[發明專利]一種從失效汽車催化劑中回收鉑族金屬的方法

在審

• 申請號: 201710451694.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107400784A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 董海剛;趙家春;保思敏;崔浩;童偉鋒;楊海瓊;吳躍東;王亞雄;吳曉峰
• 申請（專利權）人: 昆明貴金屬研究所
• 主分類號: C22B11/02
• 分類號: C22B11/02;C22B7/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明涉及回收鉑族金屬的方法，一種從失效汽車催化劑中回收鉑族金屬的方法。

背景技術

我國鉑族金屬礦產資源十分貧乏，遠景儲量不到350噸。目前，我國處于經濟快速發展時期，鉑族金屬用量逐年增加，已成為世界鉑族金屬第一消耗大國，2012年我國鉑族金屬年需求量達到140噸左右，約占全球的20％。隨著催化劑使用壽命到達年限以及汽車的報廢，產生大量的失效汽車尾氣凈化催化劑，成為重要的鉑族金屬二次資源。據統計，我國每年更換的廢催化劑中含鉑族金屬25～40噸。因此，開展從失效汽車催化劑中回收鉑族金屬，實現鉑族金屬資源循環利用，是解決我國鉑族金屬礦產資源嚴重不足、供需矛盾突出問題的必然選擇。

目前，從失效汽車催化劑中回收鉑族金屬分為濕法和火法工藝。汽車催化劑多是以堇青石為載體的蜂窩狀催化劑，濕法工藝一般都是將鉑族金屬活性組分溶解，在通過后續精煉回收。此工藝的主要缺點是不溶渣中鉑族金屬含量偏高，鉑族金屬的回收率偏低，尤其是銠的回收率不超過90％，產生大量的廢液嚴重污染環境。火法工藝利用熔融狀態的鉛、銅、鐵、鎳等捕集金屬對鉑族金屬具有特殊的親合力實現鉑族金屬的富集回收。專利ZL201410332716.1公開了供一種采用等離子熔煉技術從失效汽車催化劑中回收貴金屬的方法：物料前期處理；配料、混料；等離子爐對所得物料進行處理，得到貴金屬富集料，富鉑鈀銠總收率大于98％。專利ZL200910094112.7公開了一種從失效汽車催化劑中回收貴金屬的方法：將失效汽車催化劑與還原劑、添加劑及捕集劑混合，于電爐內或在電弧爐內進行熔煉，獲得貴金屬相，選擇性浸出貴金屬相中的賤金屬，即可得到貴金屬富集物，貴金屬富集物精煉產出鉑鈀銠產品。專利ZL 200910094317.5公開了一種從失效汽車催化劑中回收貴金屬的方法：濕法浸出失效汽車催化劑中的貴金屬，浸出液置換獲得貴金屬精礦；火法捕集殘渣中的貴金屬獲得貴金屬相，選擇性浸出其中的賤金屬，即可得到貴金屬精礦，產出鉑鈀銠產品。專利ZL03818803.1、ZL200480006344.8提到將含有鉑族金屬的物料、氧化銅、固體炭、熔劑裝入密閉電爐中在1200～1500℃溫度下熔煉5～10h，鉑族金屬富集在熔融的金屬銅中。火法工藝等離子熔煉、電爐熔煉過程因局部熔煉溫度過高，導致失效汽車催化劑中的一部分二氧化硅被還原為單質硅，與作為捕集金屬鐵/銅形成硅鐵/硅銅合金，最終與鉑族金屬形成新的含硅合金相，此類合金具有極強的抗酸、抗堿性質，后續鉑族金屬分離提純工藝十分困難。

發明內容

本發明的目的是針對現有從失效汽車催化劑中回收鉑族金屬方法存在的問題，提出了一種低溫預還原-感應加熱爐熔煉從失效汽車催化劑中回收鉑族金屬的方法。

為實現上述目的，本發明所采用技術方案如下：

①混合制團：將細磨(-0.074mm)的失效汽車催化劑與金屬氧化物捕集劑(氧化鐵或氧化銅)、還原劑按一定的比例混合后制成團塊(φ10～15mm)；金屬氧化物捕集劑與失效汽車催化劑重量比為2～5；還原劑(煤或焦炭)用量為金屬氧化物捕集劑重量的8～12％；

②預還原：將步驟①所得團塊在電阻爐中進行預還原，還原溫度950～1050℃，還原時間20～40min，使金屬氧化物捕集劑還原為金屬態，還原產物為金屬化團塊；

③熔煉分離：將步驟②所得還原產物與造渣劑(石灰、硼砂用量分別為失效汽車催化劑重量的20～50％、5～10％)混合放入坩堝中，在感應加熱爐中熔煉60～120min，捕集金屬與失效汽車催化劑中的鉑族金屬形成合金，失效汽車催化劑載體與造渣劑形成渣，使合金相與渣相分離，獲得鉑族金屬-捕集金屬合金。