汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法，包括(1)先將廢催化劑進(jìn)行預(yù)處理，除去廢催化劑表面的金屬外殼和雜質(zhì)，再將預(yù)處理后的催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨；(2)將鐵粉、碳粉和氧化鈣按質(zhì)量比為2～3:1～3:12～30混合均勻備用；(3)將細(xì)磨后的催化劑和混合熔劑混合后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1773K～2073K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?4)對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，得到富集鉑族金屬的鐵合金，及熔劑渣體。本發(fā)明專利技術(shù)提取過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝流程短，對(duì)環(huán)境影響小，鉑族金屬Pt的回收率達(dá)到99.99％。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種汽車廢催化劑中貴金屬回收
，更具體地，涉及一種汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法。
技術(shù)介紹
資源匱乏和環(huán)境污染既是人類發(fā)展所面臨的兩大難題，也是我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需要優(yōu)先考慮的重大課題。截至2014年底，中國(guó)汽車保有量達(dá)1.54億輛，位居世界第二，據(jù)工信部預(yù)測(cè)，到2020年我國(guó)汽車保有量將突破2億，汽車尾氣排放使得空氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，而汽車尾氣凈化催化劑正是解決汽車尾氣排放問(wèn)題的關(guān)鍵。按目前我國(guó)的汽車保有量和增長(zhǎng)速度，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)我國(guó)將迎來(lái)汽車報(bào)廢的高峰，報(bào)廢汽車廢催化劑的處理數(shù)量也會(huì)大幅增加。目前，很多國(guó)家對(duì)于廢汽車尾氣催化劑處理處置的主要目標(biāo)大都是回收鉑族金屬，粗提工藝可分為火法和濕法兩大類，是決定鉑族金屬能否高效回收的關(guān)鍵。濕法回收技術(shù)具有易操作、條件要求較低的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)汽車尾氣凈化催化劑的回收技術(shù)目前以濕法工藝為主，然而，濕法回收工藝處理量小，對(duì)環(huán)境影響大，隨著催化劑集中處置需求的提高，國(guó)家對(duì)于環(huán)保要求越來(lái)越高，濕法回收工藝已不能滿足廢汽車尾氣催化劑處理的需要和環(huán)保的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法，該方法提取過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝流程短，環(huán)境污染小，能滿足大量處理廢催化劑的需求。本專利技術(shù)的汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法，包括以下步驟：步驟(1)：先將廢催化劑進(jìn)行預(yù)處理，除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的雜質(zhì)，再將預(yù)處理后的催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨；步驟(2)：制備混合熔劑：將鐵粉、碳粉和氧化鈣按質(zhì)量比為2～3:1～3:12～30混合均勻備用；步驟(3)：將細(xì)磨后的催化劑和混合熔劑混合后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1773K～2073K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，通過(guò)高溫造渣后，得到的熔體上層為渣層，下層為含鉑族金屬的液態(tài)合金層；步驟(4)：對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，得到富集鉑族金屬的鐵合金，及熔劑渣體。本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)以鐵粉作為鉑族金屬元素的捕集劑，碳粉作為還原劑，氧化鈣作為助熔劑，利用火法進(jìn)行高溫熔融造渣，鉑族金屬被鐵捕捉形成鉑鈀銠鐵合金，熔渣比重較輕會(huì)漂浮在比重較重的鉑鈀銠鐵合金上方，實(shí)現(xiàn)渣層與金屬合金分離，達(dá)到鉑族金屬富集的效果，碳粉、氧化鈣等助劑會(huì)熔解在熔渣中。該方法的鉑族金屬中Pt的回收率達(dá)到99.99％，Pd的回收率達(dá)到99.22％以上，Rh的回收率達(dá)到90.12％以上，較單純的濕法回收率有所提高，且提取過(guò)程簡(jiǎn)單，工藝流程短，對(duì)環(huán)境影響小，有廣闊的工業(yè)運(yùn)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應(yīng)對(duì)本專利技術(shù)的保護(hù)范圍有任何的限制作用。本專利技術(shù)的汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法，包括以下步驟：步驟(1)：先將廢催化劑進(jìn)行預(yù)處理，除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的雜質(zhì)，再將預(yù)處理后的催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨；步驟(2)：制備混合熔劑：將鐵粉、碳粉和氧化鈣按質(zhì)量比為2～3:1～3:12～30混合均勻備用；步驟(3)：將細(xì)磨后的催化劑和混合熔劑混合后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1773K～2073K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，通過(guò)高溫造渣后，鐵粉作為鉑族金屬鉑鈀銠(Pt、Pd、Rh)的捕集劑會(huì)將鉑族金屬捕捉形成鉑鈀銠液態(tài)鐵合金，液態(tài)鐵合金的比重比較重，會(huì)沉降在熔體的下層，碳粉、氧化鈣等助劑會(huì)熔解在熔渣中，熔渣比重輕，會(huì)漂浮在鐵合金上方形成渣層；步驟(4)：對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，得到富集鉑族金屬的鐵合金，及熔劑渣體。將分層后的液態(tài)鐵合金和溶劑渣體降溫固化后，即可進(jìn)行分離，可用磁選的方法回收溶劑渣體中的少量磁性物料。上述技術(shù)方案中，所述步驟(1)中，將催化劑破碎細(xì)磨至顆粒粒徑小于或等于200目，粉碎得越細(xì)，鐵捕捉鉑族金屬越充分，且熔化的時(shí)間越短，可以節(jié)省造渣時(shí)間。