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回收贵金属的方法，其具体步骤为：将含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜按比例混合，采用熔池熔炼炉冶炼，通入富氧空气，此时废树脂粉和废油燃烧放热；利用铜液的富集作用获得含贵金属铜锭从而回收贵金属，利用熔池熔炼炉，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，人工维护成本低，具有很高的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种从废催化剂中回收贵金属的方法
本专利技术涉及冶金行业
，尤其涉及的是，一种从废催化剂中回收贵金属的方法。
技术介绍
冶金行业是中国的传统行业，随着现代化、智能化的发展，冶金行业的改革也逐渐成为趋势。但是，现有技术中，主要以焙烧、湿法冶金为主。焙烧法是指，把物料(如矿石)加热而又不使熔化，以改变其化学组成或物理性质。湿法冶金是将矿石、经选矿富集的精矿或其他原料经与水溶液或其他液体相接触，通过化学反应等，使原料中所含有的有用金属转入液相，再对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。主要包括浸出、液固分离、溶液净化、溶液中金属提取及废水处理等单元操作过程。而上述这两种现有技术的冶金方法中，存在很大的缺陷和问题，焙烧法段耗能高，而湿法冶金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，且需要充分预处理，并产生大量废液。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，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。国家环保部于2016年8月1日发布了《国家危险废物名录》，其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。目前，湿法和和火法部分已在工业生产上得到了应用。现有的废催化剂处理技术主要包括湿法、火法和生物法。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。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。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
基于上述问题，本专利技术提供一种从废催化剂中回收贵金属的方法，主要应用解决
技术介绍
中提及的缺陷和问题，利用熔池熔炼炉回收废催化剂中的贵金属，普适性强，易于量产，综合回收率高，拥有很高的应用价值。本专利技术的技术方案如下：一种从废催化剂回收贵金属的方法，其具体步骤如下：Q1：预处理阶段：将含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜按比例混合，所述废催化剂、废树脂粉和废铜的按质量份数的混合比例为废铜20％～40％，废树脂粉40～60％，废催化剂10％～30％；Q2：采用熔池熔炼炉冶炼，通入富氧空气，此时废树脂粉和废油燃烧放热；Q3：澄清阶段,利用铜液的富集作用获得含贵金属铜锭从而回收贵金属。在上述技术方案中，所述熔池温度在1100℃～1300℃之间。在上述技术方案中，所述废树脂粉可为废泡棉活可提供热值的其他废料替换。作为上述技术方案的优选，在Q1步骤中，将含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜按比例混合后，再将废催化剂与废树脂粉混合压块。作为上述技术方案的优选，在Q2步骤中，还添加废铜米，与含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜同时投入熔池熔炼炉进行冶炼。在上述技术方案中，在Q2步骤中，通入富氧空气，此时废树脂粉和废油燃烧放热，其基本反应如下：CxHyOzNuSvClwBrk+[x+v+0.25(y-w)-0.5z]O2xCO2+wHCl+kHBr+0.5uN2+vSO2+0.5(y-w)H2O。在上述技术方案中，在Q3步骤中，澄清阶段的熔池温度维持在1200℃，使得Q2步骤中的铜液处于熔体状态，此时，在温度为1200℃下，铜液中铜的容重为8320kg/m3，铜液中渣的容重为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，铜液的富集作用将贵金属捕集到金属相中，从而实现回收。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废催化剂回收贵金属的方法，其特征在于，其具体步骤如下：/nQ1：预处理阶段：将含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜按比例混合，所述废催化剂、废树脂粉和废铜的按质量份数的混合比例为废铜20％～40％，废树脂粉40～60％，废催化剂10％～30％；/nQ2：采用熔池熔炼炉冶炼，通入富氧空气，此时废树脂粉和废油燃烧放热；/nQ3：澄清阶段,利用铜液的富集作用获得含贵金属铜锭从而回收贵金属。/n

【技术特征摘要】
1.一种从废催化剂回收贵金属的方法，其特征在于，其具体步骤如下：
Q1：预处理阶段：将含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜按比例混合，所述废催化剂、废树脂粉和废铜的按质量份数的混合比例为废铜20％～40％，废树脂粉40～60％，废催化剂10％～30％；
Q2：采用熔池熔炼炉冶炼，通入富氧空气，此时废树脂粉和废油燃烧放热；
Q3：澄清阶段,利用铜液的富集作用获得含贵金属铜锭从而回收贵金属。


2.根据权利要求1所述的一种从废催化剂回收贵金属的方法，其特征在于，所述熔池温度在1100℃～1300℃之间。


3.根据权利要求1所述的一种从废催化剂回收贵金属的方法，其特征在于，所述废树脂粉可为废泡棉活可提供热值的其他废料替换。


4.根据权利要求1所述的一种从废催化剂回收贵金属的方法，其特征在于，在Q1步骤中，将含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜按比例混合后，再将废催化剂与废树脂粉混合压块。


5.根据权利要求1所述的一种从废催化剂回收贵金属的方法，其特征在于，在Q2步骤中，还添加废铜米，与含贵金属的废催化剂、废树脂粉和废铜同时投入熔池熔炼炉进行冶炼。


6.根据权利要求1所述的一种从废催化剂回收贵金属的方法，其...

【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