一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法技术

本发明专利技术属于固废处理技术领域，具体公开了一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法。本发明专利技术方法将含铜电镀污泥和失效汽车催化剂混合，之后添加二氧化硅和助熔剂，先进行氧化熔炼，并在熔体顶部喷吹空气强化脱硫；氧化熔炼后加入还原剂，再进行还原熔炼；之后将上层玻璃熔体倒入水中，形成基础玻璃颗粒，基础玻璃颗粒经烧结得到微晶玻璃产品，失效汽车催化剂中的金属富集在铜铁合金中。本发明专利技术提供的含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置方法，可将失效汽车催化剂中的贵金属高效提取，同时利用含铜电镀污泥与废催化剂成分特点，制备出高附加值的微晶玻璃产品，解决了电镀污泥的污染问题，实现了二者的无害化和高价值回收。值回收。值回收。

【技术实现步骤摘要】
一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法


[0001]本专利技术涉及固废处理
，特别涉及一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法。

技术介绍

[0002]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失效汽车催化剂即废汽车催化剂，这是重要的铂族金属二次资源。
[0003]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。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，还需要添加大量助熔剂和捕集剂，且经熔炼后的渣相含大量显热，而现有技术大多只关注铂族金属的回收，忽略了熔融渣相的利用。在熔渣中仍残留有部分重金属，这还会导致其存在污染环境的问题。
[0004]因此，有必要找出一种处理失效汽车催化剂的新思路，以对其进行充分回收和利用，减少污染，获得更高的处理价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法，可以充分提取失效汽车催化剂中的贵金属，并且得到高附加值的微晶玻璃产品。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法，所述方法包括：
[0007](1)将含铜电镀污泥与失效汽车催化剂细磨，之后与SiO2、助熔剂混合；
[0008](2)之后置于高温炉中，于1450～1600℃下进行氧化熔炼，熔炼过程中在熔体顶部喷吹空气；
[0009](3)氧化熔炼结束后，向熔体中加入还原剂，然后保温60～120min；
[0010](4)将步骤(3)得到的熔炼体系中的上层玻璃熔体水淬，得到基础玻璃颗粒，所述基础玻璃颗粒经处理制得微晶玻璃产品；熔炼体系中的下层金属熔体在空气中冷却后，分离得到铜铁合金产品。
[0011]作为本专利技术一种优选的实施方案，步骤(1)中，先将含铜电镀污泥、失效汽车催化剂干燥，之后破碎研磨；然后和SiO2、助熔剂混合均匀，经过压团，之后放入高温炉中。
[0012]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述含铜电镀污泥与失效汽车催化剂的质量比为(1～2):1。
[0013]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述SiO2添加量为所述失效汽车催化剂质量的15～30％。
[0014]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述助熔剂选自Na2CO3、CaF2和硼砂中的一种或几种，助熔剂添加量为所述含铜电镀污泥和所述失效汽车催化剂总质量的3～8％。
[0015]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述氧化熔炼的时间为30～60min；熔炼过程中在熔体顶部喷吹空气的流量为0.4～0.8L/min。
[0016]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述还原剂为无烟煤，无烟煤的加入量为所述含铜电镀污泥质量的3～6％；保温温度为1400～1550℃。
[0017]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述基础玻璃颗粒处理包括烧结处理，所述烧结处理为：以5～10℃/min的升温速率将所述基础玻璃颗粒加热至950～1150℃，保温1～3h后随炉冷却，得到微晶玻璃产品。
[0018]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述微晶玻璃产品中铂钯铑含量均≤10g/t，铜含量≤0.8％；和/或，所述铜铁合金产品中铂钯铑总含量为0.75～1.60％，铁含量为5～10％，铜含量≥85％，铂钯铑的综合回收率≥98％。
