一种压电光催化法高效还原回收浸出液中贵金属的方法

1.本发明属于湿法冶金技术领域，具体涉及一种压电光催化法高效还原回收浸出液中贵金属的方法。


背景技术：

2.硫代硫酸法以其浸出贵金属速度快、选择性好、试剂无毒、对设备无腐蚀性等特点被认为是最有潜力在工业上应用的一种非氰化提取贵金属的方法。尽管如此，目前尚缺少能从硫代硫酸盐溶液中高效回收贵金属的方法，这极大地限制了硫代硫酸法在工业上的广泛应用。
3.目前一般采用置换法和吸附法从浸出液中提取贵金属。置换法是通过在贵金属浸出液中加入金属单质，利用置换反应沉淀出贵金属。但由于严重的共沉淀现象，该方法难以获得高品位的贵金属。而对于吸附法，常用的吸附剂如活性炭对硫代硫酸盐浸出液中贵金属的吸附能力较弱，且为了获得贵金属单质，需要先将贵金属离子从吸附剂上解吸下来，再用电解法将贵金属离子还原为单质，流程复杂、回收效率低、成本高。现有技术cn109852815a公开了一种利用二硫化钼回收硫代硫酸盐浸出液中贵金属的方法，该方法能于溶液中直接原位还原贵金属，将贵金属以单质的形式回收，相比置换法、常规吸附法其产品纯度高、还原量大、流程简单。但该方法存在耗时长、回收效率低的问题，对硫代硫酸盐浸出液中贵金属的平均还原时间大于22小时。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种压电光催化法高效还原回收浸出液中贵金属的方法，是以贵金属物料的硫代硫酸盐浸出液为原液，采用以二硫化钼为有效成分的物质作为催化剂，并辅助超声为催化剂提供机械能，从而实现对硫代硫酸盐浸出液中的贵金属的压电光催化还原回收。该方法用时短、能极大地提高贵金属的还原量、吸附效率。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
6.一种压电光催化法高效还原回收浸出液中贵金属的方法，包括以下步骤：
7.将贵金属的硫代硫酸浸出液置于耐碱容器中，加入以二硫化钼为有效成分的物质，在室内光照下超声处理；
8.超声结束后进行固液分离，得到表面含有贵金属单质的二硫化钼固体物质和硫代硫酸浸出液。
9.上述方案中，所述贵金属单质为金或银。
10.上述方案中，所述贵金属的硫代硫酸浸出液溶液的ph为7.00至12.00。
11.上述方案中，所述贵金属的硫代硫酸溶液中贵金属的浓度为1-600mg/l。
12.上述方案中，所述以二硫化钼为有效成分的物质与贵金属元素的质量比为0.05-15:1。
13.上述方案中，所述光照下超声处理时间为2min-10h。
14.上述方案中，所述超声处理条件为750w，超声振幅为10％-60％。
15.上述方案中，所述以二硫化钼为有效成分的物质为辉钼矿、二硫化钼纳米片、缺陷二硫化钼、二硫化钼复合物中的一种或任意两种以上的混合。
16.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：二硫化钼具有非中心对称结构，因此单层或少数层的二硫化钼具有压电性能。即在外部机械能作用下，二硫化钼纳米片会发生自发极化，从而产生内电场。而内电场的存在能促进二硫化钼纳米片光生载流子的分离，本发明采用二硫化钼并辅助超声来压电光催化高效还原回收硫代硫酸盐浸出液中的贵金属，对硫代硫酸盐浸出液中贵金属的还原效率、还原量显著增强，在较短的时间内就能实现贵金属的高效还原回收。同时本发明简单的通过辅助超声来引发二硫化钼的压电响应，从而实现对硫代硫酸盐浸出液中贵金属的催化还原回收，装置简单，易于操作，回收成本低。
附图说明
17.图1为有无超声条件下二硫化钼光生电子的迁移示意图。
18.图2a)有无超声条件下二硫化钼纳米片对硫代硫酸金的还原结果；图2b)不同ph条件下二硫化钼纳米片对硫代硫酸金的还原结果；图2c)不同超声强度下二硫化钼纳米片对硫代硫酸金的还原结果；图2d)不同初始金浓度下二硫化钼纳米片对硫代硫酸金的还原结果。
19.图3为二硫化钼纳米片压电光催化还原au后的透射电镜及xrd图。
具体实施方式
20.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作详细说明。
21.以下实施例和对比例中还原量的计算公式为(1)：
22.还原量计算公式：
[0023][0024]
