專利名稱：一種掃描電鏡樣品表面鍍層黃金的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掃描電鏡樣品制樣過(guò)程噴鍍到樣品表面的黃金的回收方法。
背景技術(shù)：
在材料科學(xué)領(lǐng)域，為更好地了解材料的性能與微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，采用電子顯微鏡，如掃描電子顯微鏡(簡(jiǎn)稱掃描電鏡)對(duì)材料的形貌及絲織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察是一種常用的研究手段。對(duì)于大多數(shù)所研究的材料而言，由于樣品本身導(dǎo)電性不佳甚至不具有導(dǎo)電性， 所以在用掃描電鏡進(jìn)行形貌觀察時(shí)，通常需要在其表面噴鍍一層黃金導(dǎo)電膜，以避免掃描電子在樣品表面發(fā)生電荷積累，從而獲得清晰的掃描電鏡圖像。經(jīng)估算，掃描電鏡樣品表面含有的黃金品位較高，黃金含量達(dá)5 20g/kg，是一般黃金礦石及一般金催化劑中金含量的5倍以上，因此具有較高的回收價(jià)值。然而，目前掃描電鏡樣品表面的黃金鍍層尚沒(méi)有回收利用的方法，而是隨掃描電鏡樣品做拋棄處理。目前器件鍍層黃金的回收方法主要有“氰化法”、“王水法”和“碘-碘化鈉法”等， 但上述方法化學(xué)方法面臨工藝復(fù)雜、成本較高、工藝周期長(zhǎng)，化學(xué)試劑用量較多，且試劑毒性較大等問(wèn)題。CN100447264C公開(kāi)了一種從鍍金廢料中回收黃金的方法。該方法利用金箔的沉降速度較基體慢的特點(diǎn)將金箔與基體分離，從鍍金廢料中回收金。通過(guò)酸處理、焚燒或利用鍍金和基體熱膨脹冷收縮系數(shù)不同的特點(diǎn)將破碎鍍金廢料中的金箔從基體上剝落，剝離后的混和體中沖入水，停止沖水時(shí)可見(jiàn)金箔的沉降速度較基體慢，基體很快沉在容器底部，而金箔懸浮在水中逐漸下沉，此時(shí)傾倒容器中的水，則金箔隨水流出，基體留在容器內(nèi)。此法利用金箔的沉降速度較基體慢的特點(diǎn)將金箔與基體分離，從鍍金廢料中回收金，但這種方法不適用于掃描電鏡樣品導(dǎo)電膜的黃金回收。CN100467631C則提供了一種從鍍金印刷電路板廢料中回收金和銅的方法，以雙氧水和硫酸作為反應(yīng)試劑，從鍍金印刷電路板廢料中回收金和銅，所用試劑無(wú)毒、廉價(jià)、易得，實(shí)驗(yàn)過(guò)程無(wú)有害物產(chǎn)生，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。上述鍍層黃金的回收方法，如“氰化法”、“王水法”和“碘-碘化鈉法”等化學(xué)法可以用于掃描電鏡樣品表面噴鍍的黃金回收，但其弊端不言而喻。CN100447^4C及 CN100467631C所采用的黃金回收方法，化學(xué)試劑毒性低且工藝簡(jiǎn)單有效，但兩者所提供的黃金的回收方法，關(guān)鍵的步驟是黃金鍍層從基體上脫落后的分離處理。對(duì)于電子通訊及其它行業(yè)所用的鍍金器件，鍍金層厚度一般為0. 5 10 μ m，在這種較大尺寸下，鍍層黃金膜較為致密堅(jiān)固，從基體上脫落的黃金顯然容易被分離出來(lái)并進(jìn)行后繼處理。與普通的鍍層黃金不同，掃描電鏡樣品上的黃金鍍層厚度一般為10 20nm，金的顆粒尺寸最小可達(dá)到 2nm，如此小的粒子尺寸，從基體上剝落下來(lái)后難以直接觀察，難以通過(guò)過(guò)濾等常規(guī)方法進(jìn)行分離處理，并且也難于從基體上剝離。因此采用上述現(xiàn)有技術(shù)提供的方法不能對(duì)其進(jìn)行有效分離并進(jìn)行后續(xù)處理
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有鍍層黃金回收技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供了一種適用于掃描電鏡樣品表面鍍層黃金的回收方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，采用低毒化學(xué)試劑和簡(jiǎn)單的工藝即可將掃描電鏡樣品表面的超細(xì)黃金顆粒有效分離并回收。