廢棄光盤中銀的次氯酸鈉-水合肼聯(lián)合提取劉耀源;鄒長(zhǎng)武;鄧靚;田浩杞;張?jiān)迄i;喬玉紅;黃建豪【摘要】為提取廢棄光盤反射層中的貴金屬銀,在常壓非高溫條件下聯(lián)合次氯酸鈉與水合肼對(duì)廢棄光盤反射層中的貴金屬銀進(jìn)行了提取.研究結(jié)果表明,次氯酸鈉可使光盤反射層與盤基分離;并將銀以氯化銀形式析出,再通過(guò)氨水與氯化銀絡(luò)合后，與水合肼發(fā)生還原反應(yīng)可將銀以單質(zhì)形態(tài)回收，銀單質(zhì)平均回收率高達(dá)92.99%.【期刊名稱】《科學(xué)技術(shù)與工程》【年(卷)，期】2014(014)012【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P303-305)【關(guān)鍵詞】廢棄光盤;銀;次氯酸鈉;氨水;水合肼【作者】劉耀源;鄒長(zhǎng)武;鄧靚;田浩杞;張?jiān)迄i;喬玉紅;黃建豪【作者單位】成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225;成都信息工程學(xué)院大氣環(huán)境模擬與污染控制四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610225;成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225;成都信息工程學(xué)院大氣環(huán)境模擬與污染控制四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610225;成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225;成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225;成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225;成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225;成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，成都610225【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】X76我國(guó)是光盤的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，年產(chǎn)量約為400億張，占全球年產(chǎn)量的1/5。據(jù)國(guó)家光盤中心不完全統(tǒng)計(jì)，2010年僅國(guó)內(nèi)十省的光盤生產(chǎn)總量就超過(guò)了23億張，故光盤的大量廢棄在所難免。有數(shù)據(jù)表明［1,2］，僅上海每年的光盤廢棄量就約6億張，且呈逐年遞增趨勢(shì)，這意味著每年光盤的廢棄量高達(dá)數(shù)十億張。由于缺乏實(shí)用的回收技術(shù)，導(dǎo)致的環(huán)境和資源問(wèn)題日趨嚴(yán)重［3］。當(dāng)前光盤資源化焦點(diǎn)在反射層金屬和基材聚碳酸酯。由于反射層金屬價(jià)值高且用途廣泛［4,5］,已有研究［2,6—8］對(duì)市售CD-R光盤中反射層所含金屬進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明CD-R光盤中含有Ag、Cu、Zn、Sn、Cd、Cr、Hg、Pd等元素，其中Ag與Cu含量最大，其余元素含量均很小。當(dāng)前含銀固體廢物的資源化是銀生產(chǎn)的重要來(lái)源，且主要集中在對(duì)廢棄電路板上，而對(duì)于光盤回收?qǐng)?bào)道較少。如果不加以回收光盤中銀資源，不僅將導(dǎo)致環(huán)境污染，還會(huì)造成貴金屬流失。