[發明專利]一種Fe-PGMs合金的碎化方法

有效

• 申請號: 201911088825.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110735042B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 張深根;丁云集;溫泉
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明涉及鉑族金屬（PGMs）循環利用技術領域，提供了一種Fe?PGMs合金的碎化方法。本發明所述的碎化方法包括：采用鐵捕集回收鉑族金屬二次資源，經扒渣得到Fe?PGMs合金熔體；水淬法：Fe?PGMs合金熔體澆入冷卻水中，得到合金顆粒；或離心法：Fe?PGMs合金熔體澆鑄到旋轉的水冷銅盤上，得到合金顆粒。本發明無需金屬碎化劑和重熔，降低酸耗，且不產生氫氧化鋁膠體，具有流程短、物耗能耗低、成本低、易于產業化等優點。

技術領域

本發明適用于鉑族金屬的回收技術領域，提供了一種Fe-PGMs合金的碎化方法。

背景技術

PGMs具有高熔點、耐腐蝕性、催化活性高等優異的物化性能，屬戰略金屬。我國PGMs資源對外依存度高達98％以上，從鉑族金屬二次資源提取PGMs是緩解我國資源短缺的重要措施之一。鐵捕集是PGMs綠色回收工藝，該工藝得到Fe-PGMs合金，需進一步分離提取PGMs。從Fe-PGMs合金分離提取PGMs通常采用碎化-酸解工藝。碎化為酸解的預處理環節，將合金破碎成顆粒，增大比表面積，加速酸解。但由于鐵基合金具有較高的韌性和冷變形能力，很難直接破碎。現有Fe-PGMs合金的碎化方法為加入金屬碎化劑，重熔形成脆性的金屬間化合物實現碎化。中國發明專利“貴金屬的碎化溶解方法”(申請號CN90104468.7)公開了在700～1200℃以鋁、鋅或鋁鋅合金為碎化劑與含貴金屬的物料混合熔融、碎化后，用鹽酸溶液酸解，對浸出渣(貴金屬粉未)進行水溶液氯化溶解等工序。含貴金屬的物料與金屬碎化劑重量比為1:5-10。采用金屬碎化劑碎化Fe-PGMs合金，需要進行二次重熔和機械破碎；且在酸解時，酸耗增加，產生氫氧化鋁膠體，降低了PGMs回收率。

發明內容

本發明的目的就是克服現有金屬碎化產生的物耗能耗高、PGMs回收率低等難題，提供了一種Fe-PGMs合金的碎化方法，直接將Fe-PGMs合金熔體通過水淬法和離心法將其冷卻碎化成合金顆粒，無需金屬碎化劑和重熔，降低酸耗，且不產生氫氧化鋁膠體，具有流程短、物耗能耗低、成本低、易于產業化等優點，是一種綠色高效的Fe-PGMs合金的碎化技術。

本發明的技術原理如下：

(1)采用鐵捕集回收鉑族金屬二次資源，在熔融狀態下將PGMs富集并形成Fe-PGMs合金熔體，經扒渣得到Fe-PGMs合金熔體。

(2)采用水淬法，將Fe-PGMs合金熔體澆入水中急冷得到合金顆粒。

(3)采用離心法，將Fe-PGMs合金熔體澆鑄到旋轉的水冷盤上，在離心力作用下分散熔體并快速冷卻得到合金顆粒。

本發明通過如下技術方案實現：

一種Fe-PGMs合金的碎化方法，將Fe-PGMs合金熔體通過水淬法或離心法將其冷卻碎化成合金顆粒，無需金屬碎化劑和重熔，且不產生氫氧化鋁膠體。

進一步的，所述方法具體包括：

S1、采用鐵捕集回收鉑族金屬二次資源，經扒渣得到Fe-PGMs合金熔體；

S2、水淬法：Fe-PGMs合金熔體澆入冷卻水中，得到合金顆粒；或離心法：Fe-PGMs合金熔體澆鑄到旋轉的水冷銅盤上，得到合金顆粒。

進一步的，步驟S1中采用鐵捕集回收鉑族金屬二次資源，在1400-1600℃熔煉0.5-3.0h，經扒渣得到Fe-PGMs合金熔體。

進一步的，步驟S2中所述的水淬法，Fe-PGMs合金熔體在1400-1600℃以流速0.5-15.0ml/s澆入冷卻水中，經水淬得到平均粒徑0.5-2.0mm的Fe-PGMs合金顆粒。

進一步的，步驟S2中所述的離心法，Fe-PGMs合金熔體在1400-1600℃以流速0.5-15.0ml/s澆鑄到線速度5.0-35.0m/s的水冷銅盤上，經離心破碎得到平均粒徑0.1-1.0mm的Fe-PGMs合金顆粒。