[发明专利]一种从Fe-PGMs合金中分离PGMs的方法

说明书

本发明涉及一种从Fe‑PGMs合金中分离PGMs的方法，属于铂族金属(Platinum Group Metals，简称PGMs)冶金领域。该方法将Zn与Fe‑PGMs合金熔化形成脆性Zn‑Fe‑PGMs合金，然后破碎、氧化、酸解，实现PGMs分离。本发明具有PGMs分离率高、流程短、工艺简单、无重金属污染，易于工业化的优点。

技术领域

本发明属于铂族金属冶金领域，具体涉及一种从Fe-PGMs合金中分离PGMs的方法。

背景技术

铂族金属(Platinum Group Metals，简称PGMs)具有熔点高、耐腐蚀、催化活性好等特点，广泛应用于催化、国防军工等，属于战略性金属。我国已探明的PGMs矿产资源极少、品位低，但需求量巨大，供需矛盾尖锐。从PGMs二次资源中回收PGMs是缓解供需矛盾是重要措施。Fe-PGMs合金是铁捕集PGMs二次资源的产物，具有硬度高、难以破碎、含有一定量C、P杂质，酸解困难的特点。目前从Fe-PGMs合金中分离PGMs的方法有溶解分离法、碎化溶解法和氧化分离法。

溶解分离法通过对Fe-PGMs合金直接酸解分离得到PGMs。中国专利(ZL200910094112.7)公开了一种矿相重构从汽车催化剂中提取铂钯铑的方法，该方法以铁为捕集剂制备Fe-PGMs合金，再采用1～4mol/L的硫酸，以液固比4～12，选择性溶解铁，获得铂族金属精矿。该方法溶解速度慢，Fe无法全部溶解，铂族金属分离率低。中国专利(01122339.1)提出了一种从熔炼捕集料中回收铂族金属的方法，使用浓硫酸浸煮处理物料，液固比10:3～6，温度160～250℃，浸出时间2～4h，使铁以硫酸亚铁的形式溶出，再使用HCl、H₂SO₄等对铂族金属富集渣进行溶解，该方法需要高压高温处理，对设备要求高，且工艺复杂，生产成本高。

碎化溶解法是将Fe-PGMs合金与碎化剂熔炼为脆性合金，提高PGMs富集物的活性，进而酸解分离PGMs。中国发明专利(90104468.7)公开了一种贵金属的碎化溶解方法，在700℃～1200℃使用成分为(wt％)Al10-90 Zn10-90的铝-锌基合金复合碎化剂同贵金属的物料混合、熔化，用盐酸溶液浸出碎化料，获得贱金属溶液和铂族金属富集物，后续再对铂族金属富集物进行氯化溶解。该方法可以有效碎化铂族金属富集物，处理简单，但Al碎化剂会在后续溶解过程中形成Al(OH)₃胶体，降低PGMs回收率。

氧化分离法是将Fe-PGMs合金中的Fe氧化、分离得到PGMs的方法。S.D.MCCULLOUGH等人研究了一种对Fe-PGMs合金进行氧化吹炼技术进行除铁的技术，通过添加CaO、SiO₂和AlO₃，1500℃温度下通氧气或空气使铁氧化进入渣相，实现PGMs与铁的分离，铁的去除率达到80％左右，这种方法氧化吹炼过程易卷渣，PGMs与铁的分离率低。中国发明专利(201310099297.7)公开了一种从熔炼铁捕集物料中除铁富集铂族金属的方法，该方法将细磨的Fe-PGMs合金在稀酸和铵盐组成的混合溶液中充气锈蚀生成铁氧化物，再使用重选方法分离铁氧化物和铂族金属，铁去除率达到85％，这种方法中的废液和铁氧化物可以循环利用，但溶解过程耗时长，分离效率低。

发明内容

针对现有技术中Fe-PGMs合金溶解存在物耗高、耗时长、PGMs回收低的问题，本发明公开了一种从Fe-PGMs合金中分离PGMs的方法，能够降低碎化剂使用量、降低酸耗、缩短酸解时间，提高PGMs回收率和生产效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种从Fe-PGMs合金中分离PGMs的方法，Zn与Fe-PGMs合金熔化形成脆性Zn-Fe-PGMs合金，然后破碎、氧化、酸解，实现PGMs分离。具体包括以下步骤：

(1)将Fe-PGMs合金与锌进行配料、熔炼、浇铸后得到脆性Zn-Fe-PGMs合金；

(2)将Zn-Fe-PGMs合金破碎；