[發明專利]一種金屬載體廢汽車尾氣催化劑回收鉑族金屬的方法

有效

• 申請號: 202110559263.6
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113293301B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 丁云集;張深根
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;北京科技大學順德研究生院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B11/02;C22B11/00;C22B3/34;C22B3/38;B22F9/22
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明涉及鉑族金屬(PGMs)回收技術領域，提供了一種金屬載體廢汽車尾氣催化劑回收鉑族金屬的方法。該方法包括如下步驟：將金屬載體廢汽車尾氣催化劑破碎、剪切成片，然后將片狀廢催化劑堿熔或堿溶選擇性溶解Al₂O₃涂層，實現金屬載體、PGMs和Al₂O₃涂層高效分離，片狀金屬載體清洗后售，PGMs富集物經分離提純得到純度為99.99％以上的Pt、Pd、Rh產品。本發明不需溶解載體實現PGMs的高效回收，具有物耗能耗低、PGMs回收率高、成本低等特點，適合于工業化生產。

技術領域

本發明屬于再生鉑族金屬領域，特別涉及從金屬載體廢汽車尾氣催化劑回收鉑族金屬的方法。

背景技術

汽車尾氣催化劑作為鉑族金屬最大的應用領域之一，每年消耗45％鉑、65％鈀和85％銠。因此，廢汽車尾氣催化劑也是鉑族金屬最重要的二次資源。我國是汽車產量和保有量最大的國家，2020年，我國機動車保有量超過3.5億量，報廢量約1000萬輛，PGMs資源量達到15-20噸，經濟價格超過100億元。

報廢汽車尾氣催化劑回收鉑族金屬的主要方法有等離子熔煉法、火法氯化與揮發法、金屬捕集法、加壓氰化法、活性組分溶解法等。上述方法主要針對堇青石載體的催化劑，技術比較成熟，但并不適用于金屬載體汽車尾氣催化劑。目前，每年約有15萬支的金屬載體失效汽車尾氣催化劑等待處理，鉑族金屬儲量不可忽視。

中國發明專利(申請號：201510285196.8)公開了一種失效金屬載體汽車尾氣催化劑直接高溫熔化，然后通過快速冷卻或霧化噴粉獲得顆粒細小的合金，再加酸選擇性浸出賤金屬，經過過濾和洗滌，獲得鉑族金屬精礦，實現鉑族金屬高效富集。此方法利用金屬載體作為鉑族金屬捕集劑，不需要加任何捕集劑，工藝流程操作簡單，鉑族金屬回收率高，但富集比低，后續賤金屬浸出物耗高，廢水量大，環境負擔重。為不溶解金屬載體，中國發明專利(申請號：201410476555.3) 公開了通過破碎、超聲將鉑族金屬從鐵載體上分離，獲得含鉑族金屬的粉體，再通過高溫焙燒粉體，最后在反應釜中用HCl+Cl₂浸出鉑族金屬。該方法雖然不用溶解鐵載體，但超聲法剝離鉑族金屬效率低，回收率低。

發明內容

針對現有金屬載體廢汽車尾氣催化劑回收過程載體全溶物耗能耗高、超聲- 酸浸回收率低等問題，本發明提拱了一種低成本、高效綠色剝離鉑族金屬的方法，采用堿熔或堿溶溶解金屬載體表層氧化鋁涂層，不溶解金屬載體直接剝離富集鉑族金屬。

本發明采用如下技術方案：

一種金屬載體廢汽車尾氣催化劑回收鉑族金屬的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)破碎、剪切：首先將金屬載體廢汽車尾氣催化劑破碎、剪切成片；

(2)堿熔或堿溶：將片狀廢催化劑與堿混合，將混合物置于爐內堿熔焙燒后水浸；或者不經過焙燒，直接將片狀廢催化劑加入到堿液中溶解浸出；

(3)富集分離：從浸出液中分離不溶的片狀金屬載體，清洗后外售；過濾分離浸出液和PGMs富集物；

(4)提純：PGMs富集物經分離提純得到Pt、Pd、Rh產品。

進一步地，所述步驟(1)中廢汽車尾氣催化劑剪切成1-20cm²的片狀物。

進一步地，所述步驟(2)中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀中的任一種或兩種以上。

進一步地，所述步驟(2)中需要焙燒時，堿熔過程中堿與廢汽車尾氣催化劑質量比為0.5:1-2:1，溫度為600-1000℃，堿熔時間為30-240min。

進一步地，所述步驟(2)中不經過焙燒時，堿溶過程固液比1:3-1:10，溫度為30-95℃，堿溶時間為30-180min。