銀回收方法和由此制備的銀產(chǎn)物的制作方法
【專利說(shuō)明】銀回收方法和由此制備的銀產(chǎn)物
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2012年8月31日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/695，777的優(yōu)先權(quán)益處，本文以該申請(qǐng)為基礎(chǔ)，且該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用納入本文，就如同全部在下文所述。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明總體涉及從溶液去除銀物質(zhì)的方法。具體來(lái)說(shuō)，本文所述的各種實(shí)施方式涉及從溶液沉淀銀物質(zhì)以制備金屬（即單質(zhì)）銀的方法，以及涉及由此制備的金屬銀。
背景
[0003]因?yàn)殂y的優(yōu)異性質(zhì)（例如，高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率、可鍛性、延展性和耐腐蝕性），銀廣泛用于工業(yè)目的。例如，銀或銀化合物的通常應(yīng)用或者包括它們的產(chǎn)物包括感光材料、電鍍、電子導(dǎo)體、牙科合金、釬料和釬焊合金、油漆、珠寶、硬幣、鏡子生產(chǎn)、抗菌藥物和水凈化。
[0004]因?yàn)閼?yīng)用這么廣泛，不僅大量消耗金屬銀，還產(chǎn)生大量的含銀廢水。銀和其它金屬的排放同時(shí)是政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)和在制造工藝中使用銀的工業(yè)關(guān)心的問(wèn)題。實(shí)際上，銀是受管制的材料。結(jié)果，排放進(jìn)入正常的工業(yè)廢水系統(tǒng)等的流中存在的銀的量存在極限。此外，因?yàn)殂y的稀缺性，銀原材料的供應(yīng)正在減少，而工業(yè)中對(duì)銀的需求仍然在增加。因此，從工業(yè)廢水中回收銀對(duì)于水資源保護(hù)和銀再生都是有利的。
[0005]到目前為止，開(kāi)發(fā)了許多方法來(lái)從工業(yè)廢水回收銀，包括化學(xué)還原、膜過(guò)濾、離子交換吸收和電化學(xué)方法。在實(shí)際應(yīng)用中，這些方法各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和不足。例如，基于化學(xué)還原的現(xiàn)有方法提供簡(jiǎn)單、低制造成本、快速反應(yīng)時(shí)間和有效地放大效率/易于大規(guī)模廢水處理。在另一方面，用于這種方法的還原劑常常是有毒的和/或致癌的，且當(dāng)大量實(shí)施時(shí)可導(dǎo)致安全和健康問(wèn)題。
[0006]因此，仍然需要可用于從工業(yè)廢水中回收銀的改善的技術(shù)。如果這些方法提供極小的健康和安全影響同時(shí)保持或改善現(xiàn)有銀回收技術(shù)的積極特征，將是特別有利的。本發(fā)明正是涉及提供這種技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文所述的是從加工廢物流中回收金屬銀的各種方法，以及從其回收的銀顆粒。
[0008]一種用于處理含銀的溶液的方法涉及提供含銀的水溶液，其包括陽(yáng)離子銀物質(zhì)；在含銀的水溶液中設(shè)置有機(jī)酸和緩沖劑以形成反應(yīng)溶液，其包括一濃度的有機(jī)酸、一濃度的緩沖劑和一濃度的陽(yáng)離子銀物質(zhì)，其中有機(jī)酸的濃度摩爾相等于陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度，或者有機(jī)酸的濃度按化學(xué)計(jì)量相對(duì)于陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度是過(guò)量的；和產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物，其包括金屬銀，由此降低在反應(yīng)溶液中的陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度。
[0009]可根據(jù)就在上文所述類型的方法的一種或更多種實(shí)施方式制備一種金屬銀產(chǎn)物。
[0010]另一種用于處理含銀的溶液的方法涉及提供含銀的水溶液，其包括陽(yáng)離子銀物質(zhì)；在含銀的水溶液中設(shè)置抗壞血酸以及含磷酸氫二鈉和檸檬酸的緩沖劑以形成反應(yīng)溶液，其包括一濃度的抗壞血酸、一濃度的緩沖劑和一濃度的陽(yáng)離子銀物質(zhì)，其中抗壞血酸的濃度摩爾相等于陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度，或者抗壞血酸的濃度按化學(xué)計(jì)量相對(duì)于陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度是過(guò)量的；產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物，其包括金屬銀，由此將陽(yáng)離子銀物質(zhì)在反應(yīng)溶液中的濃度降低到小于或等于約百萬(wàn)分之5份；和將金屬銀與剩余部分的所述反應(yīng)產(chǎn)物和所述反應(yīng)溶液分離。
[0011]可根據(jù)就在上文所述類型的方法的一種或更多種實(shí)施方式制備另一種金屬銀產(chǎn)物，從而金屬銀產(chǎn)物包括小于百萬(wàn)分之20份的非銀金屬和小于或等于約I微米的平均粒度。
[0012]應(yīng)理解，前面的
【發(fā)明內(nèi)容】
