铝片包裹氯化银置换法回收银

曹梦竺，王 琪，葛明敏，周全法

（1. 徐州生物工程职业技术学院 生物系，江苏 徐州 221006；

2. 江苏理工学院 江苏省贵金属深加工技术及应用重点建设实验室，江苏 常州 213001）

综合利用

铝片包裹氯化银置换法回收银

曹梦竺1，王 琪2，葛明敏2，周全法2

（1. 徐州生物工程职业技术学院 生物系，江苏 徐州 221006；

2. 江苏理工学院 江苏省贵金属深加工技术及应用重点建设实验室，江苏 常州 213001）

将含银废液中的Ag+转化为AgCl，再用铝片包裹AgCl固体，在Na2CO3溶液中采用置换法回收银。考察了各反应条件对AgCl还原为银的转化率的影响。实验结果表明，适宜的反应条件为：Na2CO3溶液质量分数20%，反应温度40 ℃，反应时间20 h，不搅拌静置反应。在此适宜的反应条件下，AgCl还原为银的转化率为95.32%。

银回收；铝片；置换；氯化银

从含银废弃物中回收银的方法很多，如火法［1］、湿法［2-7］、生物法［8］和电解法［9］等。用活泼金属粉末或颗粒（如锌粉、铁粉等）置换含银废液中的银是最常用的银回收方法，但反应混合物中未反应的活泼金属粉末或颗粒与还原得到的银粉混杂在一起，还需要再用盐酸溶解以除去活泼金属［10］。

本工作先将含银废液中的Ag+转化为AgCl，再用铝片包裹AgCl固体，在碱性环境下采用置换法回收银。探讨了各反应条件对AgCl还原为银粉的转化率的影响，优化了反应条件。

1 实验部分

1.1 试剂、材料和仪器

NaCl、硝酸、盐酸、无水Na2CO3：分析纯。将纯铝片修剪后置于1 mol/L 的盐酸中，待铝片表面有大量气泡产生时取出，用去离子水洗涤，干燥后隔绝空气，备用。

HH-S1型数显恒温水浴锅：金坛市医疗仪器厂；FA1204B型分析天平：上海精密仪器仪表有限公司。

1.2 实验方法

将含银废液置于烧杯中，加入过量的NaCl溶液，充分搅拌，静置，减压过滤，用0.01 mol/L 的稀硝酸洗涤沉淀2～3次，再用约40 ℃的去离子水洗涤至中性，减压过滤，得到近干燥的AgCl固体，测定银含量。

称取一定质量（m，g）的上述AgCl固体，用处理后的铝片包裹并压紧，置于烧杯中。缓慢加入一定质量分数的Na2CO3溶液至浸没AgCl包裹物，在一定的反应温度下或搅拌反应或静置反应一定时间；取出铝片包裹物并打开，用0.01 mol/L的稀盐酸和去离子水分别洗涤铝片表面3次，洗涤液并入反应后混合物中，过滤，滤渣为反应生成的粗银粉和未反应的AgCl。

取1 g滤渣，加入一定量的8 mol/L的硝酸，充分搅拌后，静置，置换反应生成的银粉以Ag+的形式存在于溶液中。过滤，将滤液定容至一定体积（V1，mL）。取一定体积（V2，mL）的上清液，测定银含量。

1.3 分析方法

采用佛尔哈德法［11］测定溶液中的银含量：指示剂为硫酸铁铵饱和溶液，滴定剂为一定浓度（c，mol/L）的硫氰酸铵标准溶液。临近滴定终点时，激烈振荡30 s，粉红色不褪即为滴定终点，消耗硫氰酸铵标准溶液的体积为V3（mL）。

AgCl转化率（r，%）的计算式如下：r = 107.87c V1V3/（1000 m V2）

式中：107.87为银的摩尔质量，g/mol。

2 结果与讨论

2.1 还原金属的选择

用金属还原AgCl的过程是一个电化学反应过程。从电极电势上看，反应体系中加入铁、锌、铝、铜、钴、镉、锑等均可以还原AgCl中的银。相比常用的铁、锌等，铝的还原性更强，其在碱性介质和酸性介质中的氧化还原电极电位分别为-2.33 V和-1.66 V，且铝是一种更常见和易得的廉价金属。故本实验采用铝作为还原金属。

2.2 搅拌对AgCl还原为银粉的转化率的影响

搅拌与否对Na2CO3溶液中AgCl的还原效果有较大的影响。在Na2CO3溶液质量分数为20%、反应温度为40 ℃、反应时间为20 h的条件下，采用电磁搅拌时，AgCl还原为银粉的转化率仅为60%左右；而不采用电磁搅拌时，AgCl还原为银粉的转化率高达95%。这是因为：静置反应能使铝片与AgCl之间更充分地接触，铝失去电子变成离子，AgCl得到电子而析出单质银，单质银又可作为导体，将铝放出的电子传递给周围的AgCl，加快了反应速率；而搅拌会破坏反应中AgCl的紧密性，不利于还原反应中电子的相互传递，不利于AgCl中银的还原，影响转化率。故本实验选择不搅拌的静置反应。

