[发明专利]一种火法还原熔炼铋富集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法

说明书

本发明公开了一种火法还原熔炼铋富集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，属于稀贵金属冶炼领域。其工艺步骤包括配料、一次熔炼捕集以及二次熔炼捕集步骤。本发明通过采用金属铋作为捕集剂对废汽车尾气催化剂中的铂、钯、铑进行熔炼捕集，并对其具体工艺进行优化设计，从而可以对废汽车尾气催化剂中的铂、钯、铑金属进行更加有效地捕集，提高了铂族金属以及金属铋的回收率，同时也解决了传统铜、铅、铁等捕集方法中存在基体贱金属分离困难、捕集剂毒性大、熔炼温度高等不足，消除了催化剂载体对铂族金属包裹导致回收率低的缺陷，降低了催化剂中铂族金属的分离回收难度，且其工艺流程短、富集效果好、环保无毒、成本低、应用前景好。

技术领域

本发明属于稀贵金属冶炼领域，更具体地说，涉及一种火法还原熔炼铋富集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法。

背景技术

我国铂族金属矿产资源极其贫乏，远景储量仅有350t左右，不超过世界总储量的0.5％。但我国是世界上铂族金属消费大国，2017年铂、钯消耗量就已分别达到63.8t和82.6t，主要用在汽车尾气催化剂领域，汽车尾气催化剂被称为“城市移动铂族金属矿山”。开展二次资源高效利用综合回收铂族金属，对解决我国铂族金属矿产资源严重短缺、缓解铂族金属供应压力以及促进多行业的可持续发展具有重要意义。汽车尾气催化剂载体主要有堇青石型和金属型两种，现用催化剂多为堇青石型载体涂覆铂族金属，由于堇青石载体极其稳定难溶于酸碱，加之在尾气高温下载体中Al₂O₃晶型的转化，对铂族金属形成包裹而导致难于分离富集，给废汽车尾气催化剂中铂族金属的回收带来较大难度。

目前，关于废汽车尾气催化剂中铂族金属的分离富集方法主要有湿法和火法两大类工艺。湿法工艺主要是采用氧化酸性体系或碱性氰化体系将有价成分铂、钯、铑溶解，从而实现有价成分和载体杂质的分离。湿法工艺虽然可以通过采用不同的化学试剂对废汽车尾气催化剂进行处理，灵活控制催化剂的处理量，且所需设备较为简单，指标控制也比较容易，但湿法工艺需要在强酸或强碱体系中进行，需要氯气、氯酸钠、次氯酸、双氧水、王水等强氧化剂，以及盐酸、硝酸、硫酸等强酸性药剂，尤其使用剧毒氢氟酸时，不仅需要增加环境处理成本，还容易污染环境和伤害操作人员，安全风险较高。同时氰化浸出所需的药剂(氰化钠、氰化钾)也是国家高度管控的剧毒药剂，极易造成环境污染，加压浸出更需高质量要求的设备，设备投资大，辅助设施较多，因此也增加了生产成本。另外，汽车尾气催化剂经长期高温使用后，催化剂载体堇青石载体易发生相转移从而包裹表面的铂族金属颗粒，以致于溶解不够完全导致回收率降低，且湿法工艺产生的废液、废气也容易对环境造成污染。