本發(fā)明掃描電鏡樣品表面鍍層黃金的回收方法，包括如下內(nèi)容(1)將掃描電鏡表征用過(guò)的具有黃金鍍膜的樣品，在惰性氣氛或還原氣氛下進(jìn)行高溫焙燒，焙燒的溫度為1050 1250°C，優(yōu)選的焙燒時(shí)間為2 10小時(shí)；(2)可選擇的還原步驟，也可以不采用該步驟，優(yōu)選的還原方法為高溫焙燒后的樣品在氫氣存在下，在300 600°C還原1 10小時(shí)；(3)步驟(1)或步驟( 處理后的樣品用硝酸和雙氧水混合溶液浸泡，優(yōu)選的浸泡時(shí)間為10 72小時(shí)；(4)步驟C3)浸泡溶液與樣品分離，浸泡溶液中含有黃金微粒，采用固液分離的方法回收固體黃金微粒。本發(fā)明方法中，步驟(1)所述的惰性氣氛優(yōu)選為氮?dú)鈿夥?，還原氣氛優(yōu)選為氫氣氣氛或氫氣體積含量0. 10%的氫氣-氮?dú)饣旌蠚夥?。本發(fā)明方法中，步驟(1)所述的高溫焙燒采用常壓操作。優(yōu)選在焙燒設(shè)備中與黃金鍍膜的樣品共同使用脫氧劑，脫氧劑如炭黑、活性炭、金屬脫氧劑等。本發(fā)明方法中，步驟(1)所述的具有黃金鍍膜的樣品優(yōu)選為以氧化鋁為基體的黃金鍍膜樣品，包括各種氧化鋁或以氧化鋁為載體的催化劑等。本發(fā)明方法中，步驟(2)所述的還原步驟操作壓力可以為常壓至5MPa。本發(fā)明方法中，步驟C3)所述的硝酸和雙氧水混合溶液為硝酸與雙氧水體積比為4 1 6 1的混合溶液，所用的硝酸濃度為1 3mol/L，所用的雙氧水質(zhì)量濃度為 10% 40%。以質(zhì)量計(jì)，硝酸和雙氧水混合溶液用量為黃金鍍膜樣品的2 10倍。本發(fā)明方法中，步驟中，浸泡溶液與樣品分離可以采用簡(jiǎn)單的傾倒、排液等方式即可，在分離前優(yōu)選進(jìn)行攪拌，使剝離的黃金微粒懸浮在浸泡溶液中。浸泡溶液中含有的黃金微粒，采用離心分離等固液分離的方法回收固體黃金微粒。離心分離得的固體微?？梢赃M(jìn)行洗滌離心分離、烘干等方法進(jìn)一步凈化，離心分離的液相可以進(jìn)一步用于洗滌分離浸泡溶液后的樣品。本發(fā)明根據(jù)掃描電鏡樣品表面黃金鍍層的特點(diǎn)，首先通過(guò)高溫焙燒使其燒結(jié)轉(zhuǎn)化為大顆?；蛑旅艿倪B續(xù)膜，然后將其置于硝酸與雙氧水混合液中使金顆粒從氧化鋁中剝離，高溫焙燒一方面可以使用樣品黃金鍍膜轉(zhuǎn)化為大顆粒，便于之后的分離，另一方面可以使黃金鍍膜易于與基本剝離，采用低毒溶液即可以達(dá)到充分剝離的效果。采用適宜焙燒條件(還原氣氛或加入固體脫氧劑等)或焙燒后還原步驟，可以避免黃金氧化，進(jìn)一步提高回收率。本發(fā)明方法剝離的固體黃金微粒一般可以達(dá)到IOOnm以上，可以懸浮在浸泡溶液中進(jìn)而通過(guò)固液分離與樣品分開(kāi)，并有利于后續(xù)的黃金固體回收。本發(fā)明所用化學(xué)試劑為硝酸和雙氧水，成本低廉，毒性低，用量少，對(duì)環(huán)境污染小，黃金回收方法簡(jiǎn)單易行。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法加以詳細(xì)的說(shuō)明，其中的百分含量以質(zhì)量為基準(zhǔn)。實(shí)施例1
將掃描電鏡分析表征后的噴鍍黃金的氧化鋁粉末表面覆蓋一層炭黑，置于通高純氮?dú)獾墓苁綘t中1050°C下焙燒10小時(shí)，然后在氫裝置中在400°C、3MPa下用氫氣還原3小時(shí)。配制硝酸和雙氧水的混合液硝酸濃度為lmol/L，雙氧水濃度為40%，兩者體積比為 4 1。硝酸與雙氧水混合均勻后，將焙燒后的樣品浸泡于3倍于其質(zhì)量的混合液中70小時(shí)。浸泡結(jié)束后，在攪拌作用下排出浸泡液，通過(guò)高速離心機(jī)將浸泡液離心分離，撇去上層液體，離心管中加入蒸餾水，超聲分散下層沉積物，然后再使用高速離心分離，反復(fù)進(jìn)行5 次，直至洗滌液呈中性為止。將洗滌物烘干后，得固態(tài)黃金。經(jīng)分析黃金純度可達(dá)97%，回收率可達(dá)97. 5%。實(shí)施例2將掃描電鏡分析表征后的噴鍍黃金的以氧化鋁為載體的加氫催化劑，置于通入含氫氣體積含量為的氮?dú)?氫氣混合氣體的管式爐中1150°C下焙燒4小時(shí)，然后自然冷卻到室溫。配制硝酸和雙氧水的混合液硝酸濃度為2mol/L，雙氧水濃度為30w%，兩者體積比為5 1。硝酸與雙氧水混合均勻后，將焙燒后的樣品浸泡于3倍于其質(zhì)量的混合液中 48小時(shí)。浸泡結(jié)束后，通過(guò)高速離心機(jī)將浸泡液離心分離，撇去上層液體，離心管中加入蒸餾水，超聲分散下層沉積物，然后再使用高速離心分離，反復(fù)進(jìn)行5次，直至洗滌液呈中性為止。將洗滌物烘干后，得固態(tài)黃金。經(jīng)分析黃金純度可達(dá)95.3%，回收率可達(dá)94.5%。