2.3 Na2CO3溶液质量分数对AgCl还原为银粉的转化率的影响

在反应温度为25 ℃、静置反应时间为40 h的条件下，Na2CO3溶液质量分数对AgCl还原为银粉的转化率的影响见图1。

图1 Na2CO3溶液质量分数对AgCl还原为银粉的转化率的影响

由图1可见：随Na2CO3溶液质量分数的增加，AgCl还原为银粉的转化率先增加后降低；当Na2CO3溶液质量分数为20%时，AgCl还原为银粉的转化率最高，达94.24%。这是因为，Na2CO3在水溶液中发生水解反应，随Na2CO3溶液质量分数的增加，溶液的碱性增强，铝转化为AlO2-，在溶液中形成无数个铝-银原电池反应，加速了铝的溶解和银的析出。当Na2CO3溶液质量分数过高时，易产生氢氧化铝沉淀，AgCl还原为银粉的转化率下降。本实验适宜的Na2CO3溶液质量分数为20%。

2.4 静置反应时间对AgCl还原为银粉的转化率的影响

在反应温度为25 ℃、Na2CO3溶液质量分数为20%的条件下，静置反应时间对AgCl还原为银粉的转化率的影响见图2。

由图2可见：随静置反应时间的延长，AgCl还原为银粉的转化率增加；当静置反应时间为20 h时，AgCl还原为银粉的转化率最高，达94.35%；但静置反应时间超过20 h后，AgCl还原为银粉的转化率基本不再变化。这是因为：随静置反应时间的延长，溶液中AlO2-的浓度增加，有利于电化学反应的进行;；但静置反应时间超过20 h后，溶液中AlO2-的浓度保持稳定，且随着铝的溶解，反应后残余的铝片较小，不易分离，增加了粗银粉去除杂质的难度。故本实验适宜的静置反应时间为20 h。

2.5 反应温度对AgCl还原为银粉的转化率的影响

图2 静置反应时间对AgCl还原为银粉的转化率的影响

在静置反应时间为20 h、Na2CO3溶液质量分数为20%的条件下，反应温度对AgCl还原为银粉的转化率的影响见图3。

图3 反应温度对AgCl还原为银粉的转化率的影响

由图3可见：随反应温度的升高，AgCl还原为银粉的转化率逐渐增加；当反应温度为40 ℃时，AgCl还原为银粉的转化率最高，达95.32%。这是因为：反应温度升高，加快了反应速率，有利于水解反应和电化学反应的进行；但反应温度过高时，AgCl会变得疏松，不利于还原反应中的电子传递。故本实验适宜的反应温度为40 ℃。

3 结论

a）先将含银废液中的Ag+转化为AgCl，再用铝片包裹AgCl固体，在Na2CO3溶液中采用置换法回收银。

b）适宜的反应条件为：Na2CO3溶液质量分数20%，反应温度40 ℃，反应时间20 h，不搅拌静置反应。在此适宜的反应条件下，AgCl还原为银粉的转化率为95.32%。

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［10］ 周全法. 金属深加工及其应用［M］. 北京：化学工业出版社，2014：325 - 329.

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（编辑 祖国红）

Recovery of Silver from Silver Chloride Packed with Aluminum Sheet by Replacement Method

Cao Mengzhu1，Wang Qi2，Ge Mingmin2，Zhou Quanfa2
（1. Xuzhou Vocational College of Bioengineering，Xuzhou Jiangsu 221006，China；2. Jiangsu Key Laboratory of Precious Metal Chemistry and Technology，Jiangsu University of Technology，Changzhou Jiangsu 213001，China）

Silver was recovered from the silver-containing waste liquid by transforming Ag+into AgCl，packing the solid AgCl with aluminum sheet，and then reacting in Na2CO3solution by replacement method. The factors affecting the conversion rate of AgCl to Ag were studied. The experimental results show that under the suitable reaction conditions of mass fraction of Na2CO3solution 20%，reaction temperature 40 ℃，reaction time 20 h and without stirring，the conversion rate AgCl to Ag is 95.32%.

silver recovery；aluminum sheet；replacement；silver chloride

X781.1

A

1006 - 1878（2015）03 - 0305 - 03

2015 - 01 - 18；

2015 - 02 - 04。

曹梦竺（1979—），女，山东省单县人，硕士，讲师，电话 13605200291，电邮 2370152267@qq.com。联系人：周全法，电话 13906122039，电邮 zhouquanfa@163.com。

国家科技支撑计划项目（2014BAC03B06）；江苏省科技支撑计划项目（BE2012645）。