System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法技术_技高网
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一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法技术

技术编号:41063697 阅读:11 留言:0更新日期:2024-04-24 11:16
本发明专利技术公开了一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,包括以下步骤:(1)将废汽车尾气催化剂、硬头、辅料混合均匀,其中,所述辅料为氧化钙、二氧化硅和碳酸钠;(2)将步骤(1)得到的混合料进行高温熔炼,熔炼结束后冷却,渣金分离,得到含有铂族金属的合金相。本发明专利技术采用炼锡过程中产生硬头这一工业副产物,利用硬头中锡、铁捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属,可以大大降低熔炼温度,节省能耗,整体工艺无需额外添加捕集剂,大大降低成本;硬头成分中的二氧化硅和氧化钙还可以作为造渣剂共同作用于铂族金属的捕集回收,可以节省辅料的使用,进一步降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铂族金属回收,尤其涉及一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法


技术介绍

1、铂族金属(platinum group elements,pgms)包括ru、rh、pd、os、ir和pt,共6种元素。铂族金属具有优异的催化性能和特殊的理化性质,在汽车催化剂、石油、化工、电子、首饰、投资、玻璃、制药等领域具有重要而不可取代的广泛应用,被称为“现代工业维生素”。

2、铂族金属应用广泛,其中70%的铂族金属主要应用在汽车催化剂领域。随着大批机动车使用年限的到来,将产生大量富含pgms的废汽车尾气催化剂(spent automobilecatalysts,sac)。

3、目前现有汽车尾气催化剂中铂族金属含量就已经远远超过我国矿产储量。因此,从废汽车尾气催化剂二次资源中回收铂族金属,对解决我国铂族金属矿产资源严重短缺、缓解供求矛盾、促进多行业的可持续发展具有重大意义。

4、目前的铂族金属回收技术主要可分为火法捕集、湿法浸出、微生物提取法等,但工业实际应用仍然以火法捕集工艺为主。

5、如公开号为cn102134647 a的专利文献中介绍了一种从废汽车三元催化剂中提取铂族金属的方法,利用传统铅熔炼捕集的方法将废三元催化剂中的铂族金属富集到铅锭中,然后在真空度为1~600pa条件下,加热到900℃~1200℃使铅挥发,从而得到铂族金属。该方法可将冷凝物中的铂族金属量降低至1g/t以下,铅捕集具有捕集温度低,易与贵金属分离的优势,但是其缺点也十分明显,铅是一种有毒的重金属,在捕集及挥发的过程中需要避免铅或氧化铅气体的逸散。铅捕集对铂、钯效果好,但对于铑的捕集率低,因而还需要对捕集渣中的铑进行额外的处理回收。铜捕集通常在电弧炉内进行,捕集剂主要包括铜粉、氧化铜、碳酸铜或其他含铜物料。废汽车尾气催化剂载体为堇青石,其熔点为1650℃,为了降低熔点,在熔点时加入15%~20%的氧化钙,使渣中氧化镁量调整为8%~10%,使熔炼温度降低到1300℃~1400℃。赵家春等采用铜捕集法在1400℃条件下捕集5h,pt、pd、rh回收率分别为98.2%、99.2%和97.6%。游刚等研究镍锍捕集sac中的pgms,配0.88g镍、0.98g硫、1.33g碳酸钠、2.67g硼砂,在1050℃熔炼30min的优化条件下,pt、pd和rh的检测回收率分别为99.50%、98.07%和98.99%。morcali采用铁锍捕集废催化剂中的pgms、50g废催化剂、150g溶剂(nao:b2o3=1:0.72)、10gfes2,在950℃下熔炼75min,pgms可以富集6倍,pt、pd和rh的回收率分别为99%、99%和97%。铜捕集具有捕集温度适中的优势,pgms捕集具有捕集效果好的优势,但对于得到的含pgms的铜合金中铜的分离工艺较为复杂,通常采用加压氧化浸出或者电解法,这造成后续工艺成本提高,并且电解法周期长,大大增加了工艺成本。镍锍、铁硫捕集在熔炼过程中会无法避免产生二氧化硫,需要增加烟气处理设备。

6、由此可见,现有的火法捕集方法均存在一定的技术问题,铅捕集过程容易产生剧毒的铅蒸汽,对环境污染严重且安全风险系数高;铜、镍锍捕集成本较大,捕集剂通常在原铜、镍冶炼工厂进行,不适宜单独建厂;铁捕集虽然效果好,但现行的铁捕集工艺温度高,均在1500℃以上,甚至等离子体炉温度超过2000℃,高温条件下还原产生的硅与铁形成稳定硅铁合金,为后续的处理带来极大的困难。因此需要开发一种成本较为低廉、条件更易达到的铂族金属回收方法,以期能够在工业上应用。


技术实现思路

1、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,提供一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法。

