提取稀贵金属的方法技术

本发明专利技术涉及提取稀贵金属的方法，其包括以下步骤：将含稀贵金属原料与金属氯化物混合；在大约450-800℃的温度下用氯气和一氧化碳的混合气体处理混合物；将混合物降温后用盐酸浸取；然后过滤洗涤。该方法提取率高、重现性好、用时少，不但可用于基本上完全回收原料中的稀贵金属，而且可用于对原料中的这些金属进行准确的定量分析。本发明专利技术的方法尤其用于处理废旧汽车催化剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地涉及提取贵金属例如钼族金属、稀土金属例如镧铈和稀有金属例如钒镓的方法，尤其是提取废旧汽车催化剂中钼族金属和稀土镧铈的方法。
技术介绍
稀贵金属包括贵金属、稀土金属和稀有金属这三类。其中贵金属有8种，它们是金、银、钼、钌、钯、铑、铱、锇，其中钼、钌、钯、铑、铱、锇又称为钼族金属。稀土金属有17种， 它们是镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。稀有金属有17种，地壳中含量稀少，提取难度较大，它们是锂、铍、钛、铷、铯、钨、钼、钒、铼、钽、铌、锆、铪、镓、铟、 铊、锗。中国钼族金属天然矿物资源储量极度匮乏，2008年查明的钼族金属资源储量为 324. 13吨，占世界总储量的0. 46%。目前我国钼族金属年生产量约200公斤，远远不能满足国防和工业的需要，年需求量的90 %以上依赖进口。因此，如何高效地从原料例如天然矿物质、废料等中提取贵金属有着非常重要的经济和社会效益。近年来，随着我国汽车工业的高速发展，形成了大量的失效汽车尾气净化催化剂 (简称汽车催化剂)，其中很大一部份是国外厂家生产的，原料来源于国外。国外生产的绝大部分汽车催化剂中钼族金属单质含量总和为0. 1-0. 3wt. % ；稀土氧化物含量总和通常为5. Owt. %，这两类金属在国际上都是重要的战略性物资。汽车催化剂中Pt含量通常为 300-1000ppm, Pd含量为200_800ppm，Rh含量为50_100ppm。目前中国一年产生500吨左右的失效汽车催化剂，含钼、钯、铑约600公斤，预计到2014年后，产生的失效汽车催化剂将达到5000吨，含钼、钯、铑超过6吨。2004年全世界85% Rh,50% Pd,43% Pt用于汽车尾气净化催化剂的制造。目前报废汽车催化剂在许多国家是第一位的钼族金属二次资源。另外，在石油化工等工业生产中也会产生失效稀贵金属催化剂，也存在如何回收其中的稀贵金属的问题。绝大部分汽车催化剂载体是由抗热震性好的陶瓷材料做成，如堇青石或三氧化二铝，其中堇青石是最常用的陶瓷材料，起催化作用的钼族金属钼铑钯和催化助剂稀土镧铈就负载在这样的载体上。报废汽车催化剂中钼族金属钼铑钯以金属单质或金属氧化物形式存在，稀土镧铈以氧化物形式存在。所谓提取就是将催化剂中这些元素从固体中转移到溶液中。另外，报废汽车催化剂中钼族金属钼铑钯含量低，用X射线荧光(XRF)不能全部测得； 稀土镧铈XRF分析结果只是半定量的。除了 XRF，目前这些元素的定量分析都是通过提取和浓度分析这两步。汽车催化剂所含的钼族金属和稀土金属定量分析研究一直是研究的难点和和热点。因此，高效地、几乎彻底地从原料中提取贵金属和稀土金属不仅能够几乎彻底地回收贵金属和稀土金属，而且为准确地分析原料中贵金属和稀土金属的含量打下基础。常规地，用王水高温(95°C )湿法处理汽车催化剂，钼和铑的提取率分别不到60% 和45%。目前钼族金属提取主要采用火试金和酸溶这两种方法。火试金法是将汽车催化剂与还原剂、助熔剂混合后在1000°C以上高温熔融生成含钼族金属的合金相和渣相。分离出合金相，用酸溶解合金相将钼族金属转移到酸溶液中。但火试金法对汽车催化剂中铑提取率不高，一般低于90%。第二，此法步骤多，耗时长(一般要4天)。第三，火试金法需要经验来根据样品调整实验条件，重现性差。酸溶法主要是采用密封加压溶样技术，在聚四氟乙烯容器中进行。但这种方法取样量只有0. 1克左右，取样代表性低，易造成大的误差。第二，催化剂中金属铑在酸中很难溶解，造成铑提取率低，分析误差大。第三，常常由于聚四氟乙烯容器密封性不好造成样品高压蒸汽泄漏，从而导致分析误差。为了寻求一种提取率高、重现性好、用时少的稀贵金属提取方法，在本专利技术中特提出一种氯化提取方法，此方法不仅能高效提取原料例如失效汽车催化剂中的贵金属例如钼族金属钼铑钯和稀有金属，而且其中的稀土金属例如镧铈也能同时被高效提取，从而达到同时提取多种稀贵金属的目的。该方法也为准确地定量分析原料例如失效汽车催化剂中稀贵金属的含量提供了基础。
