一种从废催化剂中回收贵金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种从废催化剂中回收贵金属的方法，将含贵金属的废催化剂和废树脂粉混合压块，再与废铜混合，投入熔池熔炼炉冶炼，冶炼过程中通入空气，待含贵金属的铜液与渣分离后，收集含贵金属的铜液铸锭，利用铜液的富集作用获得含贵金属铜锭从而回收贵金属。本发明专利技术方法普适性强，易于量产，综合回收率高，可同时处理多种废催化剂；工艺流程短，预处理简单；能耗低，不需要焙烧；无废液废渣等二次污染，是一种绿色高效的资源回收技术。

【技术实现步骤摘要】
一种从废催化剂中回收贵金属的方法
本专利技术属于废催化剂回收
，具体涉及一种从废催化剂中回收贵金属的方法。
技术介绍
催化剂在工业生产中占有重要地位，是生产技术的核心。特别是化学工业，使用催化剂技术的行业约占90％以上。随着使用时间的延长，催化剂会因热老化、有毒物质毒害、污染物堵塞孔道、抗碎强度欠佳等原因使催化剂部分或完全失活，无法继续使用。再加上工业发展导致的各种催化剂需求量的不断增加，因此，全球每年都会产生大量的废催化剂。废催化剂中贵金属或其他有价金属含量较高，特别是铂、钯和铑等铂族贵金属，因其耐高温、抗腐蚀、催化活性优异等良好特性，广泛应用于石化、航空航天、汽车、电子电器、能源和环保等领域。据统计，工业上90％以上的铂族贵金属存在于废弃石化催化剂、废弃汽车尾气催化剂、废弃制药及精细化工均相催化剂中。我国每年产生废弃汽车尾气催化剂、废弃石化催化剂和废弃制药及精细化工催化剂分别为20000吨、5000吨和2000吨，铂族贵金属总量分别约37.5吨、10吨和2吨。回收铂族贵金属年生产总值高达100亿元以上，具有较大的经济效益。此外我国铂族等贵金属矿产资源非常匮乏，年产量不足3吨，依存对外进口占比高达98％以上，但我国己经成为全球最大的铂族贵金属消费国，消费量占世界30％以上，供需严重不平衡。因此，开展铂族贵金属废弃资源回收再利用是解决我国铂族等贵金属可持续发展的唯一途径。目前，我国对废弃催化剂中铂族贵金属的回收体系有待进一步完善，政府也没有成立专门对废催化剂处理的管理部门，废催化剂中二次资源综合回收再利用尚处于起步阶段。国外著名的贵金属公司通过在我国建立分公司收购大量的废催化剂，在分公司进行收购、磨粉、取样分析后运往国外公司本部进行铂族等贵金属的进一步提取，大批含有贵金属的宝贵资源流到国外。国家环保部发布的《国家危险废物名录》，将废催化剂明确纳入HW50类危险废弃物，明确了此类危险废物禁止向国外转移，并迫切需要国内建立废弃催化剂的高效、可持续处置技术准则，保证废催化剂的绿色可持续回收。因此，废弃催化剂的铂族等贵金属的绿色回收对我国的先进技术水平提出了新的要求。废弃催化剂的回收过程一般主要包括前处理、富集和提取精炼三个部分。首先对不同类型的催化剂进行挑选、打磨和筛分等预处理，并对样品进行取样采用消解等方法获取废催化剂的主要金属成分，从而确定等级；金属富集的方法主要包括酸解、电解和熔炼等；最后进行金属之间的相互分离，得到目标金属产品。金属的富集是废催化剂金属回收的重要环节，是决定金属回收率高低的关键，直接关系到企业的经济效益。现有的富集方法主要以湿法、火法和生物法为主。湿法富集一般是将废催化剂破碎后，用酸性溶液溶解废催化剂粉末，使金属进入酸性溶液，从而从载体上分离出来。浸出剂是决定回收率的关键，应用较为成熟的浸出剂包括王水、盐酸-氧化剂、硫酸-氯化钠、氰化物、超临界流体等。火法富集是指铂族等贵金属与贱金属形成合金，载体造渣，达到富集铂族等贵金属的目的。由于铂族等贵金属的电负性高，电极电位较正，在废催化剂进行还原熔炼过程中，铂族等贵金属先于铜、铁、镍、铝等贱金属还原，而在氧化过程中后于贱金属被氧化，从而可以将铂族等贵金属富集到金属相或锍相中。生物法是将微生物的代谢产物进一步的进行沉积、氧化还原、离子交换等物理化学作用富集金属的过程。但生物法中微生物的培养繁殖条件较为严格、不同原料的适应性差、金属的浸出时间长，限制了其大规模应用。所以工业上现有技术主要以湿法和火法为主。而湿法回收废弃催化剂的过程中使用王水、盐酸-氧化剂、硫酸-氯化钠等酸性浸出体系过程中，每个工序只能针对一种特定贵金属成分，不适用于种类繁多的催化剂，需要充分预处理，并且产生大量废液，对反应釜的耐腐蚀性要求较高；当在氰化物体系中提取废催化剂中贵金属时，会存在严重的环境和安全风险，从而使氰化物的应用也受到了限制。此外，超临界萃取技术实施条件苛刻，萃取后试剂不能直接再利用，成本高，设备投资大，很难实现规模化生产。