李登新［1］等曾提出采用超聲波法、機(jī)械法或化學(xué)法對(duì)光盤反射層中金屬進(jìn)行提取，但其并未明確化學(xué)處理方法和超聲波法的提取效果;機(jī)械法簡(jiǎn)單、快速卻容易造成盤基和金屬的損失，也未能提取出銀單質(zhì)，不利于光盤的資源化。楊?。?］等基于化學(xué)法提出采用鋅粒高溫還原對(duì)廢棄光盤中反射層金屬銀進(jìn)行回收的技術(shù)，提取了銀單質(zhì)，但卻需要高溫耗能，且對(duì)其金屬銀的提取率僅約76%，尚有潛在的提升空間。筆者基于化學(xué)侵蝕方法，通過(guò)NaClO溶液將廢棄光盤中銀以AgCl的形式析出，采用氨水作為配位劑與AgCl形成配合物，并聯(lián)合具有強(qiáng)還原性的水合肼實(shí)現(xiàn)以單質(zhì)銀的形式回收銀，從而實(shí)現(xiàn)廢棄光盤中銀的分離提取。1實(shí)驗(yàn)部分1.1試劑和儀器廢棄光盤，硝酸，無(wú)水乙醇，氨水，硝酸銀，次氯酸鈉，氫氧化鈉，水合肼。實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。其余試劑均為分析純。箱式電阻爐(馬弗爐):沈陽(yáng)市節(jié)能電爐廠;電阻恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海一恒科技有限公司;數(shù)顯恒溫電動(dòng)強(qiáng)力攪拌機(jī):上海標(biāo)本模型廠;賽曼火焰原子吸收分光光度計(jì):北京海光儀器公司;1810—B型石英自動(dòng)雙重純水蒸流器:金壇市國(guó)旺實(shí)驗(yàn)儀器廠;可調(diào)式低溫電熱板:北京中興偉業(yè)儀器有限公司;85—1磁力攪拌器:江蘇省金壇市正基儀器有限公司。1.2光盤中銀含量的測(cè)定采用消解法［2］對(duì)單張光盤的金屬銀的背景值含量進(jìn)行測(cè)定，即將一張含銀光盤樣品置于燒杯內(nèi)，依次加入10mL濃硝酸，1mL硫酸，1mL過(guò)氧化氫，88mL去離子水，在磁力攪拌器上加熱到80OC時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。待反射層全部溶解后，過(guò)濾溶液。隨后將濾液移至低溫電熱板上蒸至冒白煙。將燒杯取下至冷卻，加高氯酸2mL并加蓋表面皿，加熱至冒白煙，并蒸至近干，取下冷卻，加入硝酸溶液(1+1)50mL溶解燒杯殘?jiān)儆萌ルx子水洗入1000mL容量瓶中，定容，搖勻，待測(cè)。1.3實(shí)驗(yàn)方法廢棄光盤的次氯酸鈉-水合肼提銀流程如圖1所示。將一張含銀量廢棄光盤切為小塊(約2cmx2cm),放入三口燒瓶中。加入40mL的15%NaClO溶液，于80C水浴、攪拌速度為300r/min條件下反應(yīng)，期間采用10%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，使其維持在8以上，直至燒瓶底部出現(xiàn)大量白色粉末狀物質(zhì)且固體變透明為止。向溶液中加入氨水溶液(1+1)30mL,將溶液進(jìn)行過(guò)濾。經(jīng)過(guò)濾后在攪拌條件下加入100mL濃度為2mol/L水合肼溶液，待固體析出。將固體過(guò)濾烘干，即得銀單質(zhì)。將銀單質(zhì)用硝酸(1+1)溶解，再用去離子水定容，稀釋，待測(cè)。圖1廢棄光盤的次氯酸鈉-水合肼聯(lián)合提銀流程1.4分析方法原子吸收分光光度法［7］是常用的檢測(cè)微量元素的方法，此方法操作安全、簡(jiǎn)便，干擾少，精密度和準(zhǔn)確度均滿足要求。因此，本次試驗(yàn)采用原子吸收分光光度法對(duì)產(chǎn)物中銀的含量進(jìn)行測(cè)定，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)其進(jìn)行定量分析。本次實(shí)驗(yàn)選取產(chǎn)物回收率作為本工藝效果表征指標(biāo)，其計(jì)算方法如下所示：式(1)中:T為回收率;M為粗銀的質(zhì)量，mg;M0為光盤含銀質(zhì)量，mg;M1為光盤質(zhì)量，g；。為光盤含銀量，％；p為待測(cè)溶液的含銀濃度，mg/L;f為稀釋比(定容體積比取樣體積);V為定容體積，L。