技术实现思路
本专利技术提出了一种提取率高、重现性好、用时少的提取原料例如失效汽车催化剂中稀贵金属例如钼族金属钼铑钯和/或稀土金属例如镧铈的方法。该方法可用于有效回收稀贵金属，以及用于定量分析原料中稀贵金属之前的预处理过程。本专利技术方法的原理是将原料例如汽车催化剂中贵金属例如钼族金属钼铑钯的金属单质或氧化物和稀土金属例如镧铈的氧化物通过中温火法氯化转变成金属的复合氯化物或单一氯化物，将这些氯化物溶于盐酸溶液中，这样就把它们由固体全部转移到溶液中， 然后回收或用于分析。具体而言，本专利技术提供一种提取率高、重现性好、用时少的提取原料中稀贵金属例如汽车催化剂中贵金属例如钼族金属钼铑钯和/或稀土金属例如镧铈的方法，其包括以下步骤1.将原料例如汽车催化剂与金属氯化物混合；2.在大约450_850°C的温度下用氯气和一氧化碳的混合气体处理混合物；3.将混合物降温后用盐酸浸取；和4.过滤洗涤；由此提取出原料中所含的稀贵金属例如钼铑钯和镧铈。其中，金属氯化物可以选自碱金属或碱土金属的氯化物或者氯化铁或氯化铝以及它们的任意混合物。氯气和一氧化碳的混合气体的处理温度可以优选为650-800°C。氯气和一氧化碳的质量流量比值可以是C12/C0 = 1/10至2，优选为1/5至8/5。用于浸取的盐酸可以是稀盐酸，其浓度可以为3-15% (w/w)；其体积可以是原料重量的3-40倍。本专利技术的稀贵金属提取方法与现有技术相比，具有以下优点和有益效果1)此方法能使原料中稀贵金属例如失效汽车催化剂中贵金属例如钼铑钯和稀土金属如镧铈的提取率都在90%以上，甚至99%以上；42)此方法简单，结果重现性好；3)此方法只使稀贵金属的载体例如催化剂陶瓷基载体(堇青石或三氧化二铝)少量氯化，并保持载体不熔化，且生成的氯化物如三氯化铝在后处理中溶解在提取液中，因此原料固体的损失量通常较低，例如小于12% ；由于载体较少被氯化，氯气消耗量较低；4)此方法使用的压力非常接近常压(一个大气压)，对设备密封性要求不高；5)反应尾气中的氯化物和氯气很容易通过吸收除去，因此整个过程没有对环境造成污染，因而该方法是环保的；6)此方法最高反应温度可以为850°C，低于火试金法的温度，因而能耗较低，而且由于温度低，对设备要求不高，使用寿命长，设备简单，投资少；7)该方法使用的原材料较少，材料成本低；8)此方法步骤少，用时一般少于5小时，用时远远低于火试金法；9)此方法可同时提取多种稀贵金属。此方法不仅能高效提取原料中贵金属、稀有金属，例如失效汽车催化剂中贵金属例如钼族金属钼铑钯，而且其中的稀土金属例如镧铈也能同时被高效提取，从而达到同时提取这些金属的目的。该方法也为准确地定量分析原料中稀贵金属例如失效汽车催化剂中贵金属和稀土金属的含量提供了基础。具体实施例方式本部分将详细地阐明本专利技术的方法，其中以含有贵金属例如钼铑钯和稀土金属如镧铈的废旧汽车催化剂为例，然而，本领域技术人员应当理解，本专利技术的方法并不仅限于应用于汽车催化剂，也可以应用于其他含稀贵金属的原料，例如石油化工工业中使用的类似催化剂、天然矿物等等。贵金属可以是钌、铑、钯、锇、铱、钼、金本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种提取原料中稀贵金属的方法，其包括以下步骤：１）将所述原料与金属氯化物混合；２）在４５０－８５０℃的温度下用氯气和一氧化碳的混合气体处理该混合物；３）将所述混合物降温后用盐酸浸取；和４）过滤洗涤。

【技术特征摘要】
1.一种提取原料中稀贵金属的方法，其包括以下步骤1)将所述原料与金属氯化物混合；2)在450-850°C的温度下用氯气和一氧化碳的混合气体处理该混合物；3)将所述混合物降温后用盐酸浸取；和4)过滤洗涤。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属氯化物选自碱金属或碱土金属的氯化物或者氯化铁或氯化铝以及它们的任意混合物。3.根据权利要求1所述的方法，其中氯气和一氧化碳的质量流量比值为C12/C0=1/10 至2。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述盐酸为稀盐酸，其浓度为3-15%(w/w) 05.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈少波，
申请(专利权)人：沈少波，
类型：发明
国别省市：11