一種從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于回收鉑族金屬技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種從廢汽車尾氣催化劑、廢石化加氫催化劑等鉑族金屬二次資源中回收鉑、鈀、銠等鉑族金屬的方法。
技術(shù)背景
[0002]鉑族金屬對(duì)汽車尾氣凈化與石油催化加氫、催化裂解等過程具有獨(dú)特的催化能力，而被廣泛的應(yīng)用于石化、煉油及汽車工業(yè)中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有超過60%的鉑、鈀、銠等鉑族金屬做為催化活性組分而用于催化劑的生產(chǎn)中。
[0003]目前，鉑族金屬礦產(chǎn)資源日趨緊缺，資源壟斷格局不斷加劇，加之鉑族金屬原礦品位低、冶煉流程長(zhǎng)等多種因素，傳統(tǒng)的礦產(chǎn)鉑族金屬行業(yè)發(fā)展前景不容樂觀。而如廢汽車尾氣催化劑等含鉑族金屬的二次資源具有品位高、回收流程短等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在世界貴金屬供給中占據(jù)重要地位。
[0004]我國(guó)是鉑族金屬稀缺國(guó)家，約90%的鉑族金屬依賴進(jìn)口。隨著我國(guó)已經(jīng)成為世界第一大汽車生產(chǎn)國(guó)、第二大煉油國(guó)，國(guó)內(nèi)鉑族金屬供需缺口將繼續(xù)增長(zhǎng)。因此，開展從各類廢催化劑中提取、純化鉑族金屬的研究，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。
[0005]國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)從二次資源中回收鈾族金屬的研究起步較早，已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)的回收量已經(jīng)占鉑族金屬生產(chǎn)總量的20%以上。隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)也積極開展廢催化劑回收利用的研究工作。
[0006]目前，從廢汽車尾氣催化劑中回收鉑族金屬的方法主要有濕法和火法兩種。
[0007]濕法處理包括載體的溶解和貴金屬成分的溶解。例如，匈牙利專利HU 36867將破碎的催化劑用堿液配入氧化鈣，在高溫、高壓條件下進(jìn)行浸出，可將載體中的鋁脫去;德國(guó)專利DD 251120用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液作為浸出劑，采用不同的溫度、壓力條件進(jìn)行浸出。此外，也有報(bào)道以硫酸作為浸出劑，在高溫高壓下完成貴金屬與載體的分離。貴金屬成分的溶解一般是在鹽酸介質(zhì)中加人一種或幾種氧化劑，直接浸出汽車催化劑中的鉑族金屬，使其以離子的形式進(jìn)入溶液。中國(guó)專利CN 1385545、CN 101519725將催化劑破碎后，以硫酸、鹽酸的混合液做為溶劑，加入含氯氧化劑完成貴金屬的溶解。中國(guó)專利CN102732728A采用王水做為溶劑來溶解破碎后的催化劑。
[0008]火法過程主要采用熔煉的方法，采用適合的捕收劑，將廢汽車尾氣催化劑中的貴金屬捕集在锍中，載體等其他雜質(zhì)造渣除去，再進(jìn)一步從富集了貴金屬的锍中提取貴金屬。中國(guó)專利CN 100350062C采用氧化銅做為捕收劑，將其與原料及其它物料一起裝入一種至少裝有一個(gè)電極和爐頂?shù)姆忾]電爐進(jìn)行熔煉，最終得到富含貴金屬的銅锍。中國(guó)專利CN101509077XN 102534226A使用鐵捕收劑，配料后在電爐或電弧爐中進(jìn)行熔煉，以捕集廢汽車催化劑中的貴金屬。
