教學中氯化銀廢渣的回收利用

傅美玲

摘? 要：中職學校的實驗操作課上經(jīng)常做沉淀滴定法的實驗。實驗后的銀離子主要以氯化銀的形式存在。若實驗室自行回收銀離子不僅節(jié)約成本，而且也減少對環(huán)境的污染。通過對比行業(yè)中常用的幾種氯化銀中回收銀離子的幾種方法的優(yōu)缺點，結合教學中的需求，選擇了氯化銀加鐵粉置換銀法。使銀離子得到有效的循環(huán)使用，回收率達90%以上，使用率達100%。

關鍵詞：氯化銀? 循環(huán)? 鐵粉置換法? 硝酸銀

中圖分類號：TF83 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）09（c）-0239-02

1? 氯化銀的產(chǎn)生和回收概述

1.1 情況介紹

《分析化學》中沉淀滴定法的應用十分廣泛，中職學校的實驗操作課上經(jīng)常做沉淀滴定法的實驗。筆者學校化工專業(yè)一個年段4個班級，平均每個班級學生為40人。每人完成硝酸銀標準溶液測定氯離子含量的實驗需要消耗硝酸銀8.5g，一學期需消耗1360g硝酸銀。實驗后的銀離子主要以氯化銀的形式存在，含銀廢液對回收企業(yè)來說量少，常常不能非常有效地回收銀離子。若能實驗室自行回收銀離子不僅節(jié)約成本，而且也減少對環(huán)境的污染。

1.2 廢液中銀離子的存在形式

莫爾法測定生理鹽水含量，以硝酸銀（AgNO3）為標準溶液，以鉻酸鉀（K2CrO4）為指示劑。實驗原理：

開始時：Ag++Cl-===AgCl↓（白色）

終點時：2Ag++CrO42-===Ag2CrO4↓（磚紅色）

廢液中銀離子主要存在形式有AgCl和Ag2CrO4。

1.3 廢液預處理

在含銀離子的廢液中，加入過量的氯化鈉，使Ag2CrO4全部轉化為AgCl，沉淀轉化完全后，用定量濾紙過濾，濾后用蒸餾水洗滌，洗滌至沉淀中不含游離氯離子和鉻酸根離子。洗凈后烘干待用。

檢測方法：在洗滌沉淀后的蒸餾水中滴加一滴0.05mol/L左右的硝酸銀溶液，若溶液澄清說明已無氯離子和鉻酸根離子，若溶液出現(xiàn)白色渾濁則說明還有氯離子存在，出現(xiàn)紅色渾濁則說明還有鉻酸根離子存在，需再次洗滌。

1.4 氯化銀的回收

從氯化銀中提銀的傳統(tǒng)工藝主要有3種：氯化銀加碳酸鈉提銀;氯化銀加鐵粉置換銀;氨浸提銀、水合肼沉淀銀，其提取銀的基本原理如下。

（1）氯化銀加碳酸鈉提銀法。

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

（2）氯化銀加鐵粉置換銀法。

2AgCl+Fe2Ag+FeCl2

（3）氨浸提銀、水合肼沉淀銀法。

AgCl+2NH3·H2O[Ag（NH3）2]Cl+2H2O

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

l+H2O

目前根據(jù)文獻中的記載，氯化銀加碳酸鈉提銀法最佳條件是在1100℃～1300℃熔煉下，而且該法的回收率約在75%～80%;氨浸提銀、水合肼沉淀銀法使用的實驗裝置價格較高、規(guī)模也較大，適用處理量較多的氯化銀廢渣，而且實驗所需試劑水合肼為高毒試劑。因此，結合該校實驗室設施設備和學生所學理論知識，氯化銀加鐵粉置換銀法儀器簡單，操作簡便，所用試劑均無毒，實驗教學趣味性很強，易于學生接受。

