置换富集铂族金属(concentration of platinum group metal by displacement)

用锌、镁、铜、铝、铁等金属从酸性溶液中还原沉淀贵金属产出粗贵金属中问产物或贵金属精矿的过程。置换操作简便，反应迅速，所用设备简单，生产费用低，为常用的铂族金属富集方法之一。多用于从成分复杂的贵、贱金属混合液中富集贵金属，或从含贵金属量很少的废液中回收贵金属。缺点是置换反应的选择性不好，置换产物常因杂质元素发生共沉淀而受到污染。置换金属与被置换金属间的标准电极电位差越大、置换剂表面积越大、温度越高、置换反应速度越快，置换进行得越彻底。工业上常用锌粉置换、锌镁粉置换和铜置换三种。

锌粉置换用于处理含铜、镍和金、铂、钯、铑等贵金属的稀溶液，如贵金属精炼过程中产生的母液、各种废液、电镀废液等。常温下向溶液中加入锌粉或锌条后，溶液中的贵金属离子便不断被还原成金属富集在渣中，置换母液中残留的贵金属含量可降至分析灵敏度的下限，如金、铂、钯可降至低于0.0002g/L以下。为降低锌的消耗，被置换溶液的酸度要先中和至pH0.5～l，随置换反应的进行，溶液的pH升高，再适当加酸回调。处理含铜溶液时，铜也同时被置换而入贵金属渣。

锌镁粉置换用于处理富含铱的贵金属溶液。这种溶液存在多种铱配合物，其中铱(Ⅲ)配合物非常稳定，锌粉难以完全将其置换，需在锌粉置换后再用标准电极电位更负的镁粉进一步置换铱。在置换过程中保持溶液温度接近沸点。此法可将置换母液中铱降至0.1g/L以下。置换渣再用王水或含盐酸和氯气的溶液溶解金、铂、钯。难溶的铑、铱仍保留在渣中。

铜置换适用于处理贱金属含量高和成分复杂的酸性贵金属溶液。在铜粉、铜片、铜丝等铜置换料中，以锌粉置换硫酸铜溶液产出的活性铜粉的置换效果最好。铜置换金、铂、钯的速度快，反应彻底；置换铑的速度慢；铱则基本不被置换。利用铜置换的这种差别可从成分复杂的溶液中分组粗分各贵金属。1982年中国金川有色金属公司用铜置换法处理锇钉提取分离后的蒸馏残液。蒸馏残液含硫酸和盐酸，酸度2～4mol/L，原液含铂5g/L，钯2g/L，金1.6g/L，铑、铱各0.2g/L，铜、镍、铁等各约10g/L。加化学计量值的活性铜粉，在低于338K温度下置换铂、钯、金的置换率在99%以上，所得铂、钯、金精矿还含有10%～15%铑和少量铱。第二次将活性铜粉加入到一次置换后的滤液中，置换产出铑精矿，铑的置换率在90%以上，有少量铱和铑一起被置换。二次置换后的残液用锌、镁粉置换出铱和铜。该法的贵金属粗分效果较差，铑、铱的置换率不稳定。