一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法技术

本发明专利技术提供了一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，其步骤包括：将镍铁尾渣、汽车废催化剂、碳还原剂、氧化钙熔剂及铁捕集剂混合均匀得到混合物；将混合物焙烧得焙烧产物；将焙烧产物熔炼捕集得玻璃渣和含铂族金属的铁合金。本发明专利技术提供的一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，工艺流程短、效率高且成本低。效率高且成本低。效率高且成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法


[0001]本专利技术涉及资源回收
，特别涉及一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法。

技术介绍

[0002]铂族金属主要包括钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)六种金属元素，由于其优良的耐腐蚀性、抗氧化性、延展性和导电导热性等特性，被广泛应用于石油化工、航空航天、环境保护、工农业、军工和高新技术等诸多领域。近年来，各个行业的科技水平发展迅速，对铂族金属的需求日益增加。而如废汽车催化剂等二次资源中存在着大量的铂、铑、钯等铂族金属，所以加强对二次资源的综合利用，从二次资源中提取回收铂族金属就显得尤为重要。
[0003]目前，汽车尾气催化剂是国内最大铂族金属应用领域，使用在汽车尾气催化剂中的铂、铑和钯占全国总需求的60％以上，其中铑占至总需求量的80％
‑
90％。使用量巨大的同时，废汽车催化剂的产量也逐年攀升，作为危险固体废弃物，亟待处理与回收利用，以达到环保无害化及铂族金属的二次利用。
[0004]当前，从废弃汽车催化剂中回收利用铂族金属的方法主要分湿法和火法两种。其中，火法冶炼使用铜铅铁镍等与铂族金属亲和力强的贱金属作为捕集剂，且相对于湿法工艺来讲，有着废水废气少、铂族金属回收率高、处理量大等特点，在铂族金属回收利用领域应用较多。
[0005]专利CN111575489 A公开了一种火法处理废汽车尾气催化剂的方法，其步骤为：(1)将废汽车尾气催化剂进行粗磨和超细磨，随后与含铜危险废弃物混合制粒；(2)加入富氧侧吹炉进行熔炼，用含铜危险废弃物中的铜作为捕集剂捕集稀贵金属；(3)将步骤(2)得到的冰铜和粗铜吹炼和精炼，得到铜阳极板并进行电解，得到铜阳极泥；(4)将步骤(3)得到的阳极泥进行湿法提取工艺，提取铂、铑和钯等稀贵金属；(5)炉渣综合利用；(6)炉烟气综合利用。该方法以Cu为捕集剂，可以有效的回收汽车废尾气催化剂中的铂族金属等稀贵金属，而且同时处理了汽车废尾气催化剂和含铜危险废弃物。但是通过电解阳极铜获取其中的铂族金属，加大了提取成本而且延长了整个回收周期，而且还有废水难以处理等问题。
[0006]专利CN 102134647 A公开了一种从废汽车三元催化剂中提取铂族金属的方法，这个方法主要利用了铅金属熔炼捕集法。该方法将废汽车三元催化剂用铅金属以现有技术进行熔炼捕集，得到铅合金，随后，进行真空蒸馏，将铅和铂族金属分离。该方法工艺简单、成本低，但是由于铅易挥发而且有毒性，回收过程中容易对环境造成污染，危害工作人员的健康，并且该方法还存在着原料适应性差，工艺流程长，金属浸出率低等缺点。
[0007]专利CN109338107 A公开了一种废三元催化剂综合环保循环利用的方法，该方法主要利用铁系金属作为捕集剂回收铂族金属，步骤如下：(1)对废三元催化剂的废汽车排气管进行破碎与分离，得到废三元催化剂；(2)将通过步骤(1)得到的废三元催化剂进行焚烧并制成粉末；(3)采用电弧炉对步骤(2)得到的废三元催化剂粉末进行干法提取熔炼，得到
富集了铂族金属的铁块和无害化的废三元催化剂载体；(4)采用分级萃取和树脂吸附的工艺对铁块和铂族金属进行分离，再对铂族金属进行进一步的提纯，得到纯度在99.9％以上的铂族金属。这种火法与湿法相结合的方法，回收率高，得到的铂族金属纯度也达到了工业应用的级别。但这种方法，存在工艺过程较为繁琐，能耗较高、废物处理种类单一，辅料加入种类和数量多，后续尾渣处理成本高等缺点，因此，整体回收成本较高，经济效益较低。
[0008]因此，当前亟需一种工艺流程短、效率高且成本低的回收汽车废催化剂中铂族金属的方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺流程短、效率高且成本低的以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，包括如下步骤：
[0011]将镍铁尾渣、汽车废催化剂、碳还原剂、氧化钙熔剂及铁捕集剂混合均匀得到混合物；
