CN104831073A - 一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺 - Google Patents

Abstract

一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺，其特征在于：所述的从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺如下：先进行预处理，后进行富集，之后进行除杂，除杂后分离精炼，获得相关铂钯铑的产品；其积极效果是：从预处理到富集到铂钯铑的分离精炼和产品产出，整个流程环境保护好，工艺衔接性佳，流程简单，铂钯铑分离提纯效率高，过程中铂直收率≧91%，钯直收率≧95%。

Description

一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺

技术领域

本发明属于金属材料提取技术领域，尤其涉及从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺。

背景技术

铂、钯、铑3个元素（以下简称铂族金属）因其具有独特的物理化学特性，在航空、航天、航海、导弹、火箭、原子能、微电子技术、化学化工、石油化工、玻璃纤维、废气净化以及冶金工业各个领域有着广泛的应用，已成为现代工业、军工及高新技术产业重要材料，有“现代工业维他命”之称。

近年来，我国铂族金属消费量持续快速增长，由以前的几吨增加到目前的几十吨。然而我国铂族金属矿产资源严重匮乏，长期处于需靠进口满足需求的状态。随着我国经济科技的发展，我国对铂族金属的需求量和进口量仍将持续上升。数量庞大的铂族金属产品在使用和失效后，将产生大量的铂族金属二次资源，从这些二次资源中回收铂族金属，对弥补我国铂族金属矿产资源的严重不足具有十分重要的战略意义。

汽车失效催化剂是重要的铂族金属二次资源，据报导，2014年或已产生失效汽车催化剂5000吨，铂钯铑含量超过6吨，如何有效回收其中的铂族金属得到了业内人士的广泛关注。

传统工艺主要方法是对原料工艺氯化浸出，获得浸出渣铂钯铑的含量约100-300g/t ，浸出渣再通过湿法或火法工艺，进一步提取其中的铂族金属。获得的铂钯铑混合液，可采用硫醚30%S201+20%二乙基苯+50%正十二烷油萃取剂萃取Pd，反萃液精炼后最终还原成海绵钯，TBP萃取Pt，反萃液精炼后获得海绵铂，最后得到的不含铂钯的铑溶液除杂提纯后加工成相关产品。该工艺路线已经较为成熟，能有效从失效汽车催化剂中提取铂钯铑和实现铂钯铑分离，直收率、回收率和产品纯度都能达到良好效果，但存在着铂族金属一次回收率低、提取过程工序多、萃取和精炼过程复杂耗时等不足，导致整个回收周期较长、试剂消耗大及人工成本成本高，生产线投资高。

随着失效汽车催化剂市场的竞争日益激烈，原料成本也越来越高，采用传统工艺回收铂钯铑已经没办法取得理想的经济效益，许多国内企业在原料竞争上往往逊于其它发达国家，导致重要的国家战略性资源—铂族金属流失国外。原料的竞争已转移到了科学技术的竞争，研究环境保护好、回收率高、回收周期短、成本低的铂族金属回收新工艺成为了最热门研究课题之一。

目前世界上较为先进的富集技术是等离子炉火法熔炼富集技术，分离技术是分子识别技术。等离子炉的优点是回收率高，处理速度快，但是投入大，材料消耗大；分子识别技术应用在铂钯铑分离上，可以取代传统的萃取技术，使铂钯铑实现高效分离。

为此，要克服上述不足，需要发明一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺，确定具体工艺参数。

发明内容

为克服以上缺陷，本发明一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺的有益效果是：有效解决失效汽车催化剂湿法工艺浸出率低，浸出渣含量高，需进一步提取的问题，大幅度降低生产成本和提高回收效率；避免传统亚硝酸钠络合法产生大量严重污染环境氮氧化物的问题；沉铑后获得的铂钯溶液采用氨水氯化铵共同作用，使铂钯实现良好分离，生产效率高，直收率高；铂钯铑分离采用先分离铑后同时分离铂钯的工艺，铂钯铑提纯过程几乎可以同时进行，避免了先萃取钯再萃取铂的繁琐冗长工序，较大程度地提高了生产效率和降低了生产人工和试剂成本。

一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺，其特征在于：所述的从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺如下：

