铱回收工艺流程详解：从溶解到提纯的完整步骤

铱作为一种稀有的铂族金属，因其极高的熔点和化学稳定性，在工业领域应用广泛，但其回收工艺复杂且精密。以下将详细解析铱回收从溶解到提纯的完整流程，为行业实践提供参考。

第一步：原料预处理

回收的铱原料多为含铱废料，如失效的化工催化剂、电极材料等，这些废料常混杂着金属杂质、非金属氧化物等。预处理阶段需通过破碎、筛分和磁选等步骤，去除其中的铁磁性物质和大块杂质，使原料颗粒直径控制在 0.1-0.5 毫米范围内，既便于后续溶解反应，又能减少杂质对工艺的干扰。对于表面附着油污或有机物的废料，还需进行高温灼烧（温度控制在 600-800℃），通过氧化作用去除有机成分，避免其在溶解阶段消耗化学试剂。

第二步：溶解反应

铱的化学惰性极强，常规酸液难以溶解，需采用特殊溶解体系。工业中常用 “王水溶解法” 或 “熔融法”：王水溶解时，将预处理后的原料与浓硝酸、浓盐酸按 1:3 的体积比混合，在 80-100℃下搅拌反应 24-48 小时，铱会转化为可溶性的氯铱酸（H₂IrCl₆）；对于高纯度的铱合金废料，熔融法则更高效，将原料与过氧化钠（Na₂O₂）按质量比 1:5 混合，在 700-800℃的马弗炉中熔融 1-2 小时，铱会形成铱酸钠（Na₂IrO₃），冷却后用稀盐酸浸出即可得到含铱溶液。溶解阶段需严格控制反应温度和时间，避免因反应不完全导致铱损失。

第三步：净化除杂

溶解后的溶液中仍含有铂、钯、铑等其他铂族金属及铜、铁等贱金属杂质，需通过净化工艺分离。常用的方法包括溶剂萃取和离子交换：溶剂萃取时，向溶液中加入甲基异丁基酮（MIBK）等萃取剂，通过调节溶液 pH 值（通常控制在 1-2），使铱离子与萃取剂结合进入有机相，而其他杂质留在水相；离子交换法则利用专用树脂（如强碱性阴离子交换树脂）对溶液进行吸附，铱的氯配合物会优先与树脂结合，再用盐酸溶液洗脱即可得到较纯净的铱溶液。净化阶段需多次循环操作，确保杂质含量降至 0.01% 以下。

第四步：沉淀与煅烧

净化后的铱溶液需转化为固体化合物以便进一步提纯。向溶液中加入氯化铵（NH₄Cl），铱会以氯铱酸铵（(NH₄)₂IrCl₆）的形式沉淀，反应方程式为 H₂IrCl₆ + 2NH₄Cl → (NH₄)₂IrCl₆↓ + 2HCl。沉淀完成后，通过过滤、洗涤去除表面吸附的杂质，再将沉淀置于马弗炉中，在 800-1000℃下煅烧 3-4 小时，氯铱酸铵会分解为金属铱粉，反应式为 (NH₄)₂IrCl₆ → Ir + 2NH₄Cl↑ + 2Cl₂↑。煅烧时需通入惰性气体保护，防止铱粉氧化。

第五步：精炼提纯

煅烧得到的铱粉纯度约为 95%-98%，需通过精炼进一步提升纯度。常用的精炼方法为电子束熔炼，将铱粉压制成电极，在高真空（10⁻⁴Pa 以上）环境中通过电子束加热至 2400-2600℃，利用铱与杂质的熔点差异（铱熔点为 2410℃），使低熔点杂质蒸发去除，最终得到纯度 99.95% 以上的海绵铱。对于超高纯度要求（99.99% 以上）的场景，还可采用区熔法进行二次提纯，通过移动熔区将残余杂质推向一端，实现深度净化。

铱回收工艺流程的每一步都需精准控制参数，从预处理的原料筛选到最终的精炼提纯，环环相扣决定着回收效率和产品质量。掌握这一完整流程，不仅能实现铱资源的高效循环，还能为贵金属回收企业降低成本、提升竞争力提供技术支撑。