在此处，q是贵金属在吸附剂上的还原量，mg/g；v0和vf是吸附前、后硫代硫酸贵金属浸出液溶液体积，l；c0和cf是吸附前、后溶液中贵金属的浓度，mg/l；m吸附实验中吸附剂的质量，g。
[0025]
如图1所示，在无超声条件下，由于能带弯曲，二硫化钼光激发所产生的光生电子迁移到二硫化钼/水界面较为困难，因此该条件下二硫化钼对硫代硫酸金的还原效率较低。得益于二硫化钼纳米片的压电特性，在超声条件下，二硫化钼纳米片会发生机械形变，从而自发极化并产生内电场。而压电电势的存在会调节二硫化钼的能带弯曲幅度并促进光生电子的迁移，进而显著提高二硫化钼对硫代硫酸金的还原效率。
[0026]
实施例1
[0027]
将100ml浓度为70mg/l的硫代硫酸金溶液倒入耐碱容器中，用naoh调节ph至10，加入20mg二硫化钼纳米片，在室内光照下分别超声1.5、4、10、20、38、75分钟(超声振幅40％，750w)后，通过简单的滤膜过滤，实现固液分离，使用原子吸收光谱对溶液中残余金离子浓
度进行测定并进行计算，不同超声时间后二硫化钼纳米片对金的还原量分别为108.6mg/g、145.65mg/g、250.28mg/g、415.8mg/g、753.49mg/g、998.48mg/g，如图2a)所示。
[0028]
对比例1：将100ml浓度为70mg/l的硫代硫酸金溶液倒入耐碱容器中，用naoh调节ph至10，加入20mg二硫化钼纳米片，在室内光照下分别反应5、10、15、20、40、60、80分钟后，通过简单的滤膜过滤，实现固液分离，使用原子吸收光谱对溶液中残余金离子浓度进行测定并进行计算，不同反应时间后二硫化钼纳米片对金的还原量分别为10.58mg/g、19.84mg/g、30.21mg/g、59.59mg/g、82.09mg/g、152.29mg/g、153.6mg/g，如图2a)所示。
[0029]
实施例2
[0030]
将5份150ml浓度为70mg/l的硫代硫酸金溶液分别倒入5个耐碱容器中，用naoh将溶液的ph分别调节至8、9、10、11、12，分别加入30mg二硫化钼纳米片，在室内光照下分别超声75分钟(超声振幅40％，750w)后，通过简单的滤膜过滤，实现固液分离，使用原子吸收光谱对溶液中残余金离子浓度进行测定并进行计算，不同ph值条件下超声时间后二硫化钼纳米片对金的还原量分别为323.14mg/g、644.89mg/g、770.7mg/g、958.76mg/g、954.79mg/g，如图2b)所示。
[0031]
实施例3
[0032]
将5份200ml浓度为70mg/l的硫代硫酸金溶液分别倒入5个耐碱容器中，用naoh将溶液的ph分别调节至10，分别加入40mg二硫化钼纳米片，在室内光照下分别超声75分钟(超声振幅分别为20％、30％、40％、50％、60％，750w)后，通过简单的滤膜过滤，实现固液分离，使用原子吸收光谱对溶液中残余金离子浓度进行测定并进行计算，不同超声振幅下二硫化钼纳米片对金的还原量分别为492.04mg/g、623.28mg/g、780.09mg/g、871.79mg/g、969.38mg/g，如图2c)所示。
[0033]
实施例4
[0034]
将5份300ml浓度分别为29.67mg/l、67.78mg/l、90.06mg/l、114.28mg/l、193.52mg/l的硫代硫酸金溶液分别倒入5个耐碱容器中，用naoh将溶液的ph分别调节至10，分别加入50mg二硫化钼纳米片，在室内光照下分别超声75分钟(超声振幅分别为40％，750w)后，通过简单的滤膜过滤，实现固液分离，使用原子吸收光谱对溶液中残余金离子浓度进行测定并进行计算，不同金浓度条件下超声时间后二硫化钼纳米片对金的还原量分别为402.3mg/g、770.7mg/g、1156.98mg/g、1400.53mg/g、2172.32mg/g，如图2d)所示。
[0035]
图3为二硫化钼纳米片压电光催化还原au后的透电镜及xrd图。该结果可充分证明二硫化钼纳米片通过辅助超声光催化能有效的将au(s2o3)23-原位还原为金单质，并在其表面形成粒度为50-100nm的金颗粒。
[0036]
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。