[0019]作为本专利技术一种优选的实施方案，本专利技术的所述含铜电镀污泥为电镀污水经化学沉淀处理后产生的污泥，其质量百分含量组成为：Cu 6～12％、CaO 15～25％、S 8～15％、Fe2O
3 3～8％、SiO
2 3～6％、MgO 1～2％、Al2O
3 1～2％。
[0020]作为本专利技术一种优选的实施方案，本专利技术的所述失效汽车催化剂的质量百分比组成为：MgO 8～13％、SiO
2 35～50％、Al2O
3 25～40％、Pt 300～1000g/t、Pd 800～2000g/t、Rh 100～300g/t。
[0021]本专利技术提供了一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法，将含铜电镀污泥和失效汽车催化剂混合，之后添加二氧化硅和助熔剂，先在1450～1600℃下进行氧化熔炼，并在熔体顶部喷吹空气强化脱硫；氧化熔炼后加入还原剂，再进行还原熔炼；之后将上层玻璃熔体倒入水中，形成基础玻璃颗粒，基础玻璃颗粒经烧结得到微晶玻璃产品，失效汽车催化剂中的Pt、Pd、Rh等金属富集在铜铁合金中，得到铜铁合金产品。铜铁合金产品后续经电解精炼可以分离得到贵金属。
[0022]本专利技术方法利用含铜电镀污泥中的石膏，其在高温高氧分压的环境下先失去结晶水，再分解为CaO、SO2和O2实现脱硫；加入还原剂进入还原熔炼过程，铜和铁经过碳热还原产出铜铁，在高温下与铂族金属反应生成合金，实现对铂族金属的捕集，铁对铑有更好的捕集效果，可以弥补铜对铑捕集率低的缺陷。其中高温炉优选采用中频感应炉，可以产生电磁搅拌，可促进金属颗粒与铂族金属接触，使反应更充分。含铜电镀污泥在脱硫后含有大量的CaO，可以大大降低废汽车催化剂的熔体黏度，通过加入助熔剂可以降低熔体熔点，改善玻璃熔体的流动性，促进捕集。含铜电镀污泥提供了微晶玻璃所需的CaO，添加的助熔剂可以改善微晶玻璃的析晶性能，提高析晶活化能，促进烧结；废汽车催化剂提供微晶玻璃所需的SiO2、Al2O3。经还原熔炼，铜捕集铂族金属，不断聚集、长大，最后沉降到底部，形成金属层；在金属层的上部为玻璃熔体，主要含SiO2、CaO和Al2O3，是微晶玻璃的主要成分。还原熔炼结束后，将上层的玻璃熔体倒入水中，形成基础玻璃颗粒，基础玻璃在晶化温度附近进行烧结，即得到微晶玻璃产品。下层金属熔体在空气中冷却后，分离得到铜铁合金产品。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：
[0024](1)利用廉价易得的含铜电镀污泥作为捕集剂，将失效汽车催化剂中的铂族金属高效回收，减少了辅助添加剂、捕集剂的用量，实现“以废治废”，产出的铜铁合金可以通过
电解精炼的方式分离铜产品和铂族金属，降低了生产成本。
[0025](2)含铜电镀污泥中铜以氢氧化铜形式存在，升温过程中会脱水转化为氧化铜，熔炼时铜在熔体中停留时间长，铂族金属捕集效率高，同时电镀污泥中铁也可捕集铂族金属，与铜协同作用，强化捕集效果。
[0026](3)将含铜电镀污泥作为捕集剂还可以降低废汽车催化剂的熔点及黏度，从而减少能耗，提高捕集效率。
[0027](4)充分利用了含铜电镀污泥和失效汽车催化剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将含铜电镀污泥与失效汽车催化剂细磨，之后与SiO2、助熔剂混合；(2)之后置于高温炉中，于1450～1600℃下进行氧化熔炼，熔炼过程中在熔体顶部喷吹空气；(3)氧化熔炼结束后，向熔体中加入还原剂，然后保温60～120min；(4)将步骤(3)得到的熔炼体系中的上层玻璃熔体水淬，得到基础玻璃颗粒，所述基础玻璃颗粒经处理制得微晶玻璃产品；熔炼体系中的下层金属熔体在空气中冷却后，分离得到铜铁合金产品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜电镀污泥与失效汽车催化剂的质量比为(1～2):1。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述SiO2添加量为所述失效汽车催化剂质量的15～30％。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述助熔剂选自Na2CO3、CaF2和硼砂中的一种或几种，助熔剂添加量为所述含铜电镀污泥和所述失效汽车催化剂总质量的3～8％。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化熔炼的时间为30～60min；熔炼过程中在熔体顶部喷吹空气的流量为0.4～0.8L/min。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述还原剂为无烟煤，无烟煤的加入量为所述含铜电镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建芳，郑瑞立，刘勇，刘牡丹，刘珍珍，吕先谨，马致远，饶金山，刘超，胡红喜，张颖，
申请(专利权)人：广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，
类型：发明
国别省市：