、高濃度的貴金屬溶液。

①低品位貴金屬物料的富集活化溶解　低品位貴金屬物料的成分含量（％）為：Au 0.113、Pt 0.094、Pd 0.076、Rh+Ir+Os+Ru 0.033、金+鉑族金屬0.316、Cu 4.7、Ni 4.1、Fe 10.2、SiO211.1、CaO 12.5、S 14.1。

低品位貴金屬物料富集活化溶解的方法是在物料中加入硼砂、碳酸鈉、石英砂等造渣熔劑，在電弧爐中于1200℃熔煉，物料中的賤金屬硫化物熔煉成為捕集了貴金屬的锍，在分離爐渣后得到的锍中加入鋁反應形成鋁的合金，用酸溶解合金中的賤金屬，殘渣即為活性貴金屬精礦，再用鹽酸-氯氣溶解殘渣，所有貴金屬溶解率均高于99.8％。

②中等品位貴金屬物料的富集活化溶解　對含金+鉑族金屬為7.748％、賤金屬為19.1％的貴金屬物料，用同樣的方法處理，貴金屬的溶解率均高于99.9％。溶液中貴金屬的濃度為100g/L。

③合金廢料和精煉殘渣的活化溶解　對常規方法無法溶解的Pt-Ir25合金廢料，用鎳锍熔煉→加鋁自熱活化→鹽酸溶解分離賤金屬→鹽酸-氯氣溶解，鉑、銥的溶解率均高于99％，產出高濃度鉑銥溶液。用此法處理某貴金屬二次資源精煉廠長期積累的成分非常復雜的各種貴金屬廢渣，也取得了令人滿意的效果。

④鋨銥礦的活化溶解　對砂鉑礦提鉑后殘余的鋨銥礦（含鋨、銥各約30％），用鎳锍熔煉后鋁熱活化或直接鋁熱熔煉活化，皆可使惰性鋨銥礦分解，熔塊用硫酸或鹽酸溶解賤金屬后，貴金屬精礦可在硫酸介質中加氧化劑直接蒸餾后用堿液吸收四氧化鋨，蒸餾殘液補加鹽酸后用氯氣溶解鉑、銥，溶解率高且可獲得高濃度銥溶液。

⑤金川集團公司精煉廠稀貴生產系統將該法用于“銅渣”、“銅渣”處理后的殘渣和現生產過程中的一次、二次蒸殘渣及地溝回收料（統稱貴金屬雜料）中貴金屬的回收，取得了很好的效果。目前采用該工藝試生產已處理低品位物料20t左右，并產出了純度為99.99％的貴金屬產品。整個工藝過程穩定，取得了很好的效果。爐渣中金、鈀、鉑含量<40g/t。從投料到產出貴金屬產品，金、鈀、鉑的回收率分別為90.30％、90.50％、91.47％。

該方法的特點如下所述：

a.可處理含貴金屬品位<1％、粗金屬的各種復雜物料，包括冶煉廠各種品位的貴金屬富集物和粗精礦，精煉廠各種難處理廢渣，各種貴金屬合金和不同的貴金屬二次資源。當物料中貴金屬品位低，同時含鎳或鐵的硫化物及硅、鈣的氧化物時，可配入適量熔劑直接熔煉，分離爐渣后直接加入鋁完成自熱還原活化。

b.處理含貴金屬廢渣、難溶粗金屬銠、銥、鋨、銥精礦或貴金屬合金（如鉑銥合金）廢料時，首先配入低熔點鎳锍（Ni3S2，熔點約為575℃）或鐵锍（FeS，熔點約為1000℃）熔煉，熔煉溫度低，無須保護氣氛，Ni3S2和FeS對粉狀貴金屬的浸潤好、捕集效率高，對塊狀合金物料的進入碎化能力強。

c.鋁熱還原反應速率快，在800～1000℃熔鋁中加入貴金屬锍，瞬時自熱達白熾高溫完成活化反應，獲得含貴金屬的多元合金。

d.多元合金用硫酸或鹽酸直接溶解賤金屬，過濾后即得到高品位活性貴金屬精礦。

e.可用貴金屬精煉過程中產生的各種含微量貴金屬的酸性廢液溶解賤金屬，既充分利用了殘酸又可使微量貴金屬置換回收到精礦中，有利于精煉過程中的溶液、殘酸和貴金屬閉路平衡。例如，酸度為2mol/L HCl的廢液成分含量（g/L）為：Ru 0.006、Rh 0.005、Ir 0.0013、Pd 0.00074，在60℃浸出多元合金6h，過濾后的賤金屬廢液中貴金屬的總濃度<0.00001g/L，置換回收率>99.99％。