主体工艺路线分四步，失效汽车催化剂先进行预处理，后进行富集，之后进行除杂，除杂后分离精炼，获得相关铂钯铑的产品。

（1）预处理

失效汽车催化剂经粉碎过筛，过筛目数为200目以上，筛上物返回继续粉碎后过筛，筛下物进行硫酸酸蚀处理，硫酸酸蚀温度是200-300℃，硫酸浓度为50-98%得到的酸蚀料，用于富集工序；

粉碎过筛过程通过风机抽风及布袋收尘，酸蚀过程中设备密闭，产生的气体通过抽风进入3级吸收，前2级为水吸收液，第三级为20%氢氧化钠吸收液，产生的酸性水吸收液返回酸蚀使用；

（2）富集

酸蚀料进行二次氯化浸出，浸出液置换得到铂钯铑置换渣，浸出渣堆放储存：

二次氯化浸出：盐酸酸度8mol/L，液固比5-8:1ml/g，浸出温度75-90℃，时间2-4小时，

铁粉置换：温度40-70℃，酸度2-6mol/L，置换终点以检测Pt、Pd、Rh含量均≦0.0005g/L以下为准；

铝粉置换：温度20-50℃，酸度2-6mol/L，置换终点以检测Pt、Pd、Rh含量均≦0.0005g/L以下为准；

（3）除杂

置换渣经溶解造液后，经阳离子树脂除杂质金属阳离子，获得的除杂液用于下一步的分离提纯，不溶渣返回造液溶解：

溶解造液采用盐酸+氧化剂溶解：盐酸酸度8-10mol/L， 温度70-90℃，氧化还原电位700-900mv，溶解时间2-4小时；

阳离子交换树脂再生液采用盐酸溶液，酸度6-10mol/L，再生后，阳离子交换树脂可重复使用，再生液进行置换，置换渣统一处理；

（4）分离提纯

除杂液经浓缩后沉铑，沉铑采用有机硫化物进行选择性沉铑，即浓缩液控制合适条件直接进行沉铑，首先实现铑的分离，铑沉淀经简单精炼后即可获得相关铑产品；

沉铑后液通过加氯化铵和氨水络合，氯化铵加入量为铂的0.1-1倍，氨水加入量以控制溶液PH6-8为准，钯生成可溶性二氯四铵络亚钯，铂生成氯铂酸铵沉淀，实现铂钯的分离；钯通过传统氨水络合——盐酸酸化法进行精炼，反复三次，最后还原成海绵钯；铂通过传统氯铂酸铵反复沉淀法进行精炼，反复三次，最终还原成海绵铂；铂钯精炼渣返回造液***。

本发明一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺，其积极效果是：从预处理到富集到铂钯铑的分离精炼和产品产出，整个流程环境保护好，工艺衔接性佳，流程简单，铂钯铑分离提纯效率高，过程中铂直收率≧91%，钯直收率≧95%。

附图说明

图1 一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺流程图。

图2 预处理工艺流程图。

图3 富集工艺流程图。

图4 除杂工艺流程图。

图5铂钯铑分离提纯工艺流程图。

具体实施方式

实施例一：

（1）预处理

失效汽车催化剂经粉碎过筛，过筛目数为205目，筛上物返回继续粉碎后过筛，筛下物进行硫酸酸蚀处理，硫酸酸蚀温度是250℃，硫酸浓度为65%得到的酸蚀料，用于富集工序；

粉碎过筛过程通过风机抽风及布袋收尘，酸蚀过程中设备密闭，产生的气体通过抽风进入3级吸收，前2级为水吸收液，第三级为20%氢氧化钠吸收液，产生的酸性水吸收液返回酸蚀使用；

