Tái chế kim loại quý là một quá trình có hệ thống, với các bước cốt lõi bao gồm phát hiện và phân loại, xử lý sơ bộ, chiết xuất kim loại, tinh chế và làm sạch.
Kiểm tra và phân loại tạo thành nền tảng để xác định giá trị phế liệu, thường sử dụng các kỹ thuật kiểm tra không phá hủy với thiết bị chuyên dụng để nhanh chóng xác định hàm lượng và loại kim loại. Giai đoạn tiền xử lý bao gồm nghiền, phân loại và loại bỏ tạp chất bề mặt để chuẩn bị vật liệu cho quá trình chiết tách tiếp theo. Các công nghệ tiền xử lý vật lý hiện nay đạt được độ chính xác đến từng micron. Thông qua quá trình nghiền nhiều giai đoạn, tách từ, tách dòng điện xoáy và các quy trình khác, kim loại được tách hiệu quả khỏi các phi kim loại trong hỗn hợp phế liệu.
Giai đoạn chiết xuất kim loại sử dụng phương pháp luyện kim nhiệt, luyện kim thủy lực hoặc luyện kim sinh học tùy thuộc vào loại phế liệu. Những cải tiến trong luyện kim nhiệt kết hợp phương pháp nấu chảy truyền thống ở nhiệt độ cao với công nghệ plasma, trong đó ngọn lửa plasma đạt tới 10.000°C để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ trong phế liệu phức tạp, đồng thời làm giàu nhiều kim loại.
Thủy luyện kim sử dụng nhiều dung dịch hóa học khác nhau để hòa tan và tách chọn lọc các kim loại quý. Tinh luyện và làm sạch là những bước quan trọng để thu được kim loại có độ tinh khiết cao, với các kỹ thuật như tinh luyện điện phân và khử hóa học đạt độ tinh khiết trên 99,95%.
Kim loại nhóm bạch kim (PGM) bao gồm bạch kim, paladi, rhodi, iridi và rutheni. Có các tính chất lý hóa tương tự, quy trình thu hồi của chúng cũng có điểm chung. Những kim loại này thường được tìm thấy trong chất xúc tác công nghiệp , rác thải điện tử và phế liệu trang sức, cho giá trị thu hồi cao.
Việc thu hồi kim loại nhóm bạch kim đòi hỏi các kỹ thuật chuyên biệt, thường sử dụng các quy trình thủy luyện kim. Các quy trình này bao gồm hòa tan nước cường toan, chiết dung môi, trao đổi ion và khử kết tủa. Phương pháp nhiệt luyện kim cũng thường được sử dụng cho chất thải kim loại nhóm bạch kim chất lượng cao, tách kim loại quý khỏi vật liệu cơ bản thông qua quá trình nấu chảy ở nhiệt độ cao.
Để thu hồi kim loại nhóm bạch kim từ chất xúc tác ô tô, quy trình "hòa tan-kết tủa" do các công ty Đức phát triển cho phép kết tủa chọn lọc các kim loại này bằng cách kiểm soát độ pH và nhiệt độ. Quy trình này đạt độ tinh khiết 99,99% với chi phí thấp hơn 35% so với tinh chế từ quặng nguyên sinh.
Thách thức kỹ thuật trong việc thu hồi kim loại nhóm bạch kim nằm ở tính chất hóa học tương tự của chúng, đòi hỏi phải kiểm soát chính xác các thông số quy trình để tách và tinh chế. Các công ty tiên tiến quốc tế áp dụng các công nghệ tiên tiến như nấu chảy plasma và chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn để nâng cao hiệu quả thu hồi và độ tinh khiết của sản phẩm.
Quá trình tái chế kim loại quý bạch kim thường bắt đầu bằng giai đoạn tiền xử lý. Phế liệu chứa bạch kim được làm sạch, sấy khô và nghiền cơ học để tăng diện tích bề mặt. Tiếp theo là quá trình rang oxy hóa, chuyển bạch kim sang trạng thái oxy hóa để tăng độ hòa tan.
Tiếp theo, quá trình hòa tan bằng nước cường toan được áp dụng. Trong điều kiện nhiệt độ và tỷ lệ axit được kiểm soát, bạch kim được chuyển hóa thành các hợp chất hòa tan. Dung dịch đã lọc trải qua quá trình kết tủa khử, trong đó các chất khử như khí hydro hoặc formaldehyde khử các ion bạch kim thành kết tủa bạch kim kim loại.
