[發(fā)明專(zhuān)利]一種汽車(chē)尾氣催化劑貴金屬回收的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410677816.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104480312A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘德安;張深根;劉波;郭斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C22B7/00
• 分類(lèi)號(hào): C22B7/00;C22B11/00
• 代理公司: 北京市廣友專(zhuān)利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及資源回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種汽車(chē)尾氣催化劑貴金屬回收的方法。

背景技術(shù)

20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，治理汽車(chē)排氣污染成為改善空氣質(zhì)量的焦點(diǎn)。不少國(guó)家相繼立法，限制汽車(chē)排氣中CH_n、CO、NO等有害成分的含量。90年代以來(lái)，美國(guó)、歐洲和日本等對(duì)尾氣排放凈化力度的要求不斷提高，廠家為確保凈化效果，催化劑中鉑族金屬的含量相繼提高。我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，生產(chǎn)迅速發(fā)展、生活水平顯著提高，汽車(chē)開(kāi)始大量進(jìn)入家庭；汽車(chē)工業(yè)用鉑、鈀、銠的回收需求也日益迫切。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1975～2008年存留于汽車(chē)排氣凈化器中的鉑族金屬累計(jì)為：Pt?1621.8t，Pd?1749.2t，Rh1324.4t，合計(jì)3695.4t，占同期累計(jì)礦產(chǎn)量的37.4％，約為近年來(lái)礦產(chǎn)鉑族金屬年產(chǎn)量的7倍多。因此，汽車(chē)排氣凈化器(汽車(chē)催化劑)已當(dāng)之無(wú)愧地被稱為：“運(yùn)動(dòng)著的鉑族金屬礦山”、“可循環(huán)再生的鉑礦”。截至2008年，已從中累計(jì)回收Pt?214.5t、Pd?168.8t、Rh?40.6t，分別占汽車(chē)?yán)塾?jì)用量的11.7％、8.8％、11.1％；相應(yīng)礦產(chǎn)量的4.8％、3.35％、10.5％。2013年我國(guó)汽車(chē)保有量1.37億輛，報(bào)廢量超過(guò)200萬(wàn)輛并呈急劇增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，我國(guó)報(bào)廢汽車(chē)資源綜合利用市場(chǎng)巨大、前景廣闊，因此，對(duì)汽車(chē)催化劑的大規(guī)模回收已成當(dāng)務(wù)之急。

目前對(duì)汽車(chē)尾氣催化劑的回收主要采用濕法工藝和火法工藝。國(guó)內(nèi)較早從事汽車(chē)尾氣催化劑回收業(yè)務(wù)的昆明貴金屬研究所，采用常壓水溶液氯化法溶解鉑族金屬。由于不溶渣中鉑族金屬含量偏高，鉑族金屬回收率較低，不溶渣需要反復(fù)處理，十分繁瑣。為了彌補(bǔ)常壓水溶液氯化法的不足，研究人員提出了加壓化學(xué)溶解方法，為了提高鉑族金屬的溶解率，通常需要在高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行浸出，而且考慮高溫對(duì)設(shè)備的腐蝕性，通常選用加壓氰化法進(jìn)行浸出，雖然鉑族金屬回收率有所提高，但是要大量使用劇毒氰化物，可能帶來(lái)較大的危險(xiǎn)及危險(xiǎn)廢液處置問(wèn)題。針對(duì)濕法回收汽車(chē)尾氣催化劑存在的諸多問(wèn)題，很多研究人員提出了火法工藝富集催化劑中的鉑族金屬。火法工藝?yán)萌廴跔顟B(tài)的鉛、銅、鐵、鎳等捕集金屬或利用硫化銅、硫化鎳、硫化鐵對(duì)鉑族金屬具有特殊的親和力實(shí)現(xiàn)鉑族金屬的轉(zhuǎn)移和富集。其中鉛捕集在我國(guó)湖南永興的小作坊得到大規(guī)模使用，但該方法對(duì)銠的回收效果不佳，且存在鉛容易揮發(fā)，易形成二次污染。鐵捕集、銅捕集和鎳捕集都需要較高溫度，一般在等離子體電弧熔煉爐或密封的電弧爐中進(jìn)行，對(duì)裝備要求高，且處理量小。

目前對(duì)汽車(chē)尾氣催化劑的回收的研究主要集中在貴金屬回收率提高上，很少考慮到失效催化劑使用過(guò)程、回收過(guò)程中油污和剩碳對(duì)貴金屬回收的影響，對(duì)于回收尾液的處置也少有考慮。因此，現(xiàn)有的許多回收方法，除了貴金屬回收率不高等局限，還存在嚴(yán)重的二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種汽車(chē)尾氣催化劑貴金屬回收的方法，來(lái)解決汽車(chē)尾氣催化劑油污和剩碳對(duì)貴金屬回收的影響、貴金屬回收率低、尾液無(wú)法循環(huán)等問(wèn)題，提出除油脫碳的預(yù)處理方式，消除污油和剩碳對(duì)貴金屬的吸附作用；提出一段酸浸、兩次氯化和堿轉(zhuǎn)工藝相結(jié)合，強(qiáng)化貴金屬的浸出；提出尾液再生利用的思想，杜絕尾液的處置和二次污染；全套解決汽車(chē)尾氣催化劑的貴金屬回收和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。

該方法的具體工藝步驟如下：

(1)將汽車(chē)尾氣催化劑置入除油脫碳裝置中進(jìn)行除油脫碳，具體為：裝有汽車(chē)尾氣催化劑的油脫碳裝置首先升溫至110～200℃，抽真空至氣壓不高于250Pa，保溫30～60分鐘，進(jìn)行除油處理，然后將除油脫碳裝置升溫至450～650℃，充入純氧，保溫10～30分鐘，進(jìn)行脫碳處理；

(2)將除油脫碳后的物料細(xì)磨至-80目；

(3)將細(xì)磨后的粉料在濃度為150～250Kg/m³的98％工業(yè)濃硫酸溶液中進(jìn)行酸浸，液固比為3：1～5：1，酸浸溫度為50～90℃，酸浸時(shí)間為0.5～2小時(shí)，酸浸過(guò)濾得到酸浸液和酸浸渣；

(4)酸浸渣在氯化鈉、氯酸鈉和硫酸的溶液中進(jìn)行一次氯化得到一次氯化渣和一次氯化液，其中氯化鈉濃度為60～150Kg/m³，氯酸鈉濃度為30～80Kg/m³，硫酸濃度為150～250Kg/m³，液固比為3：1～5：1，一次氯化溫度為60～90℃，一次氯化時(shí)間為0.5～3小時(shí)；