[发明专利]回收铂族元素的方法和装置

说明书

本分案申请是基于申请号为03818803.1，申请日为2003年8月4日，发明名称为“回收铂族元素的方法和装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于从含至少一种铂族元素的物质如废弃石化型催化剂、废汽车废气净化催化剂和废电路板或引线框中回收铂族元素的方法。

背景技术

从废弃的汽车废气净化催化剂(来自废气转化器的陶瓷载体催化剂、金属载体催化剂及其类似物，可总称为“废弃的车用催化剂”)回收铂族元素的常规方法包括，例如，从向王水中加入氧化剂所得的溶液中萃取铂族元素的方法，或者相反地，将载体溶解在硫酸或类似物中并分离未溶解铂族元素的方法。但是，已经发现这样的湿法不切实际，这是由于差的铂族元素萃取率，以及由例如使用大量酸溶解载体所导致的回收和成本问题。

与之相反，本申请人的JP-H4-317423A和JP-2000-248322A教导的方法进行了与众不同的干法工艺，其中通过在炉内将废弃的车用催化剂或其它含铂族元素的物质和含铜材料(氧化铜和/或金属铜)一起熔化，从而将铂族元素转移到熔融金属(熔融铜金属)中。当这些方法和一种富集工艺结合在一起时，该富集工艺中，用这种方式得到的含铂族元素的熔融金属被氧化，然后分离成一个熔融氧化物相和一个具有提高铂族元素浓度的熔融金属相，此时能够高回收率且低成本地回收铂族元素，从而提供了一种经济的资源回收方法，该方法具有湿法所不具备的优点。

本发明要解决的问题

从高回收率和低成本的角度来讲，前述将铂族元素转移到上述熔融金属中的干回收法是一种非常好的方法。但是，在熔化操作中需要一定的沉降时间，以将铂族元素充分转移到熔融金属中。更具体地，当将仍处于固态的废弃车用催化剂或其它含铂族元素的物质以及铜源材料装入电炉中时，为了在其熔化期间内将铂族元素转移到熔融金属中，就必须在熔渣和金属发生相分离的阶段确定一个时间，在该时间时铂族元素能转移到金属侧中；而且，转移是否已完全发生这很难确定。因此，从安全角度考虑，就必须设定一个相对长的沉降时间(静置时间)。另外，由于炉内的条件在每次材料装入时都发生变化，因此铂族元素全部转移入熔融金属所需的时间可能达不到。

鉴于这些状况，为了实现铂族元素到熔融金属的有效转移，就必须在分析熔融物行为之后采取适当的措施。本发明着眼于这一需要，其目的是提供一种改进，该改进即使在前述干回收法的沉降时间缩短的情况下也能高效且稳定地将铂族元素转移入熔融金属侧。

发明内容

根据旨在实现前述目的而完成的本发明，提供了一种回收铂族元素的方法，包括：将待处理的含铂族元素的物质以及含氧化铜的铜源材料，和熔剂组分、还原剂一起装入封闭电炉内，使之熔化，主要是金属铜的熔融金属沉在主要是氧化物的熔渣层以下，富集沉降在下面的熔融金属中的铂族元素，该回收铂族元素的方法的特征在于，从电炉中排出铜含量已降至3.0重量％或更低的熔渣。此方法中，装入电炉的铜源材料优选由平均颗粒直径不小于0.1mm且不大于10mm的颗粒构成，而且在装料熔化至熔渣排放期间，电炉内部优选保持在低于大气压的压力下。

根据本发明，进一步提供了一种回收铂族元素的干法，包括：将待处理的含铂族元素的物质以及含氧化铜的铜源材料，和熔剂组分和还原剂一起装入封闭的电炉内，使之熔化，主要是金属铜的熔融金属沉在主要是氧化物的熔渣层以下，并富集沉在下面的熔融金属中的铂族元素，熔渣与富含铂族元素的熔融金属分离，所述熔融金属转入仍处于熔化态下的单独炉内，在该单独炉内氧化熔融金属，以将其分离成主要是氧化物的熔渣层和进一步富集了铂族元素的熔融金属层，该回收铂族元素的方法的特征在于，从电炉中排出铜含量已降至3.0重量％或更低的熔渣，而且将单独炉内产生的熔渣从高温状态进行水冷，以获得含有由颗粒直径不小于0.1mm且不大于10mm的颗粒构成的前述氧化铜的铜源材料。