Bạch kim kết tủa được lọc, rửa và nung ở nhiệt độ cao để thu được bột kim loại bạch kim nguyên chất hoặc cục. Các doanh nghiệp tiên tiến quốc tế sử dụng công nghệ nấu chảy plasma để xử lý alumina phế thải chứa bạch kim, giúp giảm 30% mức tiêu thụ năng lượng so với các phương pháp truyền thống.
Quy trình thu hồi bắt đầu bằng việc thu gom và quản lý truy xuất nguồn gốc vật liệu thải thông minh, sử dụng công nghệ RFID để theo dõi các chất chứa ruthenium. Giai đoạn tiền xử lý sử dụng quy trình "nghiền-tách từ-phân loại bằng không khí" để tách kim loại khỏi nhựa trong chất thải, nâng độ tinh khiết lên 95%.
Giai đoạn chiết xuất sử dụng quy trình kết hợp "luyện kim nhiệt luyện + tinh chế thủy luyện". Chất thải chứa rutheni được nấu chảy trong lò hồ quang điện 1500°C, tách rutheni khỏi các kim loại khác với tỷ lệ thu hồi 92%. Vật liệu còn lại được chuyển đến xưởng thủy luyện, tại đây chúng được hòa tan bằng nước cường toan và rutheni được kết tủa bằng các dẫn xuất thiourea.
Giai đoạn tinh chế sử dụng thiết bị chưng cất chân không. Trong môi trường nitơ lỏng ở -196°C, các gradient nhiệt độ được kiểm soát sẽ tách rutheni khỏi các kim loại nhóm bạch kim khác. Phương pháp này đạt được độ tinh khiết rutheni vượt quá 99,99%, đáp ứng nhu cầu vật liệu siêu tinh khiết của ngành công nghiệp bán dẫn.
Quá trình thu hồi rhodium tương tự như các kim loại nhóm bạch kim khác nhưng đòi hỏi kỹ thuật tách tinh vi hơn. Vì rhodium thường tồn tại cùng với các kim loại nhóm bạch kim khác, việc phát hiện chính xác hàm lượng và thành phần của nó là rất quan trọng trước khi thu hồi.
Quá trình thu hồi thường sử dụng các kỹ thuật thủy luyện, bao gồm hòa tan nước cường toan, chiết xuất dung môi và kết tủa chọn lọc. Các chất chiết xuất chuyên dụng được phát triển trên toàn thế giới có thể tách rhodium hiệu quả khỏi các kim loại quý khác dựa trên các đặc tính độc đáo của nó.
Các giai đoạn tinh chế chủ yếu sử dụng phương pháp tinh chế điện phân hoặc khử hóa học để thu được kim loại rhodium có độ tinh khiết cao. Thách thức kỹ thuật trong việc thu hồi rhodium nằm ở tính trơ hóa học cao của nó, đòi hỏi nhiệt độ, áp suất cao hoặc chất xúc tác chuyên dụng để hòa tan và xử lý hiệu quả.
Quy trình thu hồi paladi kim loại quý bắt đầu bằng quá trình tiền xử lý axit hóa, điều chỉnh độ pH của chất lỏng thải từ 2 đến 3 để hòa tan các ion paladi khỏi các hợp chất phức tạp. Tiếp theo là chiết lỏng-lỏng, trong đó dung môi hữu cơ trioctylamine được thêm vào. Paladi chuyển chọn lọc các ion paladi từ pha nước sang pha hữu cơ.
Sau đó, hỗn hợp được khuấy ở nhiệt độ không đổi 25°C trong 30 phút, đạt hiệu suất chiết xuất trên 95%. Quá trình tách chiết sử dụng dung dịch thiourea để chuyển các ion paladi từ pha hữu cơ trở lại pha nước, cô đặc paladi từ vài chục ppm trong chất lỏng thải ban đầu thành vài nghìn ppm.
Giai đoạn khử hóa học diễn ra trong lò phản ứng được kiểm soát nhiệt độ. Khí hydro được đưa từ từ vào dung dịch ion paladi trong khi duy trì nhiệt độ trong khoảng 60–80°C. Paladi kim loại kết tủa tạo thành bột màu xám đen. Sau khi hòa tan, kết tinh lại và tinh chế điện phân, sản phẩm cuối cùng đạt độ tinh khiết 99,99%.
