【技术实现步骤摘要】
本专利技术技术涉及一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，具体涉及一种两段火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，属于贵金属提取分离领域。
技术介绍
1、含铂钯铑的三元催化剂能将co、hc、nox转化为无毒的co2、h2o、n2，因此铂族金属被广泛应用于汽车尾气净化催化剂中。每个三元催化剂中使用铂族金属1～2g，使用10万公里左右就将失效替换，目前每年替换下来的加上报废车的三元废催化剂超过20000吨，含铂钯铑约40t，价值200亿元左右。因此，开发三元催化剂中高效回收贵金属的技术，具有重要的经济效益和社会效益。
2、目前从汽车三元催化剂中回收贵金属，可分两大类种处理工艺，一是全湿法回收工艺，二是火法加湿法联合工艺。
3、有文献报道(周俊等从粒状汽车废催化剂中回收铂族金属[j].有色金属：冶炼部分，1996(2):5.doi:cnki:sun:mete.0.1996-02-008.)采用硫酸盐化焙烧-水浸法，将汽车净气废催化剂中的γ-氧化铝转化为可溶性的硫酸铝，用水溶解硫酸铝，但大部分铂族金属留在残渣中，获得的产物回收率不高，且溶液过滤困难，产出的废水也多。
4、中国专利cn1385545a公开了一种从汽车尾气废催化剂中回收铂、钯、铑等金属的方法，采用常压溶解法处理汽车尾气催化剂，处理流程如下：废催化剂破碎→无机酸溶解→离子交换→铵化分铂→络合提钯→铜粉置换铑，铂、钯、铑的收率分别为96％、97％、90％，但淋洗液中的铂钯采用传统的沉淀分离工艺，需要多次反复沉淀分离，造成铂钯分散，影响直收率。
5、也有文献报道提出通过加压碱浸预处理，再加压氰化浸出汽车费催化剂中的贵金属工艺，对于没有使用过的次品三元催化剂，铂、钯、铑的浸出率分别达到98％、99％、96％。但浸出在高压下进行，并大量使用剧毒氰化物，可能带来较大危险，而且对于用过的废催化剂，未能克服浸出率不高、浸出率不稳定等问题。
6、以上全湿法处理工艺流程短，但铂钯铑浸出率偏低，造成总回收率低；而且全湿法工艺废水量较大，废水中还含有大量的氯根难以处理，同时浸出渣仍然是危险废物难以处置。因此，目前的主流工艺均先采取火法熔炼富集铂钯铑，然后再用湿法溶解分离纯化。
7、中国专利cn104073641a公开了一种等离子熔炼富集回收工艺从失效汽车催化剂中回收贵金属，其通过加入磁铁矿捕收剂，焦炭为还原剂，氧化钙和萤石为造渣剂，熔炼温度1500～1600℃。另外中国专利cn108441647a公开了一种火法回收汽车废催化剂中贵金属铂的方法，其利用火法熔炼过程加入了氧化铁为捕收剂，还加入了大量的炭为还原剂，熔炼温度1600～2000℃。还有文献报道(李勇，贺小塘，熊庆丰，等.熔炼法从失效汽车尾气催化剂中富集回收铂钯铑[j].有色金属：冶炼部分，2017(8)：40-43页))公开了一种熔炼法从失效汽车尾气催化剂中富集回收铂钯铑的方法，对失效汽车三元催化剂进行了熔炼富集铂族金属研究，fe3o4为捕集剂、焦炭为还原剂、cao为造渣剂，熔炼温度1450℃，金属铂钯铑的综合回收率可达到97％以上。
8、以上火法熔炼富集回收技术的特点是富集比大、流程简短、生产效率高、无废水污染。但目前熔炼法处理汽车三元催化剂时，存在两方面的问题：一是贵金属的富集倍数较低，一般铁的加入量为三元催化剂原料量的10％左右，贵金属富集10倍左右；二是目前火法富集工艺以铁或氧化铁为捕收剂，加入焦炭类还原剂，在高温熔炼时，三元催化剂自身的炭质及加入的焦炭，易将堇青石中的二氧化硅部分还原为单质硅，与铁熔合生成高硅铁，硅铁与铂族金属形成新合金相，此合金具有极强的抗酸、抗碱性质，增加了后续浸铁及浸出贵金属的难度，影响了铂钯铑的回收率。
技术实现思路
1、针对现有技术的废旧三元催化剂中回收铂钯铑的方法中存在的火法熔炼富集倍数低及生成硅铁增加了后续浸铁及浸出贵金属的难度等缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法。该方法利用两段熔炼富集不仅实现了铂钯铑的高效回收，同时，由于二次熔炼过程中结合铅对铂钯铑贵金属的熔合性特点，将铂钯铑转移到贵铅中富集，再通过贵铅真空吹炼脱铅，得到高品位的铂钯铑富集物，避免了硅铁合金的难浸出问题。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，该方法是将废旧三元催化剂经过破碎研磨后，与造渣剂、还原剂和含铁捕收剂混合压团，所得团块进行一次熔炼，得到贵铁和冶炼渣；所述贵铁与铅粉和碳质还原剂混合压团，所得团块进行二次熔炼，所得熔体经过冷却、切割分离得到贵铅和铁块；所述贵铅经真空吹炼脱铅，得到铂钯铑合金和含铅烟尘。
3、本专利技术的关键在于采取了两段熔炼富集工艺，先经过一次熔炼工艺得到富集10倍左右的含铂钯铑的贵铁，然后再向贵铁中加入经碳质还原剂还原的铅粉进行二次熔炼，由于铅与铁的不互溶性，及铅对铂钯铑贵金属具有更强的熔合性，贵铁中的贵金属转移到金属铅中生成贵铅，而硅杂质则残留在铁块中，而铂钯铑贵金属则得到二次富集，通过二次富集可以使贵金属得到3～5倍的富集，含量为10～15％。最后对贵铅进行真空吹炼脱铅，得到品位高达80％的铂钯铑富集物，这是目前火法+湿法富集工艺，经过复杂的湿法除铁及贵金属溶出再置换富集也不能达到的效果。而真空脱除出的铅及氧化铅可经过冷却收尘，返回贵铁中加铅熔炼，实现了铅的闭路循环利用。
