[发明专利]一种同时回收利用切割硅废料和捕集失效催化剂中稀贵金属的方法

说明书

本发明涉及一种同时回收利用切割硅废料和捕集失效催化剂中稀贵金属的方法，属于固废资源利用领域。将硅废料、含稀贵金属的失效催化剂、造渣剂和添加剂一起进行还原熔炼，熔炼结束后渣金分离得到含稀贵金属的硅基合金和废渣；将得到的含稀贵金属的硅基合金研磨至小于74微米的粉末，经王水酸洗和过滤后得到硅粉和含稀贵金属的浸出液；将得到的硅粉经含氟酸液酸洗并过滤后得到高纯硅和含贵金属的滤液；向得到的含稀贵金属的浸出液经添加氟化物后形成沉淀，过滤后得到稀土金属氟化物沉淀和含贵金属的滤液。本发明可以同时处理两种不同工业固废，具有明显的经济效益和产业化前景。

技术领域

本发明涉及一种同时回收利用切割硅废料和捕集失效催化剂中稀贵金属的方法，属于固废资源利用领域。

背景技术

随着石油、煤炭等传统的不可再生能源的日渐枯竭和清洁生产的环保理念，清洁可再生的太阳能资源广泛受到国际上诸多国家和研究人员的关注。我国作为太阳能资源利用大国，自2013年起，我国光伏产业的太阳能电池的装机容量持续位居全球第一，而生产太阳能电池重要组件的原材料是高纯度的太阳能级硅（99.9999%），高纯度的太阳能级硅可以由低纯度的冶金级硅（99%）经过火法或者湿法技术提纯获取，这也是目前制备太阳能级硅的主要途径。太阳能电池组件的制备过程是将太阳能级硅棒或者硅锭经过切割成硅片后再进行处理使用。目前的切割方法主要有金刚线切割法和砂浆切割法，与砂浆切割法相比，金刚线切割法因其更高效、切割过程中硅损耗更低而占据市场份额越来越大。采用金刚线切割法切割硅棒时，切割线的直径大约等于所切得硅片的厚度，因此切割过程中将近35%-40%的晶硅会被切成微米级硅粉，成为切割硅废料。随着光伏产业的快速发展，产生了越来越多的硅粉废料，仅中国每年切割硅废料就达到了24万吨。硅晶体在切割过程中会带入大量杂质，如：冷却液中会带入的碳、氧元素，硅锭的固定底座被切割会带入铝元素等，这些混入的杂质总量达到了14%且难以去除。因此，如何高效地回收晶体硅切割废料是目前所面临的难题。

铂族金属主要是应用于工业中制备催化剂，例如汽车尾气净化催化剂和石油化工用催化剂。由于铂族金属对汽车尾气的净化具有特殊的催化能力，每年超过60%的铂、钯、铑都用于生产汽车尾气净化催化剂，而铂族金属资源储量非常有限，尽管很多机构都在研究新型催化剂来取代或减少铂族金属的使用，但随汽车数量的增加和环保标准的提高，对铂族金属的需求还在进一步增长。2020年，我国汽车保有量可达2.81亿辆，随着装有尾气净化装置的汽车开始大量进入报废期，预计2025年后我国每年将会产生2200万件失效汽车尾气净化催化剂。由于铂族金属资源稀少，价格昂贵，从失效汽车尾气净化催化剂中回收稀贵金属意义重大且得到各国政府的重视。另外，失效汽车尾气净化催化剂中还含有少量的、目前尚未得到有效方法回收的稀有金属。针对铂族金属和稀有金属的现状，对回收失效汽车尾气净化催化剂中的铂族金属和稀有金属的技术提出了更高的要求。除汽车尾气净化催化剂外，铂族金属也用于制造失效石油化学工业用催化剂，例如以氧化铝为载体的含铂族金属的催化剂，如何采用火-湿法联合技术从失效石油化工催化剂中回收铂族金属也是目前面临的资源回收的问题之一。因此，如果有一种方法能从失效催化剂中有效的回收利用铂族金属和稀有金属资源，将有利于稀贵金属金属资源的循环利用和环境的可持续发展。