[發(fā)明專利]一種從廢催化劑中回收鉑族金屬的捕集劑及其應用

有效

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• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113802015B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 王帥;郭宇峰;楊凌志;陳鳳;景建發(fā);楊壯;姜穎
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B11/02
• 分類號: C22B11/02;C22B7/00
• 代理公司: 湖南科云知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 43253
• 代理人: 何方

本發(fā)明公開了一種從廢催化劑中回收鉑族金屬的捕集劑及其應用，屬于鉑族金屬循環(huán)回收利用領域，本發(fā)明所述的捕集劑包含銅、錫和鎳，按照銅錫鎳合金組成范圍Cu：Sn：Ni摩爾比為(10～70)：(30～80)：(0～10)配制，本發(fā)明利用銅與錫、鎳可形成熔化溫度為600～900℃的合金相，提高鉑族金屬回收率；本發(fā)明提出的捕集劑具有熔煉溫度低(1000～1200℃)、設備要求低、能耗低、成本低等優(yōu)點，有利于工業(yè)化應用。本發(fā)明銅為以工業(yè)化應用中常用的捕集劑、錫、鎳也為優(yōu)良捕集劑，三種合金元素協(xié)同作用，所得鉑族金屬回收率大于99.5％。

技術領域

本發(fā)明屬于鉑族金屬循環(huán)回收利用領域，涉及一種從廢催化劑中回收鉑族金屬的捕集劑及其應用。

背景技術

鉑族金屬具有高穩(wěn)定性、耐高溫和催化活性好等優(yōu)異的理化性能，廣泛用于汽車、石油、化工、航空航天等領域。但我國鉑族金屬儲量少，用量大，對外依存度高，供需矛盾十分突出。如何實現(xiàn)從廢催化劑中高效回收鉑族金屬是急需解決的關鍵技術。

目前，對于廢催化劑鉑族金屬回收方法包括濕法、火法，其中主要以濕法溶解為主，即在酸性環(huán)境中通過各種氧化劑溶解鉑族金屬，實現(xiàn)鉑族金屬與載體分離的效果。但是濕法工藝產(chǎn)生大量的廢水，且溶解鉑族金屬過程易產(chǎn)生有毒氣體，環(huán)境污染嚴重。

火法熔煉富集方法具有處理量大，回收效率高等優(yōu)點，已成為研究的熱點。中國發(fā)明專利(CN201510797358.6)公開了以鎳锍為捕集劑，氧化鈣、二氧化硅為造渣劑，在1400-1450℃熔融捕集廢催化劑中的鉑族金屬，其中鎳為有毒重金屬且熔煉過程產(chǎn)生SO₂氣體。

中國發(fā)明專利(CN201710856842.0)公開了一種微波加熱熔融捕集鈾族金屬的方法，以Ni₃S₂為捕集劑，添加硼砂、碳酸納、碳酸氫納、氫氧化納、過氧化納、甲基纖維素中的至少一種造渣，在1050-1200℃微波捕集廢催化劑中的鉑族金屬，該方法具有熔煉溫度低、捕集率高的優(yōu)點，但捕集過程產(chǎn)生SO₂為有毒氣體，具有一定的環(huán)境風險。

中國發(fā)明專利(CN201811156196.8)公開了一種廢棄線路板與汽車尾氣廢催化劑協(xié)同資源化的方法，本質是采用銅捕集廢催化劑中的鉑族金屬，回收率超過98％，存在重金屬污染嚴重以及二噁英排放的危險。

中國發(fā)明專利(CN201911145745.6)公開了一種從VOCs廢催化劑中回收鉑族金屬的方法，具體以FeS₂為捕集劑，通過添加氧化鈣、碳酸鈉、氟化鈣、硼砂等為造渣劑，熔煉溫度1000-1700℃，鉑族金屬捕集效果好，但存在產(chǎn)生SO₂氣體，渣量大等缺點。

中國發(fā)明專利(CN103014352A)公開了一種從氧化鋁載體石化催化劑中熔煉提取鉑族金屬的方法，以鐵、銅為捕集劑，鈉鹽為造渣劑，在1100-1450℃捕集氧化鋁載體石化催化劑中鉑族金屬，該專利雖能避免硅鐵合金生成，但鈉鹽對冶煉爐襯侵蝕嚴重，且捕集效果有待考證。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中氧化鋁基廢催化劑回收鉑族金屬濕法存在試劑消耗大、廢水難處理及火法熔煉中鎳鉛捕集法存在的重金屬污染、高溫鐵捕集法存在的溫度高、能耗高的技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種從廢催化劑中回收鉑族金屬的捕集劑及其應用，利用該捕集劑從廢催化劑中低溫熔煉回收鉑族金屬，降低冶煉操作難度和能耗，實現(xiàn)鉑族金屬的綠色、低成本、渣量少和鉑族金屬高回收率。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：一種從廢催化劑中低溫熔煉回收鉑族金屬的捕集劑，所述的捕集劑包含銅、錫和鎳，按照銅錫鎳合金組成范圍為Cu：Sn：Ni摩爾比為(10～70)：(30～80)：(0～10)配制。

進一步，所述的銅為銅粉、氧化銅、銅精礦中的一種或多種；所述的錫為錫粉、氧化錫、錫精礦中的一種或多種；所述的鎳為鎳粉、氧化鎳、鎳精礦中的一種或多種。