[0009]現(xiàn)有濕法技術(shù)中，無論是全溶解法、載體溶解法還是活性組分溶解法，均存在廢水量大、試劑消耗量高、水污染嚴(yán)重的問題，且鉑族金屬浸出率難以保證，浸出渣渣率較高，需對(duì)其進(jìn)行二次回收，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增大；而現(xiàn)有火法流程主要采用鐵、銅、鉛等做為捕收劑，其中，鐵捕收劑雖然廉價(jià)，但熔煉溫度高，熔煉過程中，廢催化劑中的硅易與鐵捕收劑反應(yīng)生產(chǎn)高硅鐵，該物質(zhì)具有極強(qiáng)的耐酸、耐堿、耐高溫性質(zhì)，后期精煉過程極難處理，且熔煉設(shè)備配備等離子槍壽命短、造價(jià)高、鐵捕收劑后期回收經(jīng)濟(jì)性不佳；銅捕收劑綜合性能較好，但產(chǎn)出的銅锍中雜質(zhì)金屬的脫出率難以保證；鉛捕收劑盡管渣、锍分離效果好，但熔煉過程鉛易揮發(fā)造成操作環(huán)境嚴(yán)重污染，且鉛對(duì)銠的親和力差，影響鉑族金屬回收經(jīng)濟(jì)性。
[0010]可見，現(xiàn)有技術(shù)雖然可以初步實(shí)現(xiàn)廢催化劑中鉑族金屬的提取回收，但各工藝均存在顯著缺點(diǎn)。對(duì)于火法工藝而言，尚缺乏一種性能優(yōu)異的捕收劑和富集工藝，以實(shí)現(xiàn)鉑族金屬的高效捕集和高效富集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有火法及濕法處理從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法存在的各種缺點(diǎn)而提供一種與鉑族金屬親和力好、熔煉溫度低的采用鎳型捕收劑從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法，本發(fā)明開發(fā)流程簡(jiǎn)單、富集效果好，可有效用于廢催化劑中貴金屬的分離提取。
[0012]為解決本發(fā)明的技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法，其特征在于:是將含鉑族金屬的廢催化劑、鎳型捕收劑、氧化鈣、二氧化硅破碎、混合在1400-1450°C下熔煉，使鉑族金屬被捕集于熔融態(tài)的金屬锍中，而A1203、MgO等雜質(zhì)則以復(fù)雜氧化物的形式被造渣，從而與鉑族金屬分離；熔融態(tài)的金屬锍通過水冷降溫、破碎后，通過硫酸浸脫除其中的鎳等賤金屬雜質(zhì)，得到的浸出渣做為原料，進(jìn)一步分離、提取其中的鉑族金屬。
[0013]上述從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法，包括以下步驟:
步驟a、將含鉑族金屬的廢催化劑、鎳型捕收劑、氧化鈣、二氧化硅破碎、混合均勻；
步驟b、將配好的混合物在高溫下熔煉，并恒溫一定時(shí)間，使以金屬鎳為主體的熔融態(tài)的金屬锍沉降于A1203、MgO等雜質(zhì)金屬氧化物的渣層下方；
步驟c、熔融態(tài)的金屬锍通過水冷降溫以獲得金屬顆粒；
步驟d、將步驟c獲得的金屬顆?？刂乒桃罕葷{化后，用硫酸在加壓條件下浸出6-8h后過濾，濾液回收鎳等有價(jià)金屬；
步驟e、浸出渣為富集了鉑族金屬的鉑族精礦，從中進(jìn)一步提取鉑族金屬。
[0014]所述鎳型捕收劑為硫化鎳礦冶煉所得高鎳锍，其中高鎳锍經(jīng)磨浮分離銅鎳后可得含硫化鎳75-85%、氧化鎳11-18%的鎳精礦。
[0015]所述步驟a中，各原料、試劑的破碎目數(shù)為60-100目；含鉑族金屬的廢催化劑與鎳型捕收劑的質(zhì)量比為1:6-9，氧化鈣、二氧化硅加入質(zhì)量分別為含鉑族金屬的廢催化劑中含A1203量的 4-6 倍、3-5 倍。
[0016]所述步驟b中，熔融溫度為1400-1450°C，恒溫時(shí)間為lh。
[0017]所述步驟c中，水冷溫度為1210_1250°C。
[0018]所述步驟d中，加壓硫酸浸出固液比控制為1:5-7。
[0019]所述步驟d中，用硫酸在加壓條件下浸出時(shí)溫度和總壓分別為160_170°C、
0.7-0.9MPa ;氧氣分壓和硫酸濃度分別為0.3-0.4MPa和160_180g/L。
[0020]所述步驟e中，鉑族金屬提取方法為有機(jī)溶劑萃取法、離子交換法、氯化銨沉淀法中的一種。
[0021]本發(fā)明提供了一種與鉑族金屬親和力好、熔煉溫度低的采用鎳型捕收劑從廢催化劑中回收鉑族金屬的方法，本發(fā)明開發(fā)流程簡(jiǎn)單、富集效果好，可有效用于廢催化劑中貴金屬的分離提取。與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢(shì):