[发明专利]一种从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及回收铂族金属的方法，一种从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法。

背景技术

我国铂族金属矿产资源十分贫乏，远景储量不到350吨。目前，我国处于经济快速发展时期，铂族金属用量逐年增加，已成为世界铂族金属第一消耗大国，2012年我国铂族金属年需求量达到140吨左右，约占全球的20％。随着催化剂使用寿命到达年限以及汽车的报废，产生大量的失效汽车尾气净化催化剂，成为重要的铂族金属二次资源。据统计，我国每年更换的废催化剂中含铂族金属25～40吨。因此，开展从失效汽车催化剂中回收铂族金属，实现铂族金属资源循环利用，是解决我国铂族金属矿产资源严重不足、供需矛盾突出问题的必然选择。

目前，从失效汽车催化剂中回收铂族金属分为湿法和火法工艺。汽车催化剂多是以堇青石为载体的蜂窝状催化剂，湿法工艺一般都是将铂族金属活性组分溶解，在通过后续精炼回收。此工艺的主要缺点是不溶渣中铂族金属含量偏高，铂族金属的回收率偏低，尤其是铑的回收率不超过90％，产生大量的废液严重污染环境。火法工艺利用熔融状态的铅、铜、铁、镍等捕集金属对铂族金属具有特殊的亲合力实现铂族金属的富集回收。专利ZL201410332716.1公开了供一种采用等离子熔炼技术从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法：物料前期处理；配料、混料；等离子炉对所得物料进行处理，得到贵金属富集料，富铂钯铑总收率大于98％。专利ZL200910094112.7公开了一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法：将失效汽车催化剂与还原剂、添加剂及捕集剂混合，于电炉内或在电弧炉内进行熔炼，获得贵金属相，选择性浸出贵金属相中的贱金属，即可得到贵金属富集物，贵金属富集物精炼产出铂钯铑产品。专利ZL 200910094317.5公开了一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法：湿法浸出失效汽车催化剂中的贵金属，浸出液置换获得贵金属精矿；火法捕集残渣中的贵金属获得贵金属相，选择性浸出其中的贱金属，即可得到贵金属精矿，产出铂钯铑产品。专利ZL03818803.1、ZL200480006344.8提到将含有铂族金属的物料、氧化铜、固体炭、熔剂装入密闭电炉中在1200～1500℃温度下熔炼5～10h，铂族金属富集在熔融的金属铜中。火法工艺等离子熔炼、电炉熔炼过程因局部熔炼温度过高，导致失效汽车催化剂中的一部分二氧化硅被还原为单质硅，与作为捕集金属铁/铜形成硅铁/硅铜合金，最终与铂族金属形成新的含硅合金相，此类合金具有极强的抗酸、抗碱性质，后续铂族金属分离提纯工艺十分困难。

发明内容

本发明的目的是针对现有从失效汽车催化剂中回收铂族金属方法存在的问题，提出了一种低温预还原-感应加热炉熔炼从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法。

为实现上述目的，本发明所采用技术方案如下：

①混合制团：将细磨(-0.074mm)的失效汽车催化剂与金属氧化物捕集剂(氧化铁或氧化铜)、还原剂按一定的比例混合后制成团块(φ10～15mm)；金属氧化物捕集剂与失效汽车催化剂重量比为2～5；还原剂(煤或焦炭)用量为金属氧化物捕集剂重量的8～12％；

②预还原：将步骤①所得团块在电阻炉中进行预还原，还原温度950～1050℃，还原时间20～40min，使金属氧化物捕集剂还原为金属态，还原产物为金属化团块；

③熔炼分离：将步骤②所得还原产物与造渣剂(石灰、硼砂用量分别为失效汽车催化剂重量的20～50％、5～10％)混合放入坩埚中，在感应加热炉中熔炼60～120min，捕集金属与失效汽车催化剂中的铂族金属形成合金，失效汽车催化剂载体与造渣剂形成渣，使合金相与渣相分离，获得铂族金属-捕集金属合金。