1.5實(shí)驗(yàn)原理在堿性環(huán)境中，NaClO可與反射層金屬Ag發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成AgCl沉淀，其反應(yīng)方程式如式(2)。待反應(yīng)完全并分離后，采用具有強(qiáng)還原性的水合肼對(duì)AgCl進(jìn)行還原［10］。然而在該反應(yīng)體系中，由于AgCl存在如式(3)所示的沉淀溶解平衡，產(chǎn)生了游離態(tài)的Ag+,考慮到Ag+直接與水合肼反應(yīng)劇烈，因此加入氨水作為配位劑，與AgCl和Ag+反應(yīng)生成［Ag(NH3)2］+,分別從增加生成物與增加反應(yīng)物的角度促進(jìn)生成銀氨配合物反應(yīng)的進(jìn)行，從而降低了Ag+的濃度，促使反應(yīng)平穩(wěn)地進(jìn)行，其反應(yīng)方程式如式(4)和式(5)所示。形成上述配位體后，通過(guò)加入還原劑水合肼［10］,將［Ag(NH3)2］+還原為單質(zhì)Ag，其反應(yīng)式如式(6)。此外，由于溶液中含有銀氨配合物不宜久存，所以應(yīng)盡快加入水合肼。2結(jié)果與討論通過(guò)在相同條件下三次重復(fù)測(cè)定并以三次測(cè)定平均值計(jì)算得到光盤中銀含量為0.0479%。取上述含銀廢棄光盤分8次實(shí)驗(yàn)在15%NaClO溶液、80^水浴、300r/min攪拌條件下溶解反射層，再加入氨水絡(luò)合，使用水合肼提取銀單質(zhì)，處理效果如表1所示。表1廢棄光盤中銀的次氯酸鈉-水合肼聯(lián)合提取效果光盤質(zhì)量/g含銀總量/mg提銀產(chǎn)量/mg粗銀回收率/%14.50966.956.694.9614.48966.946.390.7714.50716.956.187.7814.49016.946.695.0914.50536.956.492.1114.48706.946.492.2314.54316.976.796.1814.53076.966.694.82由表1可知，一張光盤經(jīng)次氯酸鈉-水合肼聯(lián)合提取后得到超過(guò)6mg銀，平均回收率為92.99%。由此可知產(chǎn)物回收率較高，說(shuō)明本工藝具有一定的高產(chǎn)性和穩(wěn)定性。3結(jié)論基于化學(xué)侵蝕方法，通過(guò)NaClO溶液將廢棄光盤中銀以AgCl的形式析出，采用氨水作為配位劑與AgCl形成配合物，并聯(lián)合具有強(qiáng)還原性的水合肼實(shí)現(xiàn)以單質(zhì)銀的形式回收銀，可使銀單質(zhì)平均回收率達(dá)到92.99%。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】1李登新，趙慶.廢棄光盤的綜合回收利用.貴州環(huán)?？萍?，2006;12(1):1-52趙慶.廢棄光盤綜合利用的基礎(chǔ)研究.上海:東華大學(xué)環(huán)境工程，20053溫變英，劉蕊，顧融融.廢舊光盤綜合回收技術(shù)研究.中國(guó)塑料，2009;23(6):90-954李雅麗.用于導(dǎo)電油墨的銀包覆銅微粉工藝研究.科學(xué)技術(shù)與工程，2012;12(1):210-2125徐景雨，蔡曉蘭，王開(kāi)軍，等.鍍銀銅粉的制備及其導(dǎo)電性研究.科學(xué)技術(shù)與工程，2012;12(4):922—9256楊健，夏慧麗，黃凌，等.廢棄光盤中銀的提取.科學(xué)技術(shù)與工程，2010;10(29):7356—73577WityakGM.Developmentsintarnishresistantsilveralloys.SocietyofVacuumCoaters(SVC)46thAnnualTechnicalConferenceProceedings,AcademyPrecisionMaterials,DivisionofAcademyCorporation,2003:637—6398WityakGM.InvestigationofAl-Sicompositionsforthinfilm