[发明专利]一种功能化介孔分子筛及其在回收贵金属中的应用

说明书

一、技术领域：

本发明具体涉及一种嫁接功能基团氨基或巯基的介孔分子筛及其在从废弃电子线路板中贵金属回收如金、钯、铂等贵金属的应用。 

三、背景技术：

据有关统计数据表明，在废弃的电子线路板中含有相当高的金属，一般在20～40％，特别是贵金属含量相当高，是天然矿藏的几十倍甚至几百倍。其中包含3～8％的金，0.1～1％的铂和钯，当然还有含量不等的铜、锡、铝、镍、铅等金属。从金、铂和钯等贵金属的含量来看，从废弃的电子线路板中回收贵金属具有很大的经济效益，其回收的关键是如何把贵金属从其他金属中分离出来并富集。 

常见的分子筛(如SBA-15、MCM-41)是具有排列有序介孔结构的新型纳米功能材料，其孔道大小均一、孔径在2-50nm范围内可调，有较高的比表面积，其BET比表面积一般可达到1000m²/g左右。这些特性使介孔分子筛在大分子吸附、催化反应、药物运输等领域有很好的应用前景。但这些分子筛在水溶液中对贵金属离子没有吸附作用。 

因此，设计一种在水溶液中对贵金属离子具有选择性吸附作用的分子筛以实现贵金属与一般金属分离和富集很有意义。 

三、发明内容：

本发明要解决的首要技术问题在于提供一种能高度选择性吸附 贵金属的功能化介孔分子筛。 

针对上述技术问题，本发明的研究思路为：充分利用SBA-15、MCM-41等介孔分子筛比表面积大的优势，通过在介孔结构上嫁接上一些吸附贵金属离子功能基团(如-NH₂或-SH)，从而具有选择性吸附贵金属的功能。 

本发明具体采用如下技术方案： 

一种功能化介孔分子筛，通过如下方法制得：将硅系介孔分子筛置于含有0.1～0.5mol/L氨基丙烷或丙硫醇的无水甲苯中于100～120℃回流12～24小时，然后过滤并在150～180℃温度下干燥以蒸发甲苯，得到胺基或巯基功能化介孔分子筛。 

所述的硅系介孔分子筛优选SBA-15或MCM-41介孔分子筛，更优选MCM-41介孔分子筛。 

本发明所制得的功能化介孔分子筛，在酸性条件下能高选择性吸附金离子、铂离子和钯离子，并且胺基功能化介孔分子筛的吸附能力相较于巯基功能化介孔分子筛要更好一些。 

本发明要解决的第二个技术问题在于将所述的功能化介孔分子筛应用于从废弃电子线路板中回收金、铂和钯等贵金属。 

针对上述技术问题，本发明的研究思路为：利用嫁接有能吸附贵金属离子的功能基团(如-NH₂或-SH)的介孔分子筛在酸性溶液中选择性地吸附贵金属离子，在一定条件下不吸附其他金属离子的特点，有效地将贵金属离子与一般金属离子分离；同时通过调节溶液的pH值，使吸附在分子筛上的贵金属离子脱附，实现贵金属离子的富集和分子筛的重新活化。 

本发明所述的从废弃电子线路板中回收金、铂和钯等贵金属的技 术方案具体如下： 

所述的回收方法包括如下步骤： 

(a)将废弃电子线路板粉碎、分离得到非金属粉末和金属粉末，将金属粉末用强酸溶解，所得金属溶解液中含有铂离子和钯离子中的一种或两种以及金离子； 

(b)调节金属溶解液的pH值到1左右，将功能化介孔分子筛放入金属溶解液中，在室温下搅拌8～12小时，过滤得到相应的载有铂离子和/或钯离子的分子筛和滤液A；本申请制得的功能化介孔分子筛在pH为1左右，对于铂离子和钯离子均能高度选择性吸附，而金离子和其他金属离子则继续留在滤液A中，故根据金属溶液中贵金属离子成分的不同，得到相应的载有铂离子或者钯离子或者铂离子和钯离子的分子筛。 

(c)用3～6M盐酸(优选5M盐酸)清洗载有铂离子和/或钯离子的分子筛，过滤得到氯化铂和/或氯化钯溶液和重新活化的功能化介孔分子筛； 

(d)调节滤液A的pH值到2.5左右，将功能化介孔分子筛放入滤液A中，在室温下搅拌8～12小时，过滤得到载金分子筛，用3～6M盐酸(优选5M盐酸)清洗载金分子筛，过滤得到氯化金溶液和重新活化的功能化介孔分子筛。本发明制得的功能化介孔分子筛，在pH值为2.5左右时，能选择性吸附金离子，其他金属离子则继续留在滤液中，从而实现贵金属离子与其他一般离子的分离。 

在上述回收方法中，将废弃电子线路板破碎后，可采用超细粉碎机进行粉碎，然后用高压静电分离机分离得到以玻璃纤维、树脂为主的非金属粉末和以铜、锡、铅、金、铂、钯(关于铂和钯，有的电子 线路板中可能只含有铂或者只含有钯)等为主的金属粉末。