[發明專利]一種同時回收貴金屬和制備高純硅的方法

有效

• 申請號: 201710363321.1
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107312931B
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 雷云;馬文會;伍繼君;李紹元;魏奎先
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/00;C01B33/037
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種同時回收貴金屬和制備高純硅的方法，屬于貴金屬資源清潔利用和硅提純技術領域。將待處理貴金屬物料、硅物料和添加劑一起進行熔煉，保溫后得到熔渣和硅基合金；將得到的硅基合金經熱處理，使貴金屬在硅凝固過程中往硅晶界偏析和富集；將熱處理過后的硅基合金研磨成粉末狀；用濕法浸出硅晶界處的非硅物相，使被捕集到硅基合金中的貴金屬轉移到浸出液；將浸出物料進行過濾處理，分別得到固態高純硅粉和含貴金屬的浸出液；將得到的高純硅粉作為硅物料重新循環使用，或送往光伏或電子產品企業作為制備太陽能級硅或電子級硅的原材料。本發明與現有的鐵捕集法和銅捕集法相比，具有無碳排放、低成本、流程短的優點。

技術領域

本發明涉及一種同時回收貴金屬和制備高純硅的方法，屬于貴金屬資源清潔利用和硅提純技術領域。

背景技術

目前回收含貴金屬物料的方法主要有火法和濕法。濕法具有回收工藝簡單、處理成本低和設備簡單等優點，但當處理大量的復雜貴金屬資源如含鉑族金屬的失效汽車催化劑和石油化學工業用載體催化劑時，將面臨酸耗量大、處理時間長和環境污染等問題。

火法捕集復雜資源中的貴金屬是一種國內外的主流方法。雖然火法捕集法的能耗高，但該方法能夠高效地單次處理大量的含貴金屬資源，例如日益增漲的含鉑族金屬失效汽車催化劑和石油化學工業用載體催化劑，具有回收率高、處理時間短和低環境污染的優點。以火法捕集失效汽車催化劑中鉑族金屬為例，目前國內外已申請的知識產權主要以鐵和銅作為捕集劑，主要過程為：將失效汽車催化劑、添加劑、含碳還原劑、鐵氧化物或銅氧化物一起熔煉，碳將鐵氧化物或銅氧化物還原成金屬鐵或金屬銅，金屬鐵或金屬銅將失效汽車催化劑中的鉑族金屬捕集到鐵熔體或銅熔體中。由于鐵的熔點較高，以鐵作為捕集劑時主要是采用等離子熔煉法。該方法具有回收率高及熔煉速度快等優點，但能耗高、設備購置和維護成本比較高。銅的熔點比鐵的熔點低400多度，與鐵捕集法相比，銅捕集法具有熔煉溫度低、生產設備簡單，且作為捕集劑的銅可循環利用等優點。

目前，鐵捕集法的相關技術主要被歐美的貴金屬公司壟斷，而銅捕集法的相關技術被日本的貴金屬公司壟斷。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種同時回收貴金屬和制備高純硅的方法。本發明首次公開了一種全新的以硅作為貴金屬捕集劑的技術，與現有的鐵捕集法和銅捕集法相比，具有無碳排放、低成本、流程短的優點。本發明通過以下技術方案實現。

一種同時回收貴金屬和制備高純硅的方法，其包括以下步驟：

（1）將待處理貴金屬物料、硅物料和添加劑一起進行熔煉，保溫后得到熔渣和硅基合金；

（2）將步驟（1）中得到的硅基合金經熱處理，使貴金屬在硅凝固過程中往硅晶界偏析和富集；

（3）將步驟（2）中熱處理過后的硅基合金研磨成粉末狀；用濕法浸出硅晶界處的非硅物相，使被捕集到硅基合金中的貴金屬轉移到浸出液；

（4）將步驟（3）中浸出物料進行過濾處理，分別得到固態高純硅粉和含貴金屬的浸出液；

（5）將步驟（4）中得到的高純硅粉作為步驟（1）中的硅物料重新循環使用，或送往光伏或電子產品企業作為制備太陽能級硅或電子級硅的原材料。

所述步驟（1）中待處理貴金屬物料主要是指含有至少一種貴金屬元素的物料，包括含鉑族金屬的失效汽車尾氣凈化催化劑或石油化學工業用載體催化劑。

所述步驟（1）中硅物料包括單質硅或以硅為主的硅基合金。