[發明專利]一種同時回收利用切割硅廢料和捕集失效催化劑中稀貴金屬的方法

有效

• 申請號: 202110141888.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112981101B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 雷云;雷敏鵬;馬文會;何勇;楊清源;楊東方
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J23/90
• 分類號: B01J23/90;C22B7/00;C22B59/00;C22B11/02;C22B11/00;C01B33/037
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 張云

本發明涉及一種同時回收利用切割硅廢料和捕集失效催化劑中稀貴金屬的方法，屬于固廢資源利用領域。將硅廢料、含稀貴金屬的失效催化劑、造渣劑和添加劑一起進行還原熔煉，熔煉結束后渣金分離得到含稀貴金屬的硅基合金和廢渣；將得到的含稀貴金屬的硅基合金研磨至小于74微米的粉末，經王水酸洗和過濾后得到硅粉和含稀貴金屬的浸出液；將得到的硅粉經含氟酸液酸洗并過濾后得到高純硅和含貴金屬的濾液；向得到的含稀貴金屬的浸出液經添加氟化物后形成沉淀，過濾后得到稀土金屬氟化物沉淀和含貴金屬的濾液。本發明可以同時處理兩種不同工業固廢，具有明顯的經濟效益和產業化前景。

技術領域

本發明涉及一種同時回收利用切割硅廢料和捕集失效催化劑中稀貴金屬的方法，屬于固廢資源利用領域。

背景技術

隨著石油、煤炭等傳統的不可再生能源的日漸枯竭和清潔生產的環保理念，清潔可再生的太陽能資源廣泛受到國際上諸多國家和研究人員的關注。我國作為太陽能資源利用大國，自2013年起，我國光伏產業的太陽能電池的裝機容量持續位居全球第一，而生產太陽能電池重要組件的原材料是高純度的太陽能級硅（99.9999%），高純度的太陽能級硅可以由低純度的冶金級硅（99%）經過火法或者濕法技術提純獲取，這也是目前制備太陽能級硅的主要途徑。太陽能電池組件的制備過程是將太陽能級硅棒或者硅錠經過切割成硅片后再進行處理使用。目前的切割方法主要有金剛線切割法和砂漿切割法，與砂漿切割法相比，金剛線切割法因其更高效、切割過程中硅損耗更低而占據市場份額越來越大。采用金剛線切割法切割硅棒時，切割線的直徑大約等于所切得硅片的厚度，因此切割過程中將近35%-40%的晶硅會被切成微米級硅粉，成為切割硅廢料。隨著光伏產業的快速發展，產生了越來越多的硅粉廢料，僅中國每年切割硅廢料就達到了24萬噸。硅晶體在切割過程中會帶入大量雜質，如：冷卻液中會帶入的碳、氧元素，硅錠的固定底座被切割會帶入鋁元素等，這些混入的雜質總量達到了14%且難以去除。因此，如何高效地回收晶體硅切割廢料是目前所面臨的難題。

鉑族金屬主要是應用于工業中制備催化劑，例如汽車尾氣凈化催化劑和石油化工用催化劑。由于鉑族金屬對汽車尾氣的凈化具有特殊的催化能力，每年超過60%的鉑、鈀、銠都用于生產汽車尾氣凈化催化劑，而鉑族金屬資源儲量非常有限，盡管很多機構都在研究新型催化劑來取代或減少鉑族金屬的使用，但隨汽車數量的增加和環保標準的提高，對鉑族金屬的需求還在進一步增長。2020年，我國汽車保有量可達2.81億輛，隨著裝有尾氣凈化裝置的汽車開始大量進入報廢期，預計2025年后我國每年將會產生2200萬件失效汽車尾氣凈化催化劑。由于鉑族金屬資源稀少，價格昂貴，從失效汽車尾氣凈化催化劑中回收稀貴金屬意義重大且得到各國政府的重視。另外，失效汽車尾氣凈化催化劑中還含有少量的、目前尚未得到有效方法回收的稀有金屬。針對鉑族金屬和稀有金屬的現狀，對回收失效汽車尾氣凈化催化劑中的鉑族金屬和稀有金屬的技術提出了更高的要求。除汽車尾氣凈化催化劑外，鉑族金屬也用于制造失效石油化學工業用催化劑，例如以氧化鋁為載體的含鉑族金屬的催化劑，如何采用火-濕法聯合技術從失效石油化工催化劑中回收鉑族金屬也是目前面臨的資源回收的問題之一。因此，如果有一種方法能從失效催化劑中有效的回收利用鉑族金屬和稀有金屬資源，將有利于稀貴金屬金屬資源的循環利用和環境的可持續發展。