[發明專利]礦相重構從汽車催化劑中提取鉑鈀銠的方法

無效

• 申請號: 200910094112.7
• 申請日: 2009-02-19
• 公開（公告）號: CN101509077A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 汪云華;吳曉峰;童偉鋒;趙家春;昝林寒;范興祥;李柏榆;李楠
• 申請（專利權）人: 昆明貴金屬研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/00
• 代理公司: 昆明今威專利代理有限公司
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及從汽車尾氣催化劑中回收鉑族金屬的方法，具體涉及從包含貴金屬的汽車尾氣催化劑或各種低品位物料中有效回收鉑族金屬的方法。

背景技術

上世紀70年代以后，隨著發達國家對環境保護的日益重視，治理汽車尾氣污染成為改善空氣質量的焦點問題。一些國家相繼對汽車排放尾氣中CH，CO，NO三種有害成分作出立法限制，而治理汽車尾氣的最佳方法是在汽車排放尾氣管中加裝含鉑、鈀、銠的三元催化劑，使尾氣中CH，CO，NO有害成分轉化為無害的CO₂和N₂排放。因此用于汽車尾氣凈化器的鉑、鈀、銠用量不斷增加。據統計，全世界用于汽車催化劑的鉑、鈀、銠用量從1992年的72.7t提高到1996年的120t，2001年競達240.19t，超過總消耗量的50％。汽車催化劑已成為了鉑族金屬最大的應用領域和最重要的二次資源，不僅數量大、價值高，而且鉑族金屬含量比最富的礦體含量高得多，提取流程相對較短，規模也較小。因此，世界上各主要工業發達國家都很重視汽車催化劑回收，汽車催化劑的回收已成為世界性課題。

從汽車催化劑中回收鉑族金屬的現行工業生產方法主要有濕法、加壓氰化法和等離子體熔煉。濕法選用強氧化性的酸、堿或適當的配合劑將廢料全部溶解或部分溶解，然后從溶液或不溶渣中回收貴金屬。處理成本較低，技術可行。但貴金屬回收率低，特別是銠的回收率較低(一般不超過90％)，污染處理費用高，并且很難處理低品位物料。加壓氰化法利用氰化物高溫加壓直接從失效汽車催化劑中選擇性浸出回收鉑族金屬的方法是最近幾年才提出的新工藝，是靠提高反應溫度來加快浸出速度，使常溫常壓下不能氰化的鉑鈀發生氰化反應。氰化法鉑族金屬回收率高，對物料適應性強，無有害廢渣和廢氣排放，廢液易處理。但氰化物屬劇毒物，控制嚴格，管理困難，設備投資大。上述方法雖然簡單并且廣泛應用于汽車尾氣催化劑中貴金屬的回收，但回收貴金屬均不徹底，無論采用何種方法殘渣均含有一定量的貴金屬，低至幾十克噸，高到幾百克噸。等離子體熔煉：等離子體熔煉是在捕集劑存在下，用等離子體熔煉失效汽車催化劑，富集回收鉑族金屬，是20世紀80年代中期才出現的高新技術。優點：等離子體熔煉過程中，由于等離子弧的熱通量高，熔煉過程效率及速率明顯提高，此法用極高的溫度使得載體熔化造渣，溫度可達到2000℃以上。富集比大、流程簡短、生產效率高、無廢水和廢氣污染。缺點：等離子體熔煉法用于處理蜂窩狀堇青石載體汽車催化劑時，存在兩方面的不足：一是堇青石生成的渣黏性大，金屬與渣分離困難；二是在熔煉溫度下，如果存在碳，堇青石中的二氧化硅(至少一部分)被還原為單質硅，與作為鉑族金屬捕集劑添加的鐵生成高硅鐵，硅鐵與鉑族金屬形成新合金相，此合金具有極強的抗酸、抗堿性質，使后續工藝十分困難。另外，由于設備特殊，目前我國尚無大型的是等離子體熔煉設備生產，等離子槍使用壽命短，限制了其實際應用，需進一步研制易替換的輕型等離子槍。此外，還需研究如何利用凝結爐渣層代替耐火材料內襯，以解決因高溫引起的耐火材料磨損問題。

發明內容

本發明是針對現有技術存在的不足和缺陷，提出了一種高效從失效汽車尾氣催化劑中提取鉑鈀銠的方法。使其較現有的工藝具有更好的環境友好性，更高效的貴金屬回收率，且易于實現。

為實現上述目的，從失效汽車尾氣催化劑中提取鉑鈀銠的方法，本發明的技術方案如下：

①將催化劑殘渣與捕集劑及添加劑烘干，粉碎后，混合均勻；

②將混合后的物料放入黏土石墨坩堝中置于電爐內或將混合后的物料電弧爐內，升溫還原，熔融后，恒溫一段時間，貴金屬進入貴金屬相在重力作用下與渣分離；

③.將所得含貴金屬的合金相選擇性浸出其中的賤金屬，獲得貴金屬富集物。

④貴金屬富集物采用濕法冶金技術進行精煉獲得鉑鈀銠產品。

步驟①所述捕集劑為硫化鎳或富含硫化鐵的黃鐵礦，用量為失效催化劑浸出殘渣的10～80％(wt.重量百分比)；所述添加劑為鐵礦、石灰、碳粉及石英砂，添加劑用量為失效催化劑原料的5～200％(wt.重量百分比)。粉碎粒度40-200目。

步驟②所述的冶煉富集的工藝條件為：冶煉溫度1200～1500℃，冶煉時間15～120分鐘。

步驟③所述的貴賤金屬分離采用的酸為硫酸或鹽酸，酸度為2-8N，S∶L＝1∶4～12，反應溫度為室溫～80℃，反應時間30～240分鐘。

步驟③所述賤金屬分離后的賤金屬溶液可制備成硫酸鐵產品。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：