（2）富集

 酸蚀料进行二次氯化浸出，浸出液置换得到铂钯铑置换渣，浸出渣堆放储存；

二次氯化浸出：盐酸酸度8mol/L，液固比6:1ml/g，浸出温度80℃，时间3小时；

铁粉置换：温度50℃，酸度4mol/L，置换终点以检测Pt、Pd、Rh含量为0.0003g/L为准；

铝粉置换：温度40℃，酸度4mol/L，置换终点以检测Pt、Pd、Rh含量为0.0004g/L为准；

（3）除杂

置换渣经溶解造液后，经阳离子树脂除杂质金属阳离子，获得的除杂液用于下一步的分离提纯，不溶渣返回造液溶解：

溶解造液采用盐酸+氧化剂溶解；盐酸酸度9mol/L， 温度80℃，氧化还原电位750mv，溶解时间3小时；

阳离子交换树脂再生液采用盐酸溶液，酸度8mol/L，再生后，阳离子交换树脂可重复使用，再生液进行置换，置换渣统一处理；

（4）分离提纯

除杂液经浓缩后沉铑，沉铑采用多硫有机物进行选择性沉铑，溶液中铑含量3g/L，酸度6mol/L，温度60℃进行沉铑，首先实现铑的分离，铑沉淀经简单精炼后获得铑产品；

沉铑后液通过加氯化铵和氨水络合，氯化铵加入量为铂的0.5倍，氨水加入量以控制溶液PH7为准，钯生成可溶性二氯四铵络亚钯，铂生成氯铂酸铵沉淀，实现铂钯的分离；钯通过传统氨水络合——盐酸酸化法进行精炼，反复三次，最后还原成海绵钯；铂通过传统氯铂酸铵反复沉淀法进行精炼，反复三次，最终还原成海绵铂；铂钯精炼渣返回造液***。

Claims (1)

1.一种从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺，其特征在于：所述的从失效汽车催化剂中回收铂钯铑的工艺如下：

（1）预处理

失效汽车催化剂采用粉碎过筛，过筛目数为200目以上，第一次粉碎处理后，筛上物返回，继续粉碎后过筛，筛下物进行硫酸酸蚀处理，硫酸酸蚀温度是200-300℃，硫酸浓度为50-98%，得到酸蚀料；

粉碎过筛过程使用风机抽风及布袋收尘，酸蚀过程中设备密闭，产生的气体通过抽风进入3级尾气吸收***，前2级为水吸收液，第三级为20%氢氧化钠吸收液，产生的酸性水吸收液返回酸蚀使用；

（2）富集

 酸蚀料进行二次氯化浸出，浸出液置换采用铁粉置换或铝渣置换，置换后得到铂钯铑置换渣，置换渣堆放储存；

二次氯化浸出：盐酸酸度8mol/L，液固比5-8:1ml/g，浸出温度75-90℃，时间2-4小时；

铁粉置换：温度40-70℃，酸度2-6mol/L，置换终点以检测Pt、Pd、Rh含量均≦0.0005g/L以下为准；

铝粉置换：温度20-50℃，酸度2-6mol/L，置换终点以检测Pt、Pd、Rh含量均≦0.0005g/L以下为准；

（3）除杂

置换渣经溶解造液后，经阳离子交换树脂除去溶液中的杂质阳离子，获得较为纯净的贵金属除杂液，用于下一步的分离提纯，不溶渣返回造液溶解；

溶解造液采用盐酸+氧化剂溶解；盐酸酸度8-10mol/L， 温度70-90℃，氧化还原电位700-900mv，溶解时间2-4小时；

阳离子交换树脂再生液采用盐酸溶液，酸度6-10mol/L，再生后，阳离子交换树脂可再利用，再生液进行置换，置换渣统一处理；

（4）分离提纯

除杂液浓缩后沉铑， 沉铑采用多硫有机物进行选择性沉铑，溶液中铑含量不低于2g/L，酸度0.5-8mol/L，温度40-90℃进行沉铑，首先实现铑的分离，铑沉淀经简单精炼后即可获得铑产品；

沉铑后液通过加氯化铵和氨水络合，氯化铵加入量为铂的0.1-1倍，氨水加入量以控制溶液PH6-8为准，钯生成可溶性二氯四铵络亚钯，铂生成氯铂酸铵沉淀，实现铂钯的分离；钯通过传统氨水络合——盐酸酸化法进行精炼，反复三次，最后还原成海绵钯；铂通过传统氯铂酸铵反复沉淀法进行精炼，反复三次，最终还原成海绵铂；铂钯精炼渣返回造液***。