一种通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法，包括以下步骤：(1)将富铂族金属的铜阳极泥与酸性氧化物、铜混合，得到混合物；(2)将步骤(1)中得到的混合物加热处理，然后冷却，得到含富铂族金属的合金和含SnPbFe杂质的渣。本发明专利技术的通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法对比铜冶炼产生的阳极泥采用硫酸脱铜

【技术实现步骤摘要】
一种通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法


[0001]本专利技术属于冶金领域，尤其涉及一种铜阳极泥中杂质的去除方法。

技术介绍

[0002]铂族金属(PGM)包括铂、钯、铑、锇、钌、铱6种元素，广泛用于化工及制造等领域。我国铂族金属的矿产资源及其匮乏，储量不足400t，全球占比约0.6％，目前主要依赖进口。因此，从失效催化剂、电子废弃物等二次资源中回收PGM，是解决铂族金属资源不足问题的有效途径。铂族金属中的铂(Pt)钯(Pd)铑(Rh)主要用于汽车尾气催化剂，伴随报废汽车量的增加，从失效汽车尾气催化剂中回收PtPdRh受到了广泛关注。
[0003]回收PtPdRh的众多回收方法中，以铜为捕集剂的火法富集
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电解
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阳极泥分离提纯工艺具有较高可行性和经济性。不同于以矿石为原料的铜冶炼工艺，该工艺的原料为铂族金属含量较高的失效催化剂、电子废弃物等二次资源，铜电解生成的阳极泥具有如下特点：(1)矿石的铜冶炼工艺得到的铜阳极泥(传统铜阳极泥)中PGM含量<0.5％，而该工艺得到的铜阳极泥(富铂族金属的铜阳极泥)中PGM含量较高，一般>1％；(2)火法富集普遍协同处理失效催化剂与电子废弃物，相对矿石原料种类多，电子废弃物中SnPbFe等杂质进入铜中，导致电解得到的铜阳极泥中杂质含量较高。
[0004]传统铜阳极泥与富铂族金属的铜阳极泥的成分对比如表1所示，因矿石成分波动，不同铜冶炼厂产出的阳极泥成分不同，但SnFe杂质含量一般低于富铂族金属的铜阳极泥。传统铜阳极泥一般采用硫酸浸出除铜，之后添加酸将残渣溶解，从溶解液中梯级提取PtPdRh。针对富铂族金属的铜阳极泥，若采用传统铜阳极泥的湿法处理工艺，大量SnFe杂质将进入湿法工序，增加PtPdRh提纯的难度，降低湿法提纯的效率。且富铂族金属的阳极泥中PtPdRh含量较高，若采用长流程的传统工艺将造成贵金属回收周期变长，成本增加。
[0005]表1：铜冶炼得到的阳极泥与二次资源回收得到的阳极泥的成分对比(wt％)
[0006][0007]专利CN115323187A中提出了一种通过盐酸浸出+铁粉还原去除富铂族金属阳极泥中SnPbFe杂质的方法，相对传统湿法处理工艺，具有短流程、除杂效率高的特点，然而该方法依然会产生大量酸性废水，需要额外的废水处理装置。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种
工艺流程短、去杂效率高的通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0009]一种通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法，包括以下步骤：
[0010](1)将富铂族金属的铜阳极泥与酸性氧化物、铜混合，得到混合物；
[0011](2)将步骤(1)中得到的混合物加热处理，然后冷却，得到含富铂族金属的合金和含SnPbFe杂质的渣。
[0012]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，富铂族金属的铜阳极泥为以铜为捕集剂，利用火法富集含铂族金属的二次资源后得到铜合金，再经电解得到的铜阳极泥。
[0013]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，富铂族金属的铜阳极泥中Pt、Pd、Rh的质量之和占富铂族金属的铜阳极泥干重的5
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60％。
[0014]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，所述酸性氧化物为二氧化硅，且加入二氧化硅时还加入硼砂，所述二氧化硅和硼砂的质量比为(0.2
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0.9)：1。二氧化硅为酸性氧化物，而SnPbFe的氧化物多为碱性氧化物，二氧化硅可用于与碱性氧化物混合，实现对碱性氧化物的去除。加入硼砂有利于降低反应体系的熔点和粘度，二氧化硅和硼砂其二者的质量比过低不能对杂质有效去除，质量比过高将增加除杂体系的粘度，恶化杂质去除效果。二氧化硅和硼砂的质量比需要合理控制以保证二者在加热温度下形成低熔点、低粘度的渣。
