[发明专利]从失效汽车催化剂中回收稀土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从失效汽车催化剂中提取稀土的方法，属于稀贵金属二次资源循环利用领域。

背景技术

稀土具有优异的光、电、磁、超导、催化等物理性能，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，目前包括稀土永磁体、贮氢合金材料、发光荧光材料、净化催化剂等在内的新材料是稀土最大的、也是增长最快的消费领域。

目前汽车尾气净化催化剂是控制汽车尾气排放、减少污染的最有效手段，含稀土的汽车尾气净化催化剂价格低、热稳定性好、活性较高、具有较好的抗中毒能力，使用寿命长，目前已得到广泛使用。随着环境保护呼声的日益增强和矿产资源的日益枯竭，对于有价金属资源的回收再生利用势在必行。而失效汽车催化剂中含有1000 ~2000g/t的铂族金属，2~5%的稀土元素，因此对于失效汽车催化剂的回收处理极具研究开发价值。

从催化剂中回收稀土的方法如下：

CN102453805A公开了从含有稀土元素的废催化裂化催化剂中回收稀土元素的方法，该方法采用1-10%（wt.）的盐酸溶液在25-80℃的条件下浸渍废催化裂化催化剂，浸出液与含有碱金属氢氧化物的水溶液接触，得到含有稀土的液相产物。浸出液中稀土元素的回收率大于60%（wt.）。

CN102453800A公开了从含有稀土元素的废催化裂化催化剂中回收稀土元素的方法，该方法采用1-10%（wt.）的盐酸和/或硝酸的溶液浸渍废催化裂化催化剂，浸出液的PH值调节为0.5-4，用有机萃取剂进行萃取，用盐酸和/或硝酸的溶液进行反萃，得到稀土含量和非稀土离子含量达到GB/T4148-2003的富氯化稀土和/或硝酸的溶液。

CN102586606A公开了从含钒镍的废FCC/ROC触媒中回收稀土、钒、镍的方法，该方法采用1-5mol的硫酸在90-95℃的条件下浸渍废催化剂中的稀土元素，之后以复盐沉淀方式沉淀浸出液中的稀土，经碱转换后，以盐酸酸溶，再草酸、碳酸氢铵沉淀获得稀土产品。

CN102242270A公开了一种从催化剂废渣中回收稀土的方法，所说的催化剂废渣为FCC催化剂生产过程产生的固体废物或FCC催化剂使用后的废催化剂，将催化剂废渣与浓度大于0.5mol/l酸反应，采用溶剂萃取或草酸沉淀分离稀土。

CN103031438A公开了一种汽车尾气净化催化剂中稀土和贵金属的回收工艺。该方法采用将失效汽车催化剂研磨与氢氧化钠混合，在300℃～500℃之间焙烧，热水洗涤铝、钼、钒、锆等元素，滤渣酸溶稀土元素以及钴镍铁等金属元素，滤后得到的含有稀土以及铁钴镍离子的溶液，先调节溶液pH值至3.5～4.5之间,然后在20～40℃条件下加入硫化物或者通入硫化氢沉淀钴镍铁，滤去钴镍沉淀物的滤液为含有稀土的溶液，用P507萃取分离铈、镨、镧、钇等稀土,然后制备稀土氧化物。

从公开了的催化剂回收稀土的方法来看，主要集中在石化催化剂方面，其中稀土的提取主要采用稀酸浸渍废催化剂中的稀土元素，再从浸出液中回收稀土元素。从失效汽车催化剂中回收稀土元素采用氢氧化钠焙烧，水浸出锆等元素，稀酸浸出稀土，溶剂萃取分离回收稀土。

发明内容

本发明的发明人在研究中发现，采用稀酸（盐酸溶液或硫酸溶液）直接浸渍失效汽车催化剂中的稀土元素其效果并不理想，提高盐酸浓度到3mol/L或者硫酸浓度到4mol/L在85℃的条件下搅拌浸出6小时，其稀土的浸出率约50%。其原因是失效汽车催化剂含有氧化锆，而氧化锆不溶于稀酸，氧化锆对稀土元素形成包裹，阻碍了稀土元素的溶解。为消除上述不利影响，本发明的发明人提出采用浓硫酸与失效汽车催化剂破碎粉末混合均匀，进行熟化后浸出稀土元素，技术原理是失效汽车催化剂中的氧化锆和稀土元素铈（CeO₂)只溶于浓硫酸。采用该技术方案稀土元素的浸出率大于90%，取得满意效果。

为实现上述目的，从失效汽车催化剂中回收稀土的方法，本发明的技术方案如下：

包括以下步骤：

步骤1：失效汽车催化剂与浓酸混合进行熟化；

步骤2：水或稀酸浸出稀土元素；

步骤3：加沉淀剂沉淀分散进入溶液的铂族金属, 固液分离获得含铂族金属滤渣和含稀土的滤液；

步骤4：溶液加入碱调整溶液的酸碱度，加入沉淀剂沉淀稀土，过滤得到稀土复盐。

在上述方案的基础上，本发明还可以做如下改进：