[发明专利]一种贵金属废料直接制备催化剂的方法

说明书

本发明属于再生贵金属技术领域，涉及一种贵金属废料直接制备催化剂的方法。首先将贵金属废料进行球磨、焙烧、还原等预处理，然后在酸性介质中氧化并络合贵金属，再用阳离子树脂选择性吸附贵金属络合物滤液中的金属阳离子。将催化剂载体置于贵金属络合物溶液进行超声浸渍，超声浸渍后催化剂经干燥后通氢气还原贵金属离子得到贵金属催化剂。本发明以贵金属废料为原料，阳离子交换树脂除杂直接制备贵金属催化剂，避免了传统长流程(贵金属废料‑贵金属提取‑精炼‑高纯贵金属‑溶解‑催化剂)制备催化剂，具有流程短、经济、环保等优点，适合于工业化应用。

技术领域

本发明主要属于再生贵金属技术领域，具体涉及一种贵金属废料直接制备催化剂的方法。

背景技术

贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素，具有重要的战略意义，被誉为“现代工业维他命”。贵金属主要产于南非、俄罗斯、美国、加拿大、澳大利亚、津巴布韦等国，特别是铂族金属，上述国家的资源储量约占世界储量的99％。我国贵金属储量稀少，铂族金属的储量不到400吨，年产铂钯仅3吨，仅为需求量的2.14％，对外依存度高达近98％，资源严重匮乏，供需矛盾十分突出。贵金属废料的回收是缓解我国贵金属严重短缺的重要举措。

目前贵金属废料回收工艺主要是先将除去贵金属废料上的有机物和活化贵金属，然后用强氧化剂氧化浸出，最后还原、提纯得到纯度99.95％以上的贵金属。中国发明专利(200480029923.4)公开了一种从废催化剂中回收贵金属的方法，涉及先还原活化贵金属、粉碎、王水溶解、氯化铵沉淀等工艺，该方法王水污染严重，且工艺流程长，产品纯度不高。中国发明专利(200610046634.6)公开了一种以次氯酸钠、盐酸为浸出剂溶解贵金属、水合肼还原沉淀铂的方法，该方法能有效的回收铂，但存在酸度高、废水量大和铂纯度不高，需进一步提纯。中国发明专利(201210252773.X)公开了一种王水溶解、离子交换树脂吸附铂、浓硫酸解吸铂的回收汽车尾气催化剂中贵金属的方法，最后得到氯铂酸溶液通过蒸发结晶。该方法离子交换树脂和硫酸可循环使用，但王水溶解污染大，产品需要进一步处理才能利用。中国发明专利(200610046634.6)公开了一种Pd-Ru/氧化铝催化剂中钯和钌的回收方法，首先将焙烧催化剂的催化剂用盐酸或硫酸长时间(8-12h)溶解，再用铝置换钯和钌，然后用次氯酸、浓硫酸氧化溶解，最后分离提纯得到钌和钯。该方法贵金属回收率高，但工艺流程长、试剂消耗量大，产品纯度不够高，需进一步提纯。中国发明专利(201610515116.8)公开了一种从废旧手机电子元器件中回收钯的方法，包括破碎、非金属与金属分离、钯的溶解、提纯等工艺。采用HCl-CuCl₂-NaClO浸出、TOP-TBP-磺化煤油体系萃取、氨水还原得到钯产品。该方法环境较友好、萃取率高，但钯的浸出率低，总回收率仅92.12％，同时产品纯度不高，需进一步提纯。

催化剂是贵金属最重要的领域，大约45％铂、65％钯和85％铑应用于汽车尾气净化、炼油、化工、医药、精细化工等催化剂。催化剂制备往往需要高纯贵金属或贵金属盐。如中国发明专利(201480046146.8)使用乙醇胺铂为原料负载在载体上。中国发明专利(201610453732.5)公开了一种使用高纯贵金属溶解制备贵金属浸渍液的方法。以上专利均未涉及用贵金属废料直接制备催化剂。

综上，现有贵金属回收方法存在流程长、产品附加值低、物耗能耗高；同时贵金属催化剂制备采用高纯贵金属或贵金属盐，成本高。因此，亟需研发以贵金属废料直接短流程制备催化剂，提高贵金属的附加值，减少物耗能耗及污染物的排放。

发明内容

针对贵金属回收流程长和催化剂制备所需高纯贵金属价格高等问题，本发明提供了一种贵金属废料直接制备催化剂的短流程方法，不仅经济、有效实现了贵金属的循环利用，还极大较少了传统催化剂制备过程“贵金属提取-精炼-加工-催化剂”中的物耗能耗和污染物的排放，具有显著的经济和环境效益。

本发明是通过以下技术方案实现的：