CN101519725A - 湿-火联合法从汽车催化剂中提取贵金属的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从失效汽车尾气催化剂中回收贵金属的方法。该方法流程为：1.湿法浸出失效汽车尾气催化剂中的贵金属，浸出液置换获得贵金属精矿；2.浸出残渣火法捕集残渣的贵金属获得贵金属相，贵金属相选择性浸出其中的贱金属，即可得到贵金属精矿；3、合并以上两步的贵金属精矿进行精炼产出铂钯铑产品。发明工艺弥补了单纯采用湿法处理失效汽车尾气催化剂导致贵金属回收率低的缺陷，弃渣含铂钯铑小于1g/t，产品纯度99.95％。

Description

湿-火联合法从汽车催化剂中提取贵金属的方法

技术领域

本发明涉及从汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法，具体涉及从包含贵金属的汽车尾气催化剂或各种低品位物料中有效回收铂族金属的方法。

背景技术

国内汽车工业从2000年开始使用贵金属尾气催化剂，2000年装车量约为20万辆，2005年我国轻型汽车产量达520万辆，2006年达到700万辆，发展速度成倍增长。自2006年后，国产汽车均要求安装净化催化剂，据统计，2005～2006年，我国汽车催化剂铂族金属用量达到20～30吨。2007年我国汽车产量超过1000万辆，未来汽车产销量仍将继续增长，铂族金属用量将不断增加。按汽车催化剂8万公里的使用寿命计算，未来几年将迎来汽车尾气净化器报废和更换的高峰期。对此类资源有效回收利用，将具有潜在的经济价值。

从汽车催化剂中回收铂族金属的现行工业生产方法主要有湿法、加压氰化法和等离子体熔炼。

等离子体熔炼是在捕集剂存在下，用等离子体熔炼失效汽车催化剂，富集回收铂族金属，是20世纪80年代中期才出现的高新技术。优点：等离子体熔炼过程中，由于等离子弧的热通量高，熔炼过程效率及速率明显提高，此法用极高的温度使得载体熔化造渣，温度可达到2000℃以上。富集比大、流程简短、生产效率高、无废水和废气污染。缺点：等离子体熔炼法用于处理蜂窝状堇青石载体汽车催化剂时，存在两方面的不足：一是堇青石生成的渣黏性大，金属与渣分离困难；二是在熔炼温度下，如果存在碳，堇青石中的二氧化硅(至少一部分)被还原为单质硅，与作为铂族金属捕集剂添加的铁生成高硅铁，硅铁与铂族金属形成新合金相，此合金具有极强的抗酸、抗碱性质，使后续工艺十分困难。另外，由于设备特殊，目前我国尚无大型的是等离子体熔炼设备生产，等离子枪使用寿命短，限制了其实际应用，需材料内衬，以解决因高温引起的耐火材料磨损问题。

加压氰化法利用氰化物高温加压直接从失效汽车催化剂中选择性浸出回收铂族金属的方法是最近几年才提出的新工艺，是靠提高反应温度来加快浸出速度，使常温常压下不能氰化的铂钯发生氰化反应。氰化法铂族金属回收率高，对物料适应性强，无有害废渣和废气排放，废液易处理。但氰化物属剧毒物，控制严格，管理困难，设备投资大。

湿法选用强氧化性的酸、碱或适当的配合剂将废料全部溶解或部分溶解，然后从溶液或不溶渣中回收贵金属。处理成本较低，技术可行。但贵金属回收率低，特别是铑的回收率较低，并且很难处理低品位物料。上述方法虽然简单并且广泛应用于汽车尾气催化剂中贵金属的回收，但回收贵金属均不彻底，残渣均含有一定量的贵金属，低至几十克吨，高到几百克吨，目前在我国主要采用湿法从失效汽车尾气催化剂中提取贵金属。

发明内容

本发明是针对现有湿法技术存在的不足和缺陷，提出了一种高效从失效汽车尾气催化剂中提取铂钯铑的方法。采用湿-火联合法弥补了单纯采用湿法处理失效汽车尾气催化剂导致贵金属回收率低的缺陷，使其较现有的工艺具有更高效的贵金属回收率，更宽松的操作条件，且易于工业实现。

本发明的技术方案是：

1、用破碎机将失效汽车尾气催化剂进行破碎，然后利用磨粉机进行粉碎，并在破碎和磨粉过程中加喷水或水雾；

2、将失效汽车尾气催化剂粉投放到盐酸溶液中并加入氧化剂浸出其中的贵金属，过滤，将贵金属溶液与浸出残渣分离；

3、将铁粉和锌粉加入到贵金属溶液进行置换，得到贵金属精矿；

4、浸出残渣与捕集剂、造渣剂混合后装入黏土石墨坩埚中置于箱式电阻炉或电弧炉内升温熔炼，熔融后，恒温一段时间，贵金属进入合金相与渣分离；

5、将所得含贵金属的合金相选择性浸出其中的贱金属，获得贵金属精矿；

6、将步骤3和5的贵金属精矿合并进行精炼产出铂钯铑产品。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、由于有火法对其浸出残渣中的贵金属进行进一步的回收，本发明中湿法浸出失效汽车尾气催化剂中的贵金属的工艺条件较为宽松，例如，仅采用湿法回收失效汽车尾气催化剂中的贵金属，浸出前通常到需要对失效汽车尾气催化剂进行焙烧脱碳处理以提高贵金属的浸出率，在本发明中可省去该工艺步骤，简化了流程，降低了生产成本。在中国专利CN1385545A中，为提高贵金属的浸出率，浸出温度≥100℃，在本发明中浸出温度约80℃，温度低可减少溶液蒸发，降低能耗。