[0012]将混合物焙烧得焙烧产物；
[0013]将焙烧产物熔炼捕集得玻璃渣和含铂族金属的铁合金。
[0014]进一步地，所述汽车废催化剂和镍铁尾渣的质量比控制为(30～10)：(70～90)，所述碳还原剂的质量为所述汽车废催化剂质量的5.9wt％～23wt％，且碳还原剂的质量为将所述镍铁尾渣中铁氧化物全还原的理论用量的1.4～1.6倍，所述铁捕集剂的质量为所述汽车废催化剂质量的2.0wt％～59wt％，且铁捕集剂的质量要保证铂族金属在所述铁合金中的含量在0.2％以上。
[0015]进一步地，所述混合物的三元碱度控制在0.6～0.8。
[0016]进一步地，所述镍铁尾渣、汽车废催化剂、碳还原剂、氧化钙及铁捕集剂均为破碎至150
‑
250目的粉末。
[0017]进一步地，所述碳还原剂为冶金焦炭或煤粉，所述铁捕集剂为铁粉。
[0018]进一步地，所述混合物焙烧在马弗炉中进行，焙烧温度为800～1000℃，焙烧时间为1
‑
2h。
[0019]进一步地，所述焙烧产物在中频感应炉中熔炼，熔炼温度为1550～1600℃，熔炼时间为1～2h。
[0020]进一步地，所述焙烧产物中的渣系为SiO2‑
CaO
‑
Al2O3‑
MgO
‑
FeO五元渣系，所述SiO2、CaO、Al2O3、MgO和FeO在渣系中的质量占比为：SiO2：CaO：Al2O3：MgO：FeO＝(39.3～51.9)：(3.8～5.1)：(38.1～18.4)：(18.2～24.0)：(0～2)。
[0021]进一步地，所述焙烧产物熔炼捕集过程中自然分层，上层为所述玻璃渣，下层为含铂族金属的铁合金。
[0022]进一步地，所述焙烧产物熔炼捕集完成后倒掉上层的玻璃渣，下层的含铂族金属的铁合金冷却与分离得到含铂族金属的铁合金。
[0023]本专利技术提供的一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，用镍铁尾渣作为熔剂，回收汽车废催化剂中铂族金属，在处理废汽车催化剂回收铂族金属的同
时，同时处理了镍铁尾渣这种固体废弃物，而且大幅减少了铁捕集剂和造渣材料的加入量，提高了二次资源的利用率，并节约了资源，降低了成本，提高了经济效益。
[0024]并且，本专利技术提供的一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，主要经过焙烧与熔炼捕集两个过程，整个工艺流程较短，不仅能同时处理多种固体废弃物，而且资源投入少，对环境友好，生产成本低，经济效益高。
[0025]同时，本专利技术提供的一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，由于熔炼捕集后上层为玻璃渣，下层产生为含铂族金属的铁合金，玻璃渣能够很好地固定含铂族金属的铁合金，而且冷却过后也能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：将镍铁尾渣、汽车废催化剂、碳还原剂、氧化钙熔剂及铁捕集剂混合均匀得到混合物；将混合物焙烧得焙烧产物；将焙烧产物熔炼捕集得玻璃渣和含铂族金属的铁合金。2.根据权利要求1所述的以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述汽车废催化剂和镍铁尾渣的质量比控制为(30～10)：(70～90)，所述碳还原剂的质量为所述汽车废催化剂质量的5.9wt％～23wt％，且碳还原剂的质量为将所述镍铁尾渣中铁氧化物全还原的理论用量的1.4～1.6倍，所述铁捕集剂的质量为所述汽车废催化剂质量的2.0wt％～59wt％，且铁捕集剂的质量要保证铂族金属在所述铁合金中的含量在0.2％以上。3.根据权利要求1所述的以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述混合物的三元碱度控制在0.6～0.8。4.根据权利要求1所述的以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述镍铁尾渣、汽车废催化剂、碳还原剂、氧化钙及铁捕集剂均为破碎至150
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250目的粉末。5.根据权利要求1所述的以镍铁尾渣为熔剂回收汽车废催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述碳还原剂为冶金焦炭或煤粉，所述铁捕集剂为铁粉。6.根据权利要求1所述的以镍铁尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树臣，杨子晏，肖发新，涂赣峰，刘川，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：