教学中氯化银废渣的回收利用

傅美玲

摘  要：中职学校的实验操作课上经常做沉淀滴定法的实验。实验后的银离子主要以氯化银的形式存在。若实验室自行回收银离子不仅节约成本，而且也减少对环境的污染。通过对比行业中常用的几种氯化银中回收银离子的几种方法的优缺点，结合教学中的需求，选择了氯化银加铁粉置换银法。使银离子得到有效的循环使用，回收率达90%以上，使用率达100%。

关键词：氯化银  循环  铁粉置换法  硝酸银

中图分类号：TF83    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（c）-0239-02

1  氯化银的产生和回收概述

1.1 情况介绍

《分析化学》中沉淀滴定法的应用十分广泛，中职学校的实验操作课上经常做沉淀滴定法的实验。笔者学校化工专业一个年段4个班级，平均每个班级学生为40人。每人完成硝酸银标准溶液测定氯离子含量的实验需要消耗硝酸银8.5g，一学期需消耗1360g硝酸银。实验后的银离子主要以氯化银的形式存在，含银废液对回收企业来说量少，常常不能非常有效地回收银离子。若能实验室自行回收银离子不仅节约成本，而且也减少对环境的污染。

1.2 废液中银离子的存在形式

莫尔法测定生理盐水含量，以硝酸银（AgNO3）为标准溶液，以铬酸钾（K2CrO4）为指示剂。实验原理：

开始时：Ag++Cl-===AgCl↓（白色）

终点时：2Ag++CrO42-===Ag2CrO4↓（砖红色）

废液中银离子主要存在形式有AgCl和Ag2CrO4。

1.3 废液预处理

在含银离子的废液中，加入过量的氯化钠，使Ag2CrO4全部转化为AgCl，沉淀转化完全后，用定量滤纸过滤，滤后用蒸馏水洗涤，洗涤至沉淀中不含游离氯离子和铬酸根离子。洗净后烘干待用。

检测方法：在洗涤沉淀后的蒸馏水中滴加一滴0.05mol/L左右的硝酸银溶液，若溶液澄清说明已无氯离子和铬酸根离子，若溶液出现白色浑浊则说明还有氯离子存在，出现红色浑浊则说明还有铬酸根离子存在，需再次洗涤。

1.4 氯化银的回收

从氯化银中提银的传统工艺主要有3种：氯化银加碳酸钠提银;氯化银加铁粉置换银;氨浸提银、水合肼沉淀银，其提取银的基本原理如下。

（1）氯化银加碳酸钠提银法。

4AgCl+2Na2CO34Ag+4NaCl+2CO2+O2

（2）氯化银加铁粉置换银法。

2AgCl+Fe2Ag+FeCl2

（3）氨浸提银、水合肼沉淀银法。

AgCl+2NH3·H2O[Ag（NH3）2]Cl+2H2O

4[Ag（NH3）2]Cl+N2H4·H2O4Ag+N2+4NH3+4NH4C

l+H2O

目前根据文献中的记载，氯化银加碳酸钠提银法最佳条件是在1100℃～1300℃熔炼下，而且该法的回收率约在75%～80%;氨浸提银、水合肼沉淀银法使用的实验装置价格较高、规模也较大，适用处理量较多的氯化银废渣，而且实验所需试剂水合肼为高毒试剂。因此，结合该校实验室设施设备和学生所学理论知识，氯化银加铁粉置换银法仪器简单，操作简便，所用试剂均无毒，实验教学趣味性很强，易于学生接受。

2  实验研究

2.1 仪器和试剂

仪器：烧杯、电炉、通风橱、烘箱、漏斗、表面皿、蒸发皿。

试剂：铁片、铜片、少量硝酸银溶液、稀硝酸（1：1）、浓盐酸、氯化银废渣。

2.2 实验过程

2.2.1 粗制银粉

（1）还原银粉：称取适量AgCl沉淀放入烧杯中，把铁片埋于AgCl沉淀中，加入适当浓盐酸将沉淀淹盖，盖上表面皿，放置电炉上加热至沸腾，同时用玻璃棒搅拌，至白色AgCl沉淀全变成灰白色的银粉为止。

（2）洗涤银粉：在烧杯中取出残余铁片，用滤纸过滤，再用蒸馏水洗涤，洗至无氯离子。

检测方法：在洗涤沉淀后的蒸馏水中滴加一滴0.05mol/L左右的硝酸银溶液，若溶液澄清说明已无氯离子，若溶液出现白色浑浊则说明还有氯离子存在，需再次洗涤。

（3）烘干银粉：把所得银移至蒸发皿中，置烘箱中加热烘干，即得粗制银粉。

2.2.2 精制银粉

（1）溶解粗银：将粗制银粉放入烧杯中，在通风橱中，往烧杯中加入少量稀硝酸（1∶1）进行溶解，用玻璃棒搅拌加快反应。待反应缓慢时，再加入少量稀硝酸，重复至银粉快要溶完时，置于石棉网上加热，并不断搅拌，使银粉完全溶解。

反应式：Ag+2HNO3===AgNO3+NO2+H2O

注意：反应中有大量二氧化氮（NO2）产生，一定要在通风柜中进行。若不慎吸入迅速脱离现场至空气新鲜处。

（2）提纯粗银：将上面所得硝酸银溶液再用蒸馏水进行稀释（使硝酸银溶液的浓度小于5%），然后加入銅片，静置过夜，以便置换充分进行。待银粉全部沉淀，倾去上层硝酸铜溶液，取出残剩铜片，用滤纸过滤，反复用蒸馏水洗至无铜离子为止，然后将银粉移入蒸发皿中，置烘箱内加热烘干，即得有光泽的纯银粉，含银量可达99.9%以上。

反应式：AgNO3+Cu===Ag+CuNO3

2.2.3 重制硝酸银溶液

将2.2.1制备得的含量在99.9%以上的单质银，用稀硝酸（1∶1）进行溶解（在通风柜中进行），得到的硝酸银溶液稀释至1mol/L左右。用广泛pH试纸检测，用NaHCO3或Na2B4O7·10H2O溶液将溶液pH值控制在6.5～10.5之间。这是由于莫尔法滴定条件需要中性或弱碱性条件下进行。

使用前再将浓硝酸银溶液稀释至所需浓度即可。

2.2.4 实验结果

（1）计算公式：

①回收率%=×100%;

②回收率%=×100%;

③平均回收率%=。

（2）实验数据表（见表1）。

3  结论

（1）减少了重金属污染物的排放，实现了学校实验室自行、主动处理废渣的想法，实现了废渣的循环使用。

（2）通过多次实验测定，可回收90%以上的银离子，大大减少了实验成本。一个班级做完实验后的氯化银废渣进行回收处理后得到硝酸银溶液，再给另一个班级使用，实现了氯化银废渣的循环使用。通过一学期的试验，节约硝酸银固体900g，节约实验成本3600元，最后回收得含量在99%以上单质银210g，创造经济价值1900元。

（3）氯化银加铁粉置换银法的实验原理贴合中职学生的理论知识，同时也可作为《分析化学》课外拓展实验，能增强学生课堂趣味性，提高学生的环保意识，培养学生实验探究的能力。

参考文献

[1] 孙戬.金银冶金[M].北京：冶金工业出版社，1994.

[2] 张家芸.冶金物理化学[M].北京：冶金工业出版社，2009.

[3] 宋裕华，王维国.选矿与冶炼[M].北京：黄金出版社，2013.