[发明专利]一种铂金族金属的纳米催化冶炼方法

说明书

本发明公开了一种铂金族金属的纳米催化冶炼方法，属于冶金技术领域。铂金族金属的纳米催化冶炼方法，包括以下步骤（1）选矿（2）复选富集原矿精粉（3）加入添加剂（4）冶炼得到金属化合物（5）精炼，粉碎成2毫米以下的颗粒（6）湿法分离提纯得到铂、钯、锇、铱、铑。本发明方法充分利用了贵金属矿中的硫化铁原料，不仅大大简化了火法过程中冶金流程，而且充分富集了矿石的有价金属铜。

技术领域

本发明涉及铂金族金属冶炼方法，属于冶金技术领域。

背景技术

铂、钯、锇、铱、铑等六个元素总称铂金族、铂金族是地球上最稀少的金属元素之一。据美国地质调查局的统计，全体铂金族年生产量是292吨，其中钯的生产量是207吨最多，其它铂金族的产量更少，其中铑只有25吨。主产国是南非共和国（72%）、俄罗斯（14%）、加拿大（5.2%）、赞比亚（4%）。现代科技的发展全世界对铂金族的需求量是爆炸性增长，但铂金族金属稀少，生产量有限，价格昂贵，工业上比黄金用途广。

传统上铂金族主要在装饰品上使用最多，但随着科技的发展，铂金族金属在汽车排气净化、氢气生产、太阳光利用、移动通讯、医疗和科学实验室等领域得到广泛应用。中国黄金产量是世界首位，但矿石里包含的铂金族含量少，主要贫矿为主，没有经济价值，国内铂金族金属生产量较少，资源利用率低。

稀贵金属在矿石中，主要以容易裸露的大颗粒和被包裹不容易裸露的微粒子这两种形态存在。传统工艺是将具有经济价值的矿石（高含量），经过选矿，把其中大颗粒状态的金属部分经过富集加工生产，得到贵金属。

为了有效地利用资源，必须研究开发经济上可行，又能防止污染、保护生态、效率高、成本低、污染少的冶炼提取新工艺、新技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种铂金族金属的纳米催化冶炼方法，本发明方法充分利用了贵金属矿中的硫化铁原料，不仅大大简化了火法过程中冶金流程，而且充分富集了矿石的有价金属铜。

铂金族金属的纳米催化冶炼方法，包括以下步骤（1）选矿（2）复选：富集原矿精粉（3）添加添加剂（4）1400-1800℃下冶炼得到金属化合物，冶炼过程中加入纳米催化剂（5）精炼：粉碎成2毫米以下的颗粒（6）湿法分离提纯得到铂、钯、锇、铱、铑。

步骤（4）中将富集原矿精粉、还原剂、纳米催化剂混合物料在还原装置内通过配碳量5-20%，还原温度1400-1800℃下还原30-180分钟，还原矿石中的有价金属。

优选的步骤（4）中还原温度为1600℃，还原时间为120分钟。

步骤（3）中添加剂是将微米粉、纳米粉和主体金属粉经球磨混匀，以主体金属粉作为粘结剂，压制成块；金属粉与微米粉、纳米粉的重量比为4:1-12：1。

微米粉、纳米粉使用金属氧化物Al₂O₃粉、ZrO₂粉、CaCO₃粉、CaO粉、TiN粉、AlN粉；金属碳化物WC粉、SiC粉；金属粉Ca粉、铝粉、镁粉；合金粉；微米粉碳粉或纤维粉。

湿法冶金是将矿石、经选矿富集的精矿或其他原料经与水溶液或其他液体相接触，通过化学反应等，使原料中所含有的有用金属转入液相，再对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。主要包括浸出、液固分离、溶液净化、溶液中金属提取及废水处理等单元操作过程。

本发明方法的原理为：纳米冶金工艺流程是利用贵金属矿中的硫化铁在1600℃高温下经还原剂还原成金属铁，在高温下铁水与贵金属具有亲和力的作用，因而把贵金属捕集起来，因渣相与铁水的密度差，且在高温下铁水的流动性好，铁水被富集在炉膛下部，渣相浮在上部，从而把贵金属与渣相分离。本工艺充分利用了贵金属矿中的硫化铁原料，不仅大大简化了火法过程中冶金流程，而且充分富集了矿石的有价金属铜。