f.物料中若含鋨、釕，在富集熔煉-鋁熱活化-酸溶賤金屬的過程中，可全部有效地捕集回收在活性精礦中，很容易從精礦中用氧化蒸餾方法分離（即在稀鹽酸介質中加入雙氧水或氯酸鈉等氧化劑氧化蒸餾，分別用堿液和鹽酸吸收）。蒸餾完后補加濃鹽酸并通入氯氣加熱溶解，獲得的貴金屬溶液濃度高，是簡單的鹽酸體系，酸度和金屬濃度、貴金屬價態和配合物狀態易于按要求調整，可方便地銜接溶劑萃取分離工藝。

g.操作過程簡單靈活，設備易解決，周期短。

但該法也存在一定的缺點，即當用該法處理鉑銥合金、銠銥合金、鉑-鈀-銠三元催化網王水不溶渣、鉑-鈀-銠三元催化網爐灰或品位過低的貴金屬物料（如低于1000g/t）等廢料時，鎳锍中的銅在鹽酸或硫酸溶解賤金屬的過程中不會溶解，在溶解貴金屬的過程中這部分銅會隨之進入貴金屬溶液中，給隨后的貴金屬分離、提純帶來麻煩。

2.1.3　貴金屬物料溶解動力學［1］

溶解過程是由溶液與固體物質組成的多相反應過程，該過程與氣固相的多相反應相似，大致可分為如下幾個步驟：①溶劑分子向固體表面的擴散；②溶劑分子被吸附在固體表面上；③溶劑與固體中可溶性組分發生化學作用生成可溶性的化合物；④所生成的可溶性化合物在固體表面解吸；⑤可溶性化合物向溶液中擴散。

由于化學反應系在固相表面進行，因而使得固相與液相界面附近的溶劑濃度、反應產物濃度與溶液內部不同。對于溶劑來說固液相界面處，由于反應溶劑不斷消耗，該處濃度最低，甚至可能達到零。如果沒有新的溶劑擴散進來，反應就不能繼續進行；對于反應產物來說，在固液相界面處，濃度不斷增加，當達到飽和時，溶解作用將會停止，欲使溶解過程繼續進行，就應該使反應產物不斷向外擴散。

溶解速率主要決定于溶解過程中速率最慢的步驟。上述五個步驟大致可分為擴散過程與化學反應過程兩個過程。一般來說擴散過程進行得很慢，因此它就是決定性因素，換句話說它將成為限制步驟。影響溶解速率最主要的因素是：被溶解物質的性質與狀態、溶劑濃度、反應產物從飽和層中向外擴散的速率、過程進行的溫度、攪拌條件等。

關于上述因素與溶解速率的關系可用下式表示：

式中　V——在單位時間內發生反應的物質數量，即溶解速率；

D——擴散系數；

F——固體物料的表面積；

δ——固體物料表面飽和溶液層（或稱擴散層）的厚度；

cH——固體物料表面飽和溶液層中產物的濃度，即飽和濃度；

cP——整個溶液中產物的濃度。

若溶解過程中有氣體產物產生，將會使過程變得更加復雜。氣體離開固體并從溶液中冒出，可起到擾亂擴散層和攪拌整個溶液的作用，可加速溶解過程；但是如果產生的氣體遲遲不能聚結成大氣泡自溶液中冒出，而附在固體表面，它會使固體物質的該部分與溶劑隔離，因而會阻礙溶解過程的進行。然而，在多數情況下，氣體的產生會加速溶解過程的進行。

（1）固體物料的性質及其狀態

固體物料的性質對溶解過程有重大的影響。對于純金屬而言，化學性質較活潑，即電極電勢較負的金屬容易溶解。電勢較低的金屬如果與電勢較高的金屬組成合金，一般而言可使其溶解速率變慢；反之，電勢較高的金屬與電勢較低的金屬組成合金，可使其變得容易溶解。但是也有相反的情況，如金的電勢比銀高，金中加入較多銀后，反而不易溶于王水。所以說，對于純金屬的化學性質可按其標準電勢加以判斷，而對于合金來說情況就變得比較復雜，不能簡單地根據組成合金的元素的標準電勢武斷地下結論，需要根據前人的經驗或通過試驗來了解它們的溶解行為。但是，不管純金屬、合金或者化合物，它們在相應溶劑中的溶解行為主要決定于它們與溶劑之間的化學反應。