Quy trình thu hồi iridi kim loại quý đòi hỏi độ chính xác cực kỳ cao, vì iridi nằm trong số những kim loại chống ăn mòn tốt nhất thế giới. Quy trình bắt đầu bằng việc phân loại và đánh giá kỹ lưỡng các vật liệu phế liệu để xác định hàm lượng iridi và mức độ ô nhiễm.
Trong quá trình tiền xử lý, phế liệu chứa iridi được nghiền thành hạt có kích thước 100-200 mesh, giúp tăng diện tích bề mặt phản ứng. Tiếp theo là quá trình nung oxy hóa ở nhiệt độ cao 800-900°C để chuyển iridi thành dạng oxit dễ hòa tan hơn.
Giai đoạn hòa tan sử dụng nồi hấp, sử dụng nước cường toan hoặc axit hỗn hợp trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Quá trình này có thể mất 24-48 giờ. Dung dịch thu được trải qua quá trình lọc nhiều giai đoạn để loại bỏ tạp chất không hòa tan.
Giai đoạn tinh chế sử dụng nhựa trao đổi ion hoặc công nghệ chiết dung môi để tách chọn lọc các ion iridi. Cuối cùng, bột kim loại iridi có độ tinh khiết cao được thu được thông qua quá trình kết tủa muối amoni hoặc khử hydro ở nhiệt độ cao. Quá trình nấu chảy tiếp theo tạo ra các thỏi iridi.
Quy trình tái chế vàng kim loại quý bắt đầu bằng một cuộc hẹn trực tuyến, nơi các thông tin chi tiết như loại vàng và trọng lượng ước tính được cung cấp. Tiếp theo là thử nghiệm bằng máy quang phổ để đo độ tinh khiết và cân điện tử có độ chính xác cao để xác định trọng lượng, đảm bảo tất cả thiết bị đều được hiệu chuẩn chuyên nghiệp.
Sau khi kiểm tra, báo giá tái chế sẽ được cung cấp dựa trên kết quả và giá thị trường hiện tại. Nếu báo giá được chấp nhận, giao dịch sẽ được tiến hành với một thỏa thuận đã ký, trong đó nêu rõ chi tiết về vàng , giá cả và phương thức thanh toán.
Việc thanh toán được hoàn tất theo phương thức đã thỏa thuận. Trong suốt quá trình, khách hàng nên đảm bảo bên tái chế sử dụng thiết bị chuyên nghiệp, yêu cầu tuân thủ quy trình và kết quả thử nghiệm, đồng thời cập nhật tình hình thị trường để đảm bảo mức giá hợp lý.
Việc thu hồi vàng từ kim loại quý tương đối đơn giản do vàng có tính chất hóa học ổn định và các kỹ thuật thu hồi đã được thiết lập. Tuy nhiên, việc lựa chọn các kênh tái chế hợp pháp để tránh các hành vi gian lận vẫn rất quan trọng.
Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Flinders ở Úc đã phát triển một công nghệ chiết xuất vàng mang tính cách mạng. Bằng cách kết hợp axit trichloroisocyanuric (một hợp chất vô hại thường thấy trong chất khử trùng bể bơi) với nước biển, công nghệ này tạo ra hiệu ứng hòa tan vàng. Các polyme giàu lưu huỳnh được thiết kế đặc biệt sau đó sẽ thu giữ chính xác các nguyên tố vàng. Phương pháp này thân thiện với môi trường hơn so với các quy trình xyanua truyền thống và có thể thu hồi vàng hiệu quả từ rác thải điện tử.
Các công ty tái chế kim loại quý quốc tế hàng đầu bao gồm các công ty uy tín như Johnson Matthey (Anh), Heraeus (Đức), Umicore (Bỉ) và Hong Kong Dongsheng Precious Metals Recycling . Các công ty này tự hào có lịch sử lâu đời và chuyên môn công nghệ tiên tiến. Họ thường cung cấp các dịch vụ tái chế, tinh chế và giao dịch kim loại quý toàn diện, được hỗ trợ bởi các chứng nhận quốc tế và hệ thống đảm bảo chất lượng.
Ngôn ngữ