實(shí)施例3將掃描電鏡分析表征后的噴鍍黃金的以氧化鋁為載體的加氫催化劑表面覆蓋一層炭黑置于通純氮?dú)獾墓苁綘t中1250°C下焙燒2小時(shí)，然后在氫裝置中在450°C、3MI^下用氫氣還原2小時(shí)。配制硝酸和雙氧水的混合液硝酸濃度為3mol/L，雙氧水濃度為40w%， 兩者體積比為6 1。硝酸與雙氧水混合均勻后，將焙燒后的樣品浸泡于2倍于其質(zhì)量的混合液中M小時(shí)。浸泡結(jié)束后，通過(guò)高速離心機(jī)將浸泡液離心分離，撇去上層液體，離心管中加入蒸餾水，超聲分散下層沉積物，然后再使用高速離心分離，反復(fù)進(jìn)行5次，直至洗滌液呈中性為止。將洗滌物烘干后，得固態(tài)黃金。經(jīng)分析黃金純度可達(dá)95.9%，回收率可達(dá) 96. 7%。
權(quán)利要求
1.一種掃描電鏡樣品表面鍍層黃金的回收方法，其特征在于包括如下內(nèi)容(1)將掃描電鏡表征用過(guò)的具有黃金鍍膜的樣品，在惰性氣氛或還原氣氛下進(jìn)行高溫焙燒，焙燒的溫度為1050 1250°C ；(2)高溫焙燒后樣品的可選擇的還原步驟；(3)步驟(1)或步驟( 處理后的樣品用硝酸和雙氧水混合溶液浸泡；(4)步驟C3)浸泡溶液與樣品分離，浸泡溶液中含有黃金微粒，采用固液分離的方法回收固體黃金微粒。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟⑴中焙燒時(shí)間為2 10小時(shí)。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述的惰性氣氛為氮?dú)鈿夥?，還原氣氛為氫氣氣氛或氫氣體積含量0. 10%的氫氣-氮?dú)饣旌蠚夥铡?br> 4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述的高溫焙燒為在焙燒設(shè)備中與黃金鍍膜的樣品共同使用脫氧劑，脫氧劑包括炭黑、活性炭或金屬脫氧劑。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)所述的具有黃金鍍膜的樣品為以氧化鋁為基體的黃金鍍膜樣品。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)的可選擇性還原步驟為高溫焙燒后的樣品在氫氣存在下，在300 600°C還原1 10小時(shí)。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所述的硝酸和雙氧水混合溶液為硝酸與雙氧水體積比為4 1 6 1的混合溶液，所用的硝酸濃度為1 3mol/L，所用的雙氧水質(zhì)量濃度為10% 40%。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于步驟(3)中，以質(zhì)量計(jì)，硝酸和雙氧水混合溶液用量為黃金鍍膜樣品的2 10倍，浸泡時(shí)間為10 72小時(shí)。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中，浸泡溶液與樣品分離前進(jìn)行攪拌，使剝離的黃金微粒懸浮在浸泡溶液中。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(4)中，浸泡溶液中含有的黃金微粒，采用離心分離等固液分離的方法回收固體黃金微粒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種掃描電鏡樣品表面鍍層黃金的回收方法，包括(1)將掃描電鏡表征用過(guò)的具有黃金鍍膜的樣品，在惰性氣氛或還原氣氛下進(jìn)行高溫焙燒，焙燒的溫度為1050～1250℃；(2)高溫焙燒后樣品的可選擇的還原步驟；(3)步驟(1)或步驟(2)處理后的樣品用硝酸和雙氧水混合溶液浸泡，優(yōu)選的浸泡時(shí)間為10～72小時(shí)；(4)步驟(3)浸泡溶液與樣品分離，浸泡溶液中含有黃金微粒，采用固液分離的方法回收固體黃金微粒。采用本發(fā)明的方法，使用低毒化學(xué)試劑和簡(jiǎn)單的工藝即可將掃描電鏡樣品表面的超細(xì)黃金顆粒有效分離并回收。
文檔編號(hào)C22B11/00GK102465205SQ20101053580
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者凌鳳香, 季洪海, 楊衛(wèi)亞, 沈智奇, 王麗華, 王少軍, 郭長(zhǎng)友 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院