同一金屬物料，它的狀態對溶解過程也有非常重大的影響。固體物料的表面積與溶劑接觸面積越大越容易溶解，從公式中亦可見，溶解速率V與表面積F成正比。因薄片狀、細絲狀、粉狀及海綿狀的固體物料有較大的表面積，因此溶解速率較快。

（2）固體表面飽和溶液的擴散

溶解開始時，固體表面很快便形成飽和溶液層或稱擴散層。溶解產物（即溶質）能由擴散層中擴散至整個溶液中，使得溶解過程能繼續進行。根據溶解速率公式可知，溶解速率V與（cH-cP）和D成正比，與δ成反比。溶質的飽和濃度和溶質在整個溶液中的濃度之差越大，溶質越易擴散，所以在溶解的開始階段整個溶液中溶質濃度等于零或者很低時，溶解速率很快，隨著整個溶液中溶質濃度的增加，溶解速率變慢，當cP=cH，即cH-cP=0時，擴散即不能進行，因而溶解將停止。

擴散系數D與溶質微粒的大小、溶劑的性質及溫度等性質有關。不同的物質在相同條件下可有不同的擴散系數。擴散系數越大，溶解進行得越快。

擴散層的厚度δ是溶解過程的主要阻力，攪拌可以使擴散層厚度變薄，因而可以加速溶解過程的進行。若溶解反應有氣體產物產生時，亦能使擴散層遭到破壞，可以加速反應的進行。

（3）溫度對溶解速率的影響

在給定溶液中擴散系數D會隨著溶液溫度的改變而改變。擴散系數D與某些因素的關系表示如下式：

式中　D——擴散系數，cm2/s；

T——熱力學溫度，K；

μ——溶劑黏度，g/（m·s）；

d——擴散物質顆粒大?。ǚ肿又睆剑?，cm；

R——氣體常數［8.31J/（K·mol）］；

N——阿伏加德羅常數。

從公式可知，擴散系數D正比于過程進行的熱力學溫度。當溶液溫度提高時，溶質顆粒的運動速率增大，擴散系數也變大，從而溶解速率提高。

提高溫度還能改變溶質的溶解度，在多數情況下提高溶液的飽和濃度cH，使cH與cP差值增大，有利于擴散的進行。

升高溫度還能促進分子的活化，加速化學反應速率。

溫度的變動還影響擴散層厚度δ值，升高溫度可使δ值變小。

升高溫度還會使溶液黏度降低，從擴散系數D的公式可知，黏度μ減小，擴散系數D增大。

總之，升高溫度有利于溶解過程進行，可以加快溶解速率。但溫度的提高受到溶劑的沸點及各種經濟因素及環保的限制，并非可以無限提高。從另一方面說，如果溶解過程屬于放熱反應過程，并有氣體產生時，尚需控制溫度；否則，溶解反應過快會使溶液外溢，造成貴金屬損失。

（4）溶劑濃度的影響

溶劑濃度對于溶解過程的影響極大。提高溶劑濃度不僅會增大化學反應速率，而且能提高溶劑向固體表面擴散的速率。這是因為在緊靠固體表面處，由于化學反應使溶劑不斷消耗，該處溶劑濃度變得很低，但由于整個溶液中溶劑的濃度很高，兩者差值增大，有利于溶劑向固體表面擴散。提高溶劑濃度可加速溶解過程是很明顯的。但是必須考慮到以下幾點：①溶劑濃度太高會使溶解反應過程進行過于激烈，易使溶液外溢；②溶劑濃度過高會使不該溶解的物質也發生溶解，不僅浪費試劑，而且會使某些雜質進入溶液的量增加。

（5）液固比的影響

在溶解過程中，溶液的質量與固體物質質量之比稱為液固比。若液固比太小，即液體量太少，會使溶液很快接近飽和濃度，不利于溶解過程進行。當使用的試劑為一定量時，若液固比太大，即溶液量太多，會相應使溶劑濃度降低，也不利于溶解過程的進行。液固比的值一般是通過試驗來確定的。