2? 實驗研究

2.1 儀器和試劑

儀器：燒杯、電爐、通風櫥、烘箱、漏斗、表面皿、蒸發(fā)皿。

試劑：鐵片、銅片、少量硝酸銀溶液、稀硝酸（1：1）、濃鹽酸、氯化銀廢渣。

2.2 實驗過程

2.2.1 粗制銀粉

（1）還原銀粉：稱取適量AgCl沉淀放入燒杯中，把鐵片埋于AgCl沉淀中，加入適當濃鹽酸將沉淀淹蓋，蓋上表面皿，放置電爐上加熱至沸騰，同時用玻璃棒攪拌，至白色AgCl沉淀全變成灰白色的銀粉為止。

（2）洗滌銀粉：在燒杯中取出殘余鐵片，用濾紙過濾，再用蒸餾水洗滌，洗至無氯離子。

檢測方法：在洗滌沉淀后的蒸餾水中滴加一滴0.05mol/L左右的硝酸銀溶液，若溶液澄清說明已無氯離子，若溶液出現(xiàn)白色渾濁則說明還有氯離子存在，需再次洗滌。

（3）烘干銀粉：把所得銀移至蒸發(fā)皿中，置烘箱中加熱烘干，即得粗制銀粉。

2.2.2 精制銀粉

（1）溶解粗銀：將粗制銀粉放入燒杯中，在通風櫥中，往燒杯中加入少量稀硝酸（1∶1）進行溶解，用玻璃棒攪拌加快反應。待反應緩慢時，再加入少量稀硝酸，重復至銀粉快要溶完時，置于石棉網(wǎng)上加熱，并不斷攪拌，使銀粉完全溶解。

反應式：Ag+2HNO3===AgNO3+NO2+H2O

注意：反應中有大量二氧化氮（NO2）產(chǎn)生，一定要在通風柜中進行。若不慎吸入迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。

（2）提純粗銀：將上面所得硝酸銀溶液再用蒸餾水進行稀釋（使硝酸銀溶液的濃度小于5%），然后加入銅片，靜置過夜，以便置換充分進行。待銀粉全部沉淀，傾去上層硝酸銅溶液，取出殘剩銅片，用濾紙過濾，反復用蒸餾水洗至無銅離子為止，然后將銀粉移入蒸發(fā)皿中，置烘箱內加熱烘干，即得有光澤的純銀粉，含銀量可達99.9%以上。

反應式：AgNO3+Cu===Ag+CuNO3

2.2.3 重制硝酸銀溶液

將2.2.1制備得的含量在99.9%以上的單質銀，用稀硝酸（1∶1）進行溶解（在通風柜中進行），得到的硝酸銀溶液稀釋至1mol/L左右。用廣泛pH試紙檢測，用NaHCO3或Na2B4O7·10H2O溶液將溶液pH值控制在6.5～10.5之間。這是由于莫爾法滴定條件需要中性或弱堿性條件下進行。

使用前再將濃硝酸銀溶液稀釋至所需濃度即可。

2.2.4 實驗結果

（1）計算公式：

①回收率%=×100%;

②回收率%=×100%;

③平均回收率%=。

（2）實驗數(shù)據(jù)表（見表1）。

3? 結論

（1）減少了重金屬污染物的排放，實現(xiàn)了學校實驗室自行、主動處理廢渣的想法，實現(xiàn)了廢渣的循環(huán)使用。

（2）通過多次實驗測定，可回收90%以上的銀離子，大大減少了實驗成本。一個班級做完實驗后的氯化銀廢渣進行回收處理后得到硝酸銀溶液，再給另一個班級使用，實現(xiàn)了氯化銀廢渣的循環(huán)使用。通過一學期的試驗，節(jié)約硝酸銀固體900g，節(jié)約實驗成本3600元，最后回收得含量在99%以上單質銀210g，創(chuàng)造經(jīng)濟價值1900元。

（3）氯化銀加鐵粉置換銀法的實驗原理貼合中職學生的理論知識，同時也可作為《分析化學》課外拓展實驗，能增強學生課堂趣味性，提高學生的環(huán)保意識，培養(yǎng)學生實驗探究的能力。

參考文獻

[1] 孫戩.金銀冶金[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

[2] 張家蕓.冶金物理化學[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009.

[3] 宋裕華，王維國.選礦與冶煉[M].北京：黃金出版社，2013.