在科研、电子元件研发等领域,小型实验室常会产生含金黄水废液。这类废液中金含量虽不及工业生产线,但长期积累仍有可观回收价值,且随意排放会造成资源浪费与环境风险。考虑到小型实验室空间有限、设备配置相对简单的特点,选择操作便捷、成本可控的回收技术尤为关键。以下为小型实验室量身推荐几种实用的金水回收技术。
化学沉淀法:低成本易操作的首选
化学沉淀法是小型实验室最常用的金水回收技术,无需复杂设备,核心原理是通过还原剂将废液中的金离子转化为金属金沉淀。
操作流程分为三步:首先调节废液 pH 值,取适量金水废液于烧杯中,用稀盐酸或氢氧化钠溶液将 pH 调至 1-2;接着加入还原剂,缓慢倒入亚硫酸钠溶液,边加边用玻璃棒搅拌,此时废液会逐渐出现棕红色沉淀,直至不再产生新沉淀;最后过滤与提纯,用定性滤纸过滤混合液,收集滤纸上的金沉淀,先用蒸馏水多次洗涤去除杂质,再将沉淀放入瓷坩埚,置于马弗炉中灼烧 30 分钟,冷却后即可得到纯度约 95% 的粗金粉。
该技术所需设备仅需烧杯、玻璃棒、漏斗、马弗炉,试剂成本低,单次处理 100-500mL 废液仅需几元钱,且操作门槛低,实验人员经简单培训即可上手。
树脂吸附法:适合低浓度废液处理
若实验室产生的金水废液金浓度较低,树脂吸附法更为高效,能最大程度提取微量金,且树脂可重复使用。
具体操作时,先选择专用吸附树脂,优先选用强碱性阴离子交换树脂,提前用蒸馏水浸泡 24 小时活化;然后搭建吸附装置,将活化后的树脂装入玻璃层析柱,缓慢将金水废液以每秒 1-2 滴的速度通入层析柱,让废液与树脂充分接触,金离子会被树脂吸附;待吸附饱和后,用 5% 的硫脲溶液作为洗脱剂,以同样流速通入层析柱,金离子会随洗脱剂流出,得到高浓度金溶液;最后对洗脱液采用化学沉淀法处理,即可得到金沉淀。
树脂吸附法的优势在于对低浓度废液的回收率可达 98% 以上,且树脂经再生处理后可重复使用 3-5 次,适合实验室长期、持续处理含金黄水。
电解法:追求高纯度金的选择
若实验室对回收金的纯度要求较高,可采用小型电解法,能直接得到纯度 99% 以上的金属金。
该技术需搭建简易电解装置:以石墨棒为阳极、纯铜片为阴极,将两者平行放入装有金水废液的电解槽,两极间距保持 3-5cm;连接直流电源,调节电压至 3-5V、电流 0.5-1A,通电后阴极表面会逐渐析出金黄色的金属金;电解过程中需每隔 30 分钟搅拌一次废液,确保金离子均匀分布,待阴极表面金层厚度达 1-2mm 时,断电取出铜片,用刀片刮下金层,用酒精擦拭后即可得到高纯度金。
不过,电解法对设备有一定要求,且电解时间较长,更适合对金纯度有特定需求的实验室。
实验室操作注意事项
无论采用哪种技术,小型实验室回收金水时都需注意两点:一是安全防护,操作时佩戴耐酸手套、护目镜,避免试剂接触皮肤,若使用马弗炉或电解设备,需严格遵循设备操作规程,防止高温或触电风险;二是废液预处理,回收前需去除废液中的杂质,避免杂质影响回收效率与金纯度。
以上三种技术适配小型实验室的实际需求,可根据废液浓度、纯度要求与设备条件灵活选择。通过科学回收,既能为实验室创造一定经济收益,也能践行绿色环保理念,实现资源循环利用。