海綿鉑回收，核廢料中鉑族金屬的放射化學(xué)分離
乏燃料后處理產(chǎn)生含鉑的放射性廢物（通常含Pt 0.5-2%，同時(shí)存在U/Pu同位素）：

屏蔽式溶解：

熱室操作，采用HNO3-HF混合酸（比例3:1）

鋯合金容器抗腐蝕，年損耗<0.1mm

萃取流程：

級：TBP萃取鈾/钚（回收率>99.99%）

第二級：Aliquat 336萃取鉑（分配系數達10^4）

去污因子：

γ活度從初始10^6 Bq/g降至1 Bq/g以下

法國Orano的La Hague工廠(chǎng)年回收鉑800kg

海綿鉑回收，海綿鉑的制備工藝
海綿鉑的制備方法多樣，主要包括化學(xué)還原法、熱分解法和電化學(xué)法?；瘜W(xué)還原法通常以氯鉑酸（H?PtCl?）或氯鉑酸銨（(NH?)?PtCl?）為原料，在氫氣或還原劑（如甲酸、水合肼）作用下，鉑離子被還原為金屬鉑，并自發(fā)形成多孔結構。熱分解法則通過(guò)高溫煅燒鉑鹽（如氯鉑酸銨），使其分解為鉑和氣體副產(chǎn)物（如HCl、NH?），殘留的孔隙形成海綿狀結構。電化學(xué)法則是通過(guò)電解含鉑溶液，在陰極沉積出多孔鉑層。不同方法所得產(chǎn)品的孔隙率、比表面積和機械強度各異：氫還原法制備的海綿鉑孔隙均勻，但強度較低；熱分解法產(chǎn)品結構更穩定，但可能含有微量雜質(zhì)。工業(yè)上常根據應用需求選擇工藝，例如燃料電池催化劑傾向于高比表面積的化學(xué)還原法海綿鉑。

海綿鉑回收，海綿鉑的化學(xué)特性
海綿鉑繼承了鉑的化學(xué)穩定性：常溫下不溶于單一酸（包括王水），僅在高濃度氧化性酸（如熱濃硝酸）中緩慢腐蝕。其多孔結構大幅增加了表面活性位點(diǎn)，使氧化還原反應速率顯著(zhù)提高。例如，在氫氣氧化反應中，海綿鉑的催化效率是鉑黑的1.5~2倍。此外，孔隙結構使其對氣體（如H?、O?）的吸附能力，1g海綿鉑可吸附高達100mL氫氣（標準狀態(tài)）。但高活性也帶來(lái)副作用：比表面積越大，高溫下越易燒結（>500℃時(shí)孔結構坍塌），且更易受硫、砷等毒化劑影響，需在惰性氣氛中儲存。

海綿鉑回收，海綿鉑的基本定義
海綿鉑是由鉑族金屬精礦經(jīng)化學(xué)加工制成的多孔性金屬聚集體，因其宏觀(guān)形似海綿而得名。根據ISO 1460標準，工業(yè)級海綿鉑指鉑含量≥99.95%的疏松狀金屬物料，堆積密度通常為1.5-3.5 g/cm3（僅為致密鉑的10-15%）。其微觀(guān)結構表現為三維連通的孔隙網(wǎng)絡(luò )，孔徑分布范圍0.1-50 μm，比表面積可達5-20 m2/g。在貴金屬回收領(lǐng)域，海綿鉑既是精煉過(guò)程的中間產(chǎn)物，也可作為催化劑前驅體直接使用。

海綿鉑回收，海綿鉑的熱學(xué)行為
海綿鉑的熱膨脹系數（CTE）約為8~9×10??/°C（接近塊狀鉑），但因多孔結構緩沖，實(shí)際熱應力較低。差示掃描量熱法（DSC）顯示，其在300~500℃會(huì )出現放熱峰，對應表面吸附氧的脫附及晶粒粗化。導熱性能方面，有效導熱系數僅0.5~5W/(m·K)，是優(yōu)良的隔熱材料。高溫（>600℃）下，海綿鉑會(huì )發(fā)生燒結，孔隙率以指數規律下降，比表面積可減少90%以上。為防止此現象，可在使用前預燒結穩定結構，或添加氧化釔（Y?O?）等燒結抑制劑。值得注意的是，海綿鉑的熔點(diǎn)（1772℃）與純鉑一致，但多孔結構會(huì )加速高溫揮發(fā)，真空環(huán)境中需謹慎使用。

海綿鉑回收，海綿鉑的物理特性
海綿鉑的物理性質(zhì)顯著(zhù)區別于致密鉑：其密度為2~8g/cm3（純鉑為21.45g/cm3），導熱系數約20~50W/(m·K)（塊狀鉑為71.6W/(m·K)）。多孔結構使其具備極低的聲速傳播能力（<1000m/s）和特殊的光學(xué)特性，如對可見(jiàn)光的漫反射率>90%。電學(xué)性能方面，盡管鉑本身是良導體，但海綿鉑的電阻率可達10??~10?3Ω·m，比塊狀鉑高2~3個(gè)數量級，這是由孔隙導致的電子傳導路徑曲折化引起。此外，其比表面積通常為10~50m2/g，孔隙體積占總體積的70%~90%，這些參數可通過(guò)BET（Brunauer-Emmett-Teller）法測定。

海綿鉑回收，鉑族金屬回收的等離子體原子化技術(shù)
射頻感應耦合等離子體（ICP）在鉑回收中的創(chuàng )新應用：

原料適應性：

可直接處理含有機物20%的復雜廢料

溫度可達10000K，使所有組分原子化

分級冷凝系統：

級（1800℃）：回收鉑銠合金

第二級（1200℃）：收集鈀銀混合物

純度控制：

氧含量<10ppm（因等離子體還原氛圍）

英國Johnson Matthey實(shí)現99.999%純鉑制備

海綿鉑回收，高溫合金廢料中鉑的回收經(jīng)濟臨界點(diǎn)分析
航空發(fā)動(dòng)機渦輪葉片等含鉑高溫合金（通常含Pt 2%-8%），回收可行性取決于：

品位閾值：當鉑含量＞3%時(shí)，火法富集（電子束熔煉）具有經(jīng)濟性

鎳鈷價(jià)值：副產(chǎn)品鎳（約60%含量）的售價(jià)可抵消30%-40%處理成本
美國ATI采用的"電子束熔煉-酸浸"聯(lián)合工藝，處理含鉑5%的廢合金時(shí)：

能耗：2800kWh/噸（較傳統電弧爐低40%）

鉑回收率：99.1%

綜合收益：較單純銷(xiāo)售廢料增值5-8倍

海綿鉑的回收技術(shù)
海綿鉑回收通常采用濕法冶金流程：1）預處理（機械粉碎→氧化焙燒去除有機物）；2）王水溶解（溫度控制在70-80℃避免生成難溶的氯鉑酸）；3）選擇性沉淀（先用氯化銨沉鉑，再用鋅粉置換殘余貴金屬）。關(guān)鍵挑戰在于孔隙結構會(huì )吸附大量雜質(zhì)離子（如Fe3?、Cu2?），需增加離子交換或溶劑萃取純化步驟。新型回收技術(shù)包括：1）超臨界CO?萃?。兌瓤蛇_99.99%且不破壞海綿結構）；2）生物吸附法（利用重組菌株選擇性富集鉑離子）；3）直接電化學(xué)再活化（針對燃料電池廢催化劑，恢復其ECSA的80%以上）。值得注意的是，回收過(guò)程中約5-15%的鉑會(huì )損失于廢酸和殘渣，需建立閉環(huán)處理系統。