[0015]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，所述二氧化硅和硼砂的总质量与富铂族金属的铜阳极泥干重的质量比为(0.5
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1.5)：1。二氧化硅和硼砂的用量过少，杂质得不到有效去除，二氧化硅和硼砂的用量过多导致同等容积坩埚中阳极泥处理量减少，降低效率。
[0016]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，所述铜采用铜粒(优选铜单质)，所述铜粒的粒径为0.1
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5mm，所述铜粒与富铂族金属的铜阳极泥干重的质量比为(0.2
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0.9)：1。铜粒的粒径过小增加成本，较大不利于回收阳极泥中PtPdRh。铜粒用量过少，不能充分富集铂族金属，部分PtPdRh残留渣中，铜粒用量过多会导致成本增加。
[0017]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，所述加热处理的温度为1200
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1400℃，时间为2
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4h。上述加热处理的温度过低，渣中残留较高浓度的PtPdRh，降低直接回收率，加热处理的温度过高会增加能耗。保温时间过短，渣中会残留较高浓度的PtPdRh，保温时间过长会导致成本增加。
[0018]上述通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法中，优选的，所述加热处理时反应容器为粘土坩埚，混合物中不添加碳质还原剂，在空气下加热处理。本专利技术中不采用还原气氛的目的，是防止渣中SnPbFe杂质的氧化物被还原进入合金，降低杂质去除效果。
[0019]专利技术人致力于研发铜为捕集剂的火法富集
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电解
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阳极泥分离提纯工艺，回收对象为失效催化剂与电子废弃物等二次资源，深刻认识到火法富集的较广原料适应性与湿法工序的低杂质要求之间的矛盾。针对回收二次资源产生的富铂族金属的铜阳极泥，亟需一种
高效低成本的方法，通过一道工序高效去除阳极泥中SnPbFe等杂质，得到低杂质含量残渣作为后续湿法工序的原料，提高贵金属提纯的效率。针对上述问题，本专利技术推测采用如下原理：首先将富铂族金属的铜阳极泥与酸性氧化物、铜混合，得到混合物，再进行加热处理，加热处理过程中，铜阳极泥中SnPbFe杂质在空气中被氧化，生成相应的碱性氧化物与酸性氧化物二氧化硅结合，得到去除；加入硼砂有利于二氧化硅发生作用，其二者协同作用，除杂效果更优；铜阳极泥中的PtPdRh一部分重力沉降，一部分被熔化滴落的铜吸收，进入坩埚底部形成合金，相对阳极泥实现贵金属的进一步富集。采用上述处理方式，可以一步实现杂质的高效去除与贵金属的富集。
[0020]本专利技术的通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法得到高度富本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将富铂族金属的铜阳极泥与酸性氧化物、铜混合，得到混合物；(2)将步骤(1)中得到的混合物加热处理，然后冷却，得到含富铂族金属的合金和含SnPbFe杂质的渣。2.根据权利要求1所述的通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法，其特征在于，富铂族金属的铜阳极泥为以铜为捕集剂，利用火法富集含铂族金属的二次资源后得到铜合金，再经电解得到的铜阳极泥。3.根据权利要求1所述的通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法，其特征在于，富铂族金属的铜阳极泥中Pt、Pd、Rh的质量之和占富铂族金属的铜阳极泥干重的5
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60％。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的通过加热处理去除富铂族金属的铜阳极泥中SnPbFe杂质的方法，其特征在于，所述酸性氧化物为二氧化硅，且加入二氧化硅时还加入硼砂，所述二氧化硅和硼砂的质量比为(0.2
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0.9)：1。5.根据权利要求4所述的通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明钢，高元兴，郭学益，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：