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，細(xì)磨后的催化劑和混合溶劑按質(zhì)量比為5～15:1～3加入到等離子體電弧爐中。上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)中，在攪拌過(guò)程中不斷地加入氧化鈣直至造渣完成，氧化鈣作為助熔劑，可降低熔渣的粘稠度，提高造渣效率。實(shí)施例1先切割除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的膨脹棉等雜質(zhì)，再將催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨至100目；稱取20g鐵粉、10g碳粉和120g氧化鈣、2250g催化劑混合均勻后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1773K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，在攪拌過(guò)程中可以不斷地緩慢加入氧化鈣直至造渣完成，造渣時(shí)間為30min，通過(guò)高溫造渣后，熔渣自動(dòng)漂浮在上層，含鉑族金屬的液態(tài)合金比重較重沉在下層，故得到的熔體上層為渣層，下層為含鉑族金屬的液態(tài)合金層；對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，渣層中的熔渣和合金層中的重金屬會(huì)逐漸固化并分離，最終得到富集鉑族金屬的鐵合金及熔劑渣體。對(duì)鐵合金中的鉑族金屬鉑鈀銠分別進(jìn)行含量檢測(cè)，得到鉑的回收率達(dá)到99.99％，鈀的回收率達(dá)到99.22％，銠的回收率達(dá)到90.12％。實(shí)施例2先切割除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的膨脹棉等雜質(zhì)，再將催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨至100目；稱取30g鐵粉、30g碳粉和300g氧化鈣、700g催化劑混合均勻后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至2073K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，在攪拌過(guò)程中可以不斷地緩慢加入氧化鈣直至造渣完成，造渣時(shí)間為20min，通過(guò)高溫造渣后，熔渣自動(dòng)漂浮在上層，含鉑族金屬的液態(tài)合金比重較重沉在下層，故得到的熔體上層為渣層，下層為含鉑族金屬的液態(tài)合金層；對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，渣層中的熔渣和合金層中的重金屬會(huì)逐漸固化并分離，最終得到富集鉑族金屬的鐵合金及熔劑渣體。對(duì)鐵合金中的鉑族金屬鉑鈀銠分別進(jìn)行含量檢測(cè)，得到鉑的回收率達(dá)到99.99％，鈀的回收率達(dá)到99.42％，銠的回收率達(dá)到90.52％。實(shí)施例3先切割除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的膨脹棉等雜質(zhì)，再將催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨至200目；稱取20g鐵粉、20g碳粉和120g氧化鈣、1200g催化劑混合均勻后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1873K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，在攪拌過(guò)程中可以不斷地緩慢加入氧化鈣直至造渣完成，造渣時(shí)間為30min，通過(guò)高溫造渣后，熔渣自動(dòng)漂浮在上層，含鉑族金屬的液態(tài)合金比重較重沉在下層，故得到的熔體上層為渣層，下層為含鉑族金屬的液態(tài)合金層；對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，渣層中的熔渣和合金層中的重金屬會(huì)逐漸固化并分離，最終得到富集鉑族金屬的鐵合金及熔劑渣體。對(duì)鐵合金中的鉑族金屬鉑鈀銠分別進(jìn)行含量檢測(cè)，得到鉑的回收率達(dá)到99.99％，鈀的回收率達(dá)到99.62％，銠的回收率達(dá)到90.52％。以上所述，僅是本專利技術(shù)的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)范圍作出任何限制，故凡是依據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本專利技術(shù)的技術(shù)方案范圍內(nèi)。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(1)：先將廢催化劑進(jìn)行預(yù)處理，除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的雜質(zhì)，再將預(yù)處理后的催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨；步驟(2)：制備混合熔劑：將鐵粉、碳粉和氧化鈣按質(zhì)量比為2～3:1～3:12～30混合均勻備用；步驟(3)：將細(xì)磨后的催化劑和混合熔劑混合后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1773K～2073K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，通過(guò)高溫造渣后，得到的熔體上層為渣層，下層為含鉑族金屬的液態(tài)合金層；步驟(4)：對(duì)熔體逐步降溫冷卻至室溫，得到富集鉑族金屬的鐵合金，及熔劑渣體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種汽車廢催化劑火法回收鉑族金屬的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟(1)：先將廢催化劑進(jìn)行預(yù)處理，除去廢催化劑表面的金屬外殼和易分離的雜質(zhì)，再將預(yù)處理后的催化劑進(jìn)行破碎細(xì)磨；步驟(2)：制備混合熔劑：將鐵粉、碳粉和氧化鈣按質(zhì)量比為2～3:1～3:12～30混合均勻備用；步驟(3)：將細(xì)磨后的催化劑和混合熔劑混合后加入等離子體電弧爐中進(jìn)行加熱，逐漸升溫至1773K～2073K，充分?jǐn)嚢柚镣耆刍?，通過(guò)高溫造渣后，得到的熔體上層為渣層，下層為含鉑族金屬的液態(tài)合金層；步驟(4)：對(duì)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許開(kāi)華，周繼鋒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：格林美武漢城市礦產(chǎn)循環(huán)產(chǎn)業(yè)園開(kāi)發(fā)有限公司，格林美天津城市礦產(chǎn)循環(huán)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司，格林美股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北;42