和以下的詳細(xì)描述介紹了各種實(shí)施方式，用來(lái)提供理解要求保護(hù)的主題的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。包括的附圖提供了對(duì)各種實(shí)施方式的進(jìn)一步的理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖以圖示形式說(shuō)明了本文所述的各種實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用來(lái)解釋要求保護(hù)的主題的原理和操作。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是根據(jù)實(shí)施例1回收的銀產(chǎn)物的粉末X射線衍射圖譜。
[0014]圖2是根據(jù)實(shí)施例2回收的銀產(chǎn)物的粉末X射線衍射圖譜。
[0015]圖3是根據(jù)實(shí)施例3回收的銀產(chǎn)物的粉末X射線衍射圖譜。
[0016]從以下詳細(xì)描述、附圖和所附權(quán)利要求書(shū)能明顯地看出本發(fā)明的上述及其他方面、優(yōu)點(diǎn)和顯著特征。
發(fā)明詳述
[0017]現(xiàn)在參考附圖，其中在所有的幾個(gè)視圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的零件，下面將詳細(xì)描述示例實(shí)施方式。在本說(shuō)明書(shū)全文中，各種組件可確定具有具體的數(shù)值或參數(shù)。但是，提供這些項(xiàng)目只是作為本發(fā)明的示例。實(shí)際上，示例性實(shí)施方式?jīng)]有限制各種方面和概念，因?yàn)榭蓪?shí)施許多可比擬的參數(shù)、尺寸、范圍和/或值。類似地，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“伯”、“仲”、“頂部”、“底部”、“遠(yuǎn)端”、“近端”等不表示任何順序、數(shù)量或重要程度，僅用來(lái)將一種元素與另一種進(jìn)行區(qū)分。此外，術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”、“一種”和“該”并不表示數(shù)量的限制，而是表示存在“至少一個(gè)”所述項(xiàng)目。
[0018]本文所述的方法總體基于在穩(wěn)定的pH條件下使用有機(jī)酸，來(lái)同時(shí)降低溶液中陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度和制備金屬(即，單質(zhì))銀。這些方法優(yōu)選地提供快速的銀還原和從溶液的沉淀，而無(wú)需連續(xù)地調(diào)節(jié)PH水平用于優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)。
[0019]這些方法總體包括下述步驟:提供含銀的水溶液，其包括陽(yáng)離子銀物質(zhì)；然后形成反應(yīng)溶液，其包括有機(jī)酸、緩沖劑和陽(yáng)離子銀物質(zhì)；以及通過(guò)降低反應(yīng)溶液中陽(yáng)離子銀物質(zhì)的濃度產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)物，其包括金屬銀。在這些方法中，有機(jī)酸用作還原劑，借助它將陽(yáng)離子銀物質(zhì)還原到金屬或單質(zhì)狀態(tài)，緩沖劑用于在整個(gè)過(guò)程中保持穩(wěn)定的pH范圍。
[0020]一般地，通過(guò)產(chǎn)生含銀的廢水的獨(dú)立過(guò)程來(lái)提供含銀的水溶液。例如，這可包括在電子工業(yè)中的銀電鍍工藝，其中用銀電鍍金屬表面。在表面清洗、淋洗、銀剝離之時(shí)以及從消耗的電鍍電解質(zhì)產(chǎn)生含銀的廢水溶液。在另一實(shí)施例中，在照相平版印刷或成像工業(yè)中處理感光材料、工業(yè)X-射線或以下X-射線時(shí)產(chǎn)生含銀的廢水溶液。還在另一實(shí)施例中，當(dāng)清洗、淋洗或以其它方式加工經(jīng)歷銀離子交換過(guò)程以賦予表面抗菌性質(zhì)的玻璃或其它材料表面時(shí)產(chǎn)生含銀的廢水溶液。
[0021]不管使用何種方法來(lái)制備溶液，其中具有溶解的陽(yáng)離子銀物質(zhì)的任何水性溶液都可根據(jù)本文所述的方法來(lái)處理。即含銀的水溶液不限于特定的組合物，因?yàn)楸疚乃龅姆椒▽娜我獠煌娜芤航M合物形成金屬銀。例如，含銀的水溶液可包括兩元銀鹽（如硝酸銀、亞硝酸銀、硫酸銀、磷酸銀、鹵化銀等），包括陽(yáng)離子銀物質(zhì)和不同的陽(yáng)離子物質(zhì)的三元或多元鹽，它們的混合，或者包括一個(gè)或多個(gè)上述含銀鹽和非含銀鹽的組合。
[0022]一般地，形成反應(yīng)溶液涉及在含銀的水溶液中設(shè)置有機(jī)酸和緩沖劑。例如，這可通過(guò)組合或混合有機(jī)酸的顆?；蛉芤号c緩沖劑的顆?；蛉芤翰⑦@種組合直接設(shè)置進(jìn)入含銀的水溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)依次（以任何順序）將有機(jī)酸的顆?；蛉芤汉途彌_劑的顆?；蛉芤涸O(shè)置進(jìn)入含銀的水溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)組合第一量的其中設(shè)置有有機(jī)酸的顆?；蛉芤旱暮y的水溶液以及第二量的其中設(shè)置有緩沖劑的顆?；蛉芤旱暮y的水溶液來(lái)實(shí)現(xiàn)等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不偏離本文所述的方法時(shí)，可使用其它用于形成反應(yīng)溶液的技術(shù)。當(dāng)形成時(shí)，反應(yīng)溶液將具有初始濃度的有機(jī)酸、初始濃度的緩沖劑和初始濃度的陽(yáng)離子銀物質(zhì)。
[0023]有機(jī)酸的選擇不限于特定的組合物，因?yàn)楸疚乃龅姆椒▽娜我獠煌牟牧线x擇形成金屬銀。對(duì)有機(jī)酸的唯一要求是它溶于含銀的水溶液。例如，有機(jī)酸可為乳酸、檸檬酸、草酸、抗壞血酸、富馬酸、順丁烯二酸等，或其混合物。
[0024]類似地，緩沖劑的選擇不限于特定的組合物，因?yàn)楸疚乃龅姆椒▽娜我獠煌牟牧线x擇形成金屬銀。對(duì)緩沖劑