现有火法技术以焙烧为主，焙烧段耗能高，焚烧段耗能高，铜、铅、镍等金属捕集存在重金属污染、等离子体铁捕集因熔炼温度高致难溶的硅铁合金生成，不利于生态环境的可持续发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有技术中存在的问题，提供一种从废催化剂中回收贵金属的方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种从废催化剂中回收贵金属的方法，包括以下步骤：S1.将含贵金属的废催化剂和废树脂粉混合压块，再与废铜混合，投入熔池熔炼炉冶炼，冶炼过程中通入空气，熔池温度为1100-1300℃；其中，废催化剂占混合物的10-30wt％，废铜占混合物的20-40wt％，废树脂粉占混合物的40-60wt％；S2.待经S1处理后含贵金属的铜液与渣分离后，收集含贵金属的铜液铸锭，即可。本专利技术首先将废催化剂与废树脂粉混合压块，利用废催化剂所含油产生的黏性防止树脂粉散失，树脂粉包裹又可防止废催化剂的油在输送带等部位遗洒；再与铜含量90％以上的废铜米混合，投入熔池熔炼炉进行冶炼；通入空气，此时废树脂粉和废油燃烧放热，基本反应如下：CxHyOzNuSvClwBrk+[x+v+0.25(y-w)-0.5z]O2xCO2+wHCl+kHBr+0.5uN2+vSO2+0.5(y-w)H2O温度维持在1200℃左右，使得铜液及渣处于熔体状态。由于铜的容重为8320kg/m3，渣的容重为2700kg/m3。由于比重不同，金属铜沉入炉底形成铜液，惰性成分形成渣浮于熔体上部，使渣和铜液得以澄清沉淀分离。利用铜液的富集作用将贵金属捕集到金属相中，实现回收。渣为铁硅钙铝四元型渣，相对火法技术生成的硅铁合金更利于回收。产生的熔融含贵金属的铜液经铸锭机铸锭，产品有粗铜锭和含贵金属粗铜锭两种。其中铜回收率高于98％，贵金属回收率高于95％。进一步地，含贵金属的废催化剂中包括三氧化二铝25-35wt％，二氧化硅40-50wt％，三氧化二铁含量约5-15wt％，铜含量2-6wt％，贵金属含量0.3-8wt％。废催化剂为石化炼化行业催化剂，另还含有少量积碳等。进一步地，贵金属为铂、铑、钯或银；其他性质类似的贵金属也可采用本专利技术方法。进一步地，废铜中含铜量大于90wt％。进一步地，废树脂粉中包括二氧化硅30-45wt％，三氧化二铝4-6wt％，氧化钙5-9wt％，有机物40-55wt％，铜1-2wt％。进一步地，废树脂粉由废泡棉替代；也可采用其他能够提供热值的废料。进一步地，冶炼过程中产生的高温烟气经过处理后排放，其处理具体为：对高温烟气依次进行脱硝、骤冷、活性炭吸附、集尘、碱液吸收和电除雾后排放，其中集尘的收集物返投入熔池熔炼炉中。进一步地，碱液吸收后产出的废液采用蒸发浓缩结晶回收。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术方法通过将废催化剂、废树脂粉和废铜混合，投入熔池熔炼炉在高温下进行冶炼，以废树脂粉作为提供热值的材料，废铜熔融状态下作为富集贵金属的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废催化剂中回收贵金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.将含贵金属的废催化剂和废树脂粉混合压块，再与废铜混合，投入熔池熔炼炉冶炼，冶炼过程中通入空气，熔池温度为1100-1300℃；其中，废催化剂占混合物的10-30wt％，废铜占混合物的20-40wt％，废树脂粉占混合物的40-60wt％；/nS2.待经S1处理后含贵金属的铜液与渣分离后，收集含贵金属的铜液铸锭，即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种从废催化剂中回收贵金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将含贵金属的废催化剂和废树脂粉混合压块，再与废铜混合，投入熔池熔炼炉冶炼，冶炼过程中通入空气，熔池温度为1100-1300℃；其中，废催化剂占混合物的10-30wt％，废铜占混合物的20-40wt％，废树脂粉占混合物的40-60wt％；
S2.待经S1处理后含贵金属的铜液与渣分离后，收集含贵金属的铜液铸锭，即可。


2.根据权利要求1所述的从废催化剂中回收贵金属的方法，其特征在于，所述含贵金属的废催化剂中包括三氧化二铝25-35wt％，二氧化硅40-50wt％，三氧化二铁含量约5-15wt％，铜含量2-6wt％，贵金属含量0.3-8wt％。


3.根据权利要求2所述的从废催化剂中回收贵金属的方法，其特征在于，所述贵金属为铂、铑、钯或银。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清斌，陈梦君，毕朝文，黄文，
申请(专利权)人：安兴环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51