[发明专利]一种离子液体浸出贵金属的微波强化浸出装置的制作方法

说明书

本发明涉及一种离子液体浸出贵金属的微波强化浸出装置的制作方法，所述离子液体浸出贵金属的微波强化浸出装置由反应器、微波辐射器和旋涡混匀器构成；其特征是，所述反应器设有微波屏蔽套，所述微波屏蔽套为圆柱形可屏蔽微波的金属薄板，紧密包裹于反应器；所述微波辐射器为棒状体，所述棒状体设有保护套，一端设有微波辐射头，另一端设有同轴接口；所述微波辐器辐射头端植入反应器内，其同轴接口端通过同轴接线与小功率微波源联接；所述旋涡混匀仪包括底座和夹具模块，反应器固定在夹具模块中。本发明利用棒状微波辐射器结合漩涡混匀器，解决了已有微波强化装置微波利用率低、传质效率低，不适于粘度较大液体的加热等问题。

技术领域

本发明涉及一种微波浸出技术，具体是设计一种离子液体浸出贵金属的微波强化浸出装置，属于冶金领域。

技术背景

贵金属除了本身具有较高的价值以外，因其独特的物理化学特性而被广泛应用于电子电器、通讯、计算机、航空航天、石油化工等现代科技和工业领域，比如作为负载金属或直接作为催化剂用于催化各类反应，也可应用于食品安全检测，可以说贵金属是现代工业和经济中不可或缺的战略资源。随着石油、化工、环保等产业的发展，贵金属催化剂的用量逐年增加。催化剂在使用过程中由于中毒、载体易构、炭质积累等问题而失去活性，需要定期对其进行更换，据统计，世界上每年生成废催化剂约为50万～70万吨，而更换下来的催化剂中贵金属含量比相应的矿石更高，因此回收废催化剂中的贵金属是具有很高的经济价值，且符合可持续发展的要求。目前从废催化剂中回收贵金属的方式包括：1、火法：如火法氯化法与高温挥发法、高温熔炼与金属捕集法、焚烧法。该法简单方便，但能耗大，金属回收率低，并且产生的废气、废渣带来了二次环境污染，因此使其应用受到限制。2、湿法：如溶解载体法、全溶法、溶解活性组分法。该法具有成本低、浸出剂回收率高、空气污染小等优点，因此逐渐成为发展趋势。溶解活性组分法是加入试剂直接溶解废催化剂中的贵金属，再从溶液中提取贵金属。近年来，由于成本、能源和环境方面的原因，人们的注意力已转向稳定可持续环境友好型浸出体系。

离子液体是近年来发展迅速的一类新型绿色溶剂，它完全由阴阳离子组成，不存在电中性分子，可以提供大量的配体。由于离子液体具有不挥发、热稳定性的特点，在化工生产过程中损耗小，不会产生空气污染，回收之后仍可用于生产，大大降低了生产成本，是一类环境友好型试剂，亦被认为是传统有机溶剂的良好替代品。文献报道离子液体作为萃取剂在金属离子提取方面也有非常广泛的应用，离子液体的阴阳离子可以与金属阳离子形成配合物，萃取液体中的金属。离子液体具有可设计性，可通过设计、修饰不同的阴、阳离子改变其化学结构获得一些具有特殊性质的功能化离子液体满足特定用途的需求，在复杂的冶金环境中，离子液体具有应用灵活和适应性强等优势。除了易于合成、环境友好，对多种难溶解的金属及其他化合物，包括贵金属、金属氧化物、甚至难溶解的硫化物展现了良好的溶解性能，离子液体对微波有强烈的吸收。

然而，由于离子液体粘度较大，流动性差，传质效率低，已报道的离子液体回收贵金属浸出耗时较长，需数十小时。因此，亟待设计一种适于离子液体浸出体系的微波强化浸出装置，利用离子液体对微波辐射的强吸收，采用微波辐射方式加热浸取体系，改善传质以提高贵金属的浸出速度，缩短浸出时间。

CN111778402A公开了一种利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，通过将锂电池的正极片在离子液体中进行浸泡、加热反应、过滤等工序对其中的贵金属进行回收。离子液体中包括有多元醇、卤化胆碱和草酸。本发明中利用多元醇的羟基与高价金属氧化物中阳离子发生氧化还原反应，利用卤化胆碱的卤素与贵金属络合，利用草酸定向萃取二价金属离子的能力，最后生对应的成草酸金属化合物。相比于传统的粉碎浮选法和火法冶金回收贵金属，能耗大，回收率低，成本高的问题，本发明能有效的减少环境污染压力，提高锂电池中贵金属元素循环利用效率，具有很好的社会效果和经济效益。