2、浸出残渣熔炼工艺采用了新的熔炼配方，能从浸出残渣中高效地捕集贵金属，冶炼渣中贵金属含量小于1g/t，使其较现有的工艺具有更高效的贵金属回收率

3、采用湿-火联合法弥补了单纯采用湿法处理失效汽车尾气催化剂导致贵金属回收率低的缺陷，特别在于我国是一个铂族金属缺乏的国家，高效的贵金属回收有利益资源的节约。

本发明是针对现有技术存在的不足和缺陷，提出了一种高效从失效汽车尾气催化剂中提取铂钯铑的方法。使其较现有的工艺具有更好的环境友好性，更高效的贵金属回收率，且易于实现。

附图说明

图1为本发明实施实例的工艺流程图。

具体实施方式

1、浸出

汽车失效催化剂首先进行破碎，制粉，每次取200g将其加入盐酸溶液中，升温约80℃，通入氯气，搅动浸出，过滤，

浸出结果如下：

2、置换

将浸出液置于烧杯中，先加入铁粉进行置换，再先加入锌粉进行置换，沉淀其中的贵金属，获得贵金属精矿，置换结果如下：

3、熔炼

取汽车失效催化剂浸出残渣，加入捕集剂、造渣剂和还原剂，用混料机混匀后，装入粘土石墨坩埚中，置于高温电阻炉内，于1400℃恒温0.5小时，熔炼完成后取出，冷却至室温，将熔炼好的物料倒出，这时熔体分为贵金属合金和熔炼渣两相，将渣相在制样机中制样，样品送分析检测其中的铂、钯、铑含量。

熔炼捕集实验结果如下：

4、选择性浸出

每次称取贵金属合金100克，配制3.33N的硫酸溶液1200ml，将贵金属合金加到已配制好的硫酸溶液溶液中，室温搅拌5小时，真空抽滤，滤渣洗涤3次，烘干、称重。

贵贱金属分离实验结果如下：

每次称取一次浸出渣10克，将贵金属合金加到已配制好的硫酸溶液中，硫酸浓度为4N，置于恒温水浴锅内，升温至75℃，恒温搅拌7.5小时，真空抽滤，滤渣洗涤4次，烘干、称重，获得贵金属精矿。

贵贱金属分离二次浸出实验结果如下：

Claims (4)

1、一种从失效汽车尾气催化剂中提取贵金属的方法，其特征是该工艺按以下步骤进行：

1)、用破碎机将失效汽车尾气催化剂进行破碎，然后利用磨粉机进行粉碎，并在破碎和磨粉过程中加喷水或水雾；

2)、将失效汽车尾气催化剂粉投放到盐酸溶液中并加入氧化剂浸出其中的贵金属，过滤，将贵金属溶液与浸出残渣分离；

3)、将铁粉和锌粉加入到贵金属溶液进行置换，得到贵金属精矿；

4)、浸出残渣与捕集剂、造渣剂混合后装入黏土石墨坩埚中置于箱式电阻炉或电弧炉内升温熔炼，熔融后，恒温，贵金属进入合金相与渣分离；

5)、将所得含贵金属的合金相选择性浸出其中的贱金属，获得贵金属精矿；

6)、将步骤3)和5)的贵金属精矿合并进行精炼产出铂钯铑产品。

2、根据权利要求1所述的从失效汽车尾气催化剂中提取贵金属的方法，其特征在于步骤2)所述的投放到盐酸溶液中并加入氧化剂浸出其中的贵金属，过滤，是指：加入盐酸溶液中，升温约80℃，通入氯气，搅动浸出和过滤。

3、根据权利要求1所述的从失效汽车尾气催化剂中提取贵金属的方法，其特征在于步骤4)所述的置于箱式电阻炉或电弧炉内升温熔炼，熔融后，恒温一段时间是指：置于高温电阻炉内，于1400℃恒温0.5小时。

4、根据权利要求1所述的从失效汽车尾气催化剂中提取贵金属的方法，其特征在于步骤5)所述的选择性浸出是指：配制浓度为3.33～4N的硫酸溶液，将贵金属合金加到已配制好的硫酸溶液中，置于恒温水浴锅内，升温至30～80℃，恒温搅拌5～7.5小时，真空抽滤，滤渣洗涤2～4次，烘干、称重，获得贵金属精矿。

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