[发明专利]一种铅玻璃与废催化剂协同处置的方法

说明书

本发明属于固废处理技术领域，具体公开了一种铅玻璃与废催化剂协同处置的方法。该回收方法将铅玻璃、废催化剂、氧化钙和还原剂混合，在1300‑1500℃下进行熔炼，在熔体顶部喷吹氩气加强金属捕集，熔炼结束后将上层玻璃熔体倒入水中，形成基础玻璃颗粒，基础玻璃经过烧结得到微晶玻璃，Pt、Pd、Rh等金属富集在粗铅中，后续经过氧化熔炼可以分离贵金属。本发明提供的铅玻璃与废催化剂协同处置方法可将废汽车催化剂中的贵金属高效提取，同时利用铅玻璃与废催化剂成分特点，制备出高附加值的微晶玻璃产品，同时解决了铅玻璃的污染问题，环境及经济效益明显。

技术领域

本发明涉及固废处理技术领域，特别是涉及一种铅玻璃与废催化剂协同处置的方法。

背景技术

汽车尾气催化剂主要作用是将汽车尾气中的CO、CH_x及NO_x转变为无毒的CO₂、H₂O和N₂。目前在汽车中应用最广泛的是以堇青石为载体的催化剂，铂族金属颗粒涂覆在载体表面。在催化剂长期使用过程中，铂族金属因受到杂质的污染和包裹而失去其催化活性，变成失效的催化剂。我国每年产生大量的废汽车催化剂，是重要的铂族金属二次资源。目前，从废汽车催化剂中回收铂族金属的方法主要有火法冶炼、湿法和火-湿联合法。其中，火法工艺有等离子熔炼法、金属捕集法、火法氯化、高温挥发法及焚烧法。由于催化剂熔点较高，在火法处理过程中通常需要高温加热，并且需要添加大量助熔剂和捕集剂。经熔炼后的渣相含大量显热，现有技术大多只关注于铂族金属的回收，忽略了熔融渣相的利用。例如申请号为201810185054.8的专利文献中公开了“一种火法回收汽车废催化剂中贵金属铂的方法”，采用含铁氧化物作为捕集剂，通过直流电弧炉在1600-2000℃的高温下进行熔炼，上层渣液在常温下自然冷却形成玻璃态或通过水淬形成玻璃珠，其熔炼能耗高，且未对炉渣进行有效回收。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明主要的目的在于提供一种铅玻璃与废催化剂协同处置的方法，将废汽车催化剂中的铂族金属提取，同时将含铅玻璃及废汽车催化剂的其他组分制备成高附加值的微晶玻璃，实现二者的无害化和高价值回收。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铅玻璃与废催化剂协同处置的方法，包括以下步骤：

S1：将铅玻璃、废催化剂破碎至0.074-0.178mm；将铅玻璃、废催化剂与氧化钙、还原剂无烟煤混合均匀，经过压团，之后装入石墨坩埚中；将石墨坩埚放置在高温炉中，在1300-1500℃下熔炼，同时在熔体上方喷吹氩气；

S2：熔炼结束后，将上层玻璃熔体进行水淬，得到基础玻璃颗粒，下层金属熔体在空气中冷却后，分离得到铅合金；

S3：所述基础玻璃颗粒经干燥、细磨、烧结，得到微晶玻璃。

作为本发明一种优选的实施方案，所述铅玻璃为废弃阴极射线管锥玻璃，其质量百分含量的化学组成为：PbO 20-25％、SiO₂ 40-55％、K₂O 4-9％、Na₂O 3-6％、CaO 1-5％、Al₂O₃ 2-6％。

作为本发明一种优选的实施方案，所述废催化剂为废汽车三元催化剂，其化学组成为：MgO质量百分比含量8-13％、SiO₂质量百分比含量35-50％、Al₂O₃质量百分比含量25-40％、Pt含量300-700g/t、Pd含量800-1400g/t、Rh含量100-300g/t。

作为本发明一种优选的实施方案，所述铅玻璃、废催化剂、氧化钙、无烟煤混合时，其中铅玻璃与废催化剂的质量比为(1-1.5):1，氧化钙的质量为铅玻璃和废催化剂总质量的15-30％，无烟煤加入量为铅玻璃质量的2-3％。

作为本发明一种优选的实施方案，所述高温炉为中频感应炉。