[發明專利]用于從廢催化劑回收鉑族金屬的方法

有效

• 申請號: 201780067296.0
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN110036122B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: I·盧博米爾斯基;V·卡普蘭;I·布朗施泰因
• 申請（專利權）人: 耶達研究及發展有限公司
• 主分類號: C22B3/00
• 分類號: C22B3/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張海濤

一種用于從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法。所述方法包括：將廢催化劑粉碎以獲得包含具有預定粒度的顆粒的催化劑顆粒材料。所述方法包括：在反應區域中在預定溫度下使所述催化劑顆粒材料與固體含氯材料和固體含硅材料接觸達預定時間段，以獲得含揮發性含鉑族金屬的氯化物產物；并且冷卻以使該產物轉化成固相含鉑族金屬的材料。

技術領域

本發明涉及用于分離和回收貴金屬和稀有金屬的冶金技術，具體地涉及從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法。

背景技術

鉑族金屬，例如鉑(Pt)、鈀(Pd)和銠(Rh)，是眾所周知的貴金屬，其在珠寶和裝飾品、電子產品、電話電路、牙科合金等許多工業應用中發揮著重要作用。鉑和鈀也分別長期用作石油或汽車工業中的重整和氫化催化劑。在催化劑中，少量的鉑或鈀包含在大量載體材料中，通常作為負載在氧化鋁、氧化鋯或二氧化硅上的金屬涂層。

含有鉑或鈀的石油或汽車工業催化劑通常在其催化功能惡化時被丟棄。催化時的鈀含量通常在0.4質量％至5.0質量％之間變化。同樣地，鉑、釕和鋨的含量可以在0.1質量％至0.5質量％之間變化。廢催化劑還可包含1.5-2.5質量％的錸和3.0-5.0質量％的釩。由于其天然豐度低、價格高并且在各種工業領域中的需求不斷增長，從各種廢料中回收和精煉鉑族金屬可以是非常有利的。因此，從廢催化劑中有效回收和純化貴金屬具有經濟效益。

廢石油或汽車工業催化劑中的鉑和鈀可通過各種濕法冶金或火法冶金技術回收。濕法冶金處理通常包括粉碎(例如研磨和碾碎)、浸提、過濾和洗滌階段，然后從溶液中提取鈀(膠結或電化學過程)。處理還可包括中和酸性廢液、濾餅和酸性廢氣。

例如，美國專利6,455,018描述了一種從廢催化轉化器中提取貴金屬(例如鉑、鈀和銠)的復雜的非選擇性方法，其通過如下進行：研磨催化劑，用硫酸處理；在150℃和450℃之間煅燒混合物，用氯化物和鹽酸浸提，以獲得貴金屬和任何其它金屬的溶液以及固體殘余物。

基本上，濕法冶金處理有三種工藝路線。第一種路線包括部分地破壞氧化鋁或氧化鋯催化劑載體基材和用氯氣進行高溫氯化。在這種情況下，鈀被完全轉化并且載體基材被部分地轉變成溶液或熔體。例如，可以使用浸提液直接從催化劑載體基材中提取鉑或鈀。同樣地，可以例如在王水或鹽酸中用氧化劑(例如硝酸、氯酸鈉、次氯酸鈉和氯氣)浸提催化劑。

第二種路線包括完全破壞氧化鋁或氧化鋯催化劑載體基材。在該路線中，鈀和氧化鋁被一起轉化成溶液或熔體。該路線基于氧化鋁基材的完全溶解，從而將不溶或微溶的鉑和鈀濃縮到殘余物中。

第三種路線包括在溶液中或金屬捕收劑(collector)中選擇性溶解鈀的方法，其中在不破壞氧化鋁或氧化鋯催化劑基材的情況下進行額外的金屬分離和鈀提取。在這種情況下，鈀完全轉化為溶液或熔體，而氧化鋁保持不溶形式。

用于從催化劑中回收鉑族金屬的常規濕法冶金方法的缺點涉及多階段方法、形成大量廢酸性或堿性溶液。同樣地，這些方法需要相對大量的用于在該方法的膠結階段從溶液中提取鉑族金屬的金屬捕收劑(例如，Zn或Al)，通常為化學計算量的7-8倍。

用于回收鉑族金屬的催化劑的常規火法冶金處理通常包括研磨(粉碎和碾碎)階段和熔煉階段；然后進行金屬分離和從金屬捕收劑中提取鈀(例如通過電化學方法)；以及爐渣處理和酸性廢氣的中和。

廢石油或汽車工業催化劑中的貴金屬也可以通過高溫氯化進行回收。

例如，美國專利3,951,648描述了一種從鈀含量小于5％的廢催化劑中回收鈀的方法。該方法包括在足以使鈀蒸發的溫度下使催化劑與氣態氯化有機化合物接觸，并使氣相冷卻，從而將所形成的氯化鈀衍生物回收。