2、为解决上述技术问题,本专利技术提出的技术方案为:

3、一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,包括以下步骤:

4、(1)将废汽车尾气催化剂、硬头、辅料混合均匀,其中,所述辅料为氧化钙、二氧化硅和碳酸钠;氧化钙、二氧化硅和碳酸主要起造渣剂作用,与硬头中的部分氧化亚铁以及废催化剂中的氧化铝构成cao-sio2-al2o3-feo四元渣系,该渣系具有熔点低、粘度低的特点,能够在较低温度下达到较好的铂族金属捕集效果;

5、(2)将步骤(1)得到的混合料进行高温熔炼,熔炼结束后冷却,获得的熔炼渣可以与合金相很好的分离,可以直接渣金分离,得到含有铂族金属的合金相。

6、上述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,优选的,步骤(1)中,废汽车尾气催化剂和硬头的质量比为1:0.2~0.5。硬头用量过少,捕集效果差;用量过多,形成合金中铂族金属含量低,不能起到富集的作用,并且对后续的处理造成困难,试剂耗量大大增加。

7、上述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,优选的,步骤(1)中,所述辅料中氧化钙的加入量与废汽车尾气催化剂质量比为1:1~3,碳酸钠的加入量与废汽车尾气催化剂的质量比为1:2~5,二氧化硅的加入量与废汽车尾气催化剂的质量比为1:1~2。造渣配方各组分在本专利技术的限定的范围内,整个体系在一定温度下呈液态,但是如果超出该范围,整个体系在相同温度下不能完全融化,最终达不到效果。

8、上述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,优选的,步骤(2)中,高温熔炼的温度为1150℃~1400℃,高温熔炼的时间为1~3h。

9、上述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,优选的,所述硬头为锡冶炼过程中产生的中间产物,其主要成分包括氧化铁、氧化亚铁、二氧化锡、铁锡合金、氧化钙和二氧化硅。硬头中也含有氧化钙和二氧化硅,使用硬头协同熔炼回收废汽车尾气催化剂中的铂族金属可以减少辅料的使用量,降低整体工艺成本。

10、本专利技术采用锡生产过程中产生的硬头协同熔炼,其中,含有的铁、锡可作为共同捕集剂从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属,能够达到降低捕集温度的效果,整体工艺无需额外添加捕集剂,并且硬头中含有的氧化钙和二氧化硅可参与造渣,进一步降低了工艺成本。

11、上述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,优选的,步骤(2)中,得到的含有铂族金属的合金相的维氏硬度为450~600kgf/mm2。

12、本申请的专利技术人在研究过程中发现,使用硬头协同熔炼废汽车尾气催化剂,从其中回收得到的含铂族金属合金相比于使用铁捕集得到含铂族金属的合金更易于破碎成粉末,这一性质对于工业上后续工序中铂族金属的溶解具有十分重要的意义。专利技术人用合金的维氏硬度来表征这一性质,发现用硬头协同熔炼得到的合金维氏硬度相比于用纯铁捕集的得到合金维氏硬度提高了50%以上,宏观上表现为其脆性大,更容易破碎。

13、上述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,优选的,铂的回收率>99%、钯的回收率>99%、铑的回收率>98%。

14、与现有技术相比,本专利技术的优点在于:

15、(1)本专利技术采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(1)中,废汽车尾气催化剂和硬头的质量比为1:0.2~0.5。

3.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述辅料中氧化钙的加入量与废汽车尾气催化剂质量比为1:1~3,碳酸钠的加入量与废汽车尾气催化剂的质量比为1:2~5,二氧化硅的加入量与废汽车尾气催化剂的质量比为1:1~2。

4.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(2)中,高温熔炼的温度为1150℃~1400℃,高温熔炼的时间为1~3h。

5.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,所述硬头为锡冶炼过程中产生的中间产物,其主要成分包括氧化铁、氧化亚铁、二氧化锡、铁锡合金、氧化钙和二氧化硅。

6.如权利要求1~5中任一项所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(2)中,得到的含有铂族金属的合金相的维氏硬度为450~600Kgf/mm2。

7.如权利要求1~5中任一项所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,铂的回收率>99%、钯的回收率>99%、铑的回收率>98%。

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【技术特征摘要】

1.一种从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(1)中,废汽车尾气催化剂和硬头的质量比为1:0.2~0.5。

3.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述辅料中氧化钙的加入量与废汽车尾气催化剂质量比为1:1~3,碳酸钠的加入量与废汽车尾气催化剂的质量比为1:2~5,二氧化硅的加入量与废汽车尾气催化剂的质量比为1:1~2。

4.如权利要求1所述的从废汽车尾气催化剂中回收铂族金属的方法,其特征在于,步骤(2)中,高温熔炼的...

【专利技术属性】
技术研发人员:李栋乔晋玺郭学益田庆华
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:

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