4、作为一个优选的方案，所述废旧三元催化剂破碎研磨至粒度小于80目。进一步优选的废旧三元催化剂破碎后的粒度小于100目。本专利技术对废旧三元催化剂进行破碎研磨处理，一方面通过研磨会产生大量的表面能，破坏废旧三元催化剂的晶体结构，增加了表面活性位点的数量和可达到的面积，从而有利于后续熔炼及富集的进行。另一方面通过控制破碎后的粒度，使后续熔炼过程中更加高效和稳定，同时也利于废旧三元催化剂与捕收剂接触，提高贵金属富集物的品位。
5、作为一个优选的方案，所述废旧三元催化剂、造渣剂、还原剂和含铁捕收剂的质量比为10∶(2～5)∶(0.5～1)∶(1～2)。本专利技术通过对废旧三元催化剂、造渣剂、还原剂和含铁捕收剂的质量比调整及选择，以达到最佳的熔炼富集工艺效果。作为一个优选的方案，所述碳质还原剂为炭粉。
6、作为一个优选的方案，所述含铁捕收剂为铁粉和/或氧化铁粉。
7、作为一个优选的方案，所述造渣剂为二氧化硅、氧化钙和无水硼砂的混合物。
8、作为一个优选的方案，所述一次熔炼中的还原剂为炭粉。
9、作为一个优选的方案，所述一次熔炼的条件为：温度为1400～1800℃，时间为4～6h；进一步优化的温度为1500～1600℃。作为一个优选的方案，所述二氧化硅、氧化钙和无水硼砂的质量比为(3～2.5)：(2～1.5)：(1～0.5)。
10、作为一个优选的方案，所述铅粉的用量为所述贵铁质量的20～30％。本专利技术二次熔炼中添加的少量的铅粉即可实现贵铅中贵金属的含量得到3～5倍的提升，而且贵本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：将废旧三元催化剂经过破碎研磨后，与造渣剂、还原剂和含铁捕收剂混合压团，所得团块进行一次熔炼，得到贵铁和冶炼渣；所述贵铁与铅粉和碳质还原剂混合压团，所得团块进行二次熔炼，所得熔体经过冷却、切割分离得到贵铅和铁块；所述贵铅经真空吹炼脱铅，得到铂钯铑合金和含铅烟尘。
2.根据权利要求1所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述废旧三元催化剂破碎研磨至粒度小于80目。
3.根据权利要求1所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述废旧三元催化剂、造渣剂、还原剂和含铁捕收剂的质量比为10∶(2～5)∶(0.5～1)∶(1～2)。
4.根据权利要求3所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述二氧化硅、氧化钙和无水硼砂的质量比为(3～2.5)：(2～1.5)：(1～0.5)。
6.根据权利要求1所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的
7.根据权利要求6所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述二次熔炼的条件为：温度为1400～1500℃，时间为3～4h。
9.根据权利要求1所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述真空吹炼脱铅的条件为：温度为850～950℃，时间为5～6h，真空度为300～400mmHg。
10.根据权利要求1～9任一项所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：将废旧三元催化剂经过破碎研磨后，与造渣剂、还原剂和含铁捕收剂混合压团，所得团块进行一次熔炼，得到贵铁和冶炼渣；所述贵铁与铅粉和碳质还原剂混合压团，所得团块进行二次熔炼，所得熔体经过冷却、切割分离得到贵铅和铁块；所述贵铅经真空吹炼脱铅，得到铂钯铑合金和含铅烟尘。
2.根据权利要求1所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述废旧三元催化剂破碎研磨至粒度小于80目。
3.根据权利要求1所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：所述废旧三元催化剂、造渣剂、还原剂和含铁捕收剂的质量比为10∶(2～5)∶(0.5～1)∶(1～2)。
4.根据权利要求3所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑的方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种火法富集废旧三元催化剂中铂钯铑...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志平，
申请(专利权)人：核工业北京化工冶金研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。