「西安回收氯化铂」 从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展

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所属分类:铂回收

「西安回收氯化铂」 从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展

「西安回收氯化铂」 从汽车尾气废催化剂中回收铂族金属研究进展
第19卷第2期矿冶19,2
从汽车尾气废催化剂中回收铂回收族金属研究进展
韩守礼,吴喜龙,王欢,王咏梅,贺小塘1
1贵研铂回收业股份有限公司,昆明;2昆明贵研药业有限公司,昆明
摘要:汽车尾气废催化剂是重要的铂回收族金属二次资源,从中回收铂回收族金属具有十分重要的意义。本文介绍了目前研究和应用比较多的从汽车尾气催化剂中回收铂回收族金属的技术,并从实际生产的角度出发,分析了各种技术的优势与不足。
关键词:铂回收;钯;铑回收;汽车尾气废催化剂;回收
中图分类号文献标识码:
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机构都在研究新型催化剂来取代或减少铂回收族金属的在中国,未来数年中,随着装有尾气净化装置的使用,但随汽车数量的增加和环保标准的提高,铂回收族汽车开始大量进入报废期,会有大批的含铂回收族金属金属的需求还会进一步增长。用于汽车催化剂的铂回收的汽车尾气催化剂需要处理,对铂回收族金属回收技术族金属是一座“可循环再生的铂回收矿”。也提出了更高的要求。由于铂回收族金属资源稀少、价格昂贵,从汽车尾气
1汽车尾气催化剂
韩守礼等:从汽车尾气废催化剂中回收铂回收族金属研究进展·81·
由于原料组成差别大、杂质含量高,汽车尾气废催化剂的处理难度较大。目前,从汽车废催化剂中回收铂回收族金属分为湿法和火法工艺。本文将结合生北京铂铑丝回收产实际对这些方法进行介绍和比较。
2湿法工艺
汽车尾气催化剂多是以堇青石为载体的蜂窝状催化剂,湿法处理这种汽车尾气废催化剂一般都是将铂回收族金属活性组分溶解。由于技术相对简单,设备投资较小,湿法工艺回收废催化剂中铂回收族金属的研究比较多,其大致工艺流程为:废催化剂磨碎后,用酸溶液处理,使铂回收族金属溶解进入溶液与载体分离。工艺的核心在于浸出过程,按照浸出压力可
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以分为常压化学溶解法和加压化学溶解法。
21常压化学溶解
湿法过程中常用盐酸或盐酸+硫酸+氧化剂如氯酸钠、氯气、双氧水、硝酸等溶解催化剂中的铂回收族金属,过滤使铂回收族金属与载体分离,再从滤液中用置换法钯粉、铂粉、银粉或沉淀剂硫化钠、硫氢化钠沉淀铂回收族金属。浸出液中的贱金属如铂、镁等留在溶液中,实现贵贱金属分离,使铂回收族
99%,铑回收的回收率大于98%。工厂产生的废水用碱氢氧化钠或氢氧化钾中和处理后进入当地市政污水处理厂,废渣拉到当地市政垃圾填埋场处理。张方宇等〔6〕采用常压溶解法处理汽车尾气催「西安回收氯化铂」化剂,铂回收、钯、铑回收的收率分别为96%、97%、90%。
国内较早从事汽车尾气废催化剂回收业务的昆明贵金属研究所,采用水溶液氯化法溶解铂回收族金属。由于不溶渣中铂回收族金属含量偏高,铂回收族金属回收率较低,不溶渣需要反复处理,十分繁琐。常压浸出的技术比较成熟,对设备的要求也不高,很多回收企业都采用这种方法。其缺点也是非常明显的,汽车尾气催化剂使用过程中,局部温度很
的氰化钠〔也82〕会2分3〔解32〕。3陈景院士〔9〕也对加压2氰2化3法高,部分γ涂层会转变为不溶的α,被包裹的铂回收族金属很难溶解,影响回收率。另外钯铑回收氧化形成、等王水都难溶的氧化物,降低了钯、铑回收的回收率。铂回收、钯的浸出率约为90%,铑回收的浸出率低于70%。其次,不溶渣中铂回收族金属的含量仍然很高,为100~200/,远远高于铂回收族金属矿石,需要进一步处理,而且,浸出过程中都会产生大量的废水、废气,对环境的影响较北京铂铑丝回收大。
22加压化学溶解
常压溶解渣中铂回收族金属含量较高,因此加压强化浸出过程的研究成为热点。但采用常用的盐酸+氧化剂体系溶解铂回收族金属的同时,也会严重腐蚀设备,因此采用低腐蚀的浸出液是必要的。
美国矿业公司研究用氰化物溶液溶解贵金属实现贵金属的回收。由于在常压下铂回收族金属浸出率不高,研究人员试图以高温高压的方式强化浸出过程。实验过程为:20粉碎过的废催化剂,在高压釜中用5%的氰化钠溶液于160℃浸出1,铂回收、钯、铑回收形成可溶的氰化络合物进入溶液,铂回收、钯、铑回收的浸出率分别为95%、95%、90%。过滤后将滤液返回高压釜,250℃保温1,使氰化物分解,铂回收钯铑回收从溶液中沉淀析出,实现贵金属的富集,同时过量
做了很多实验研究,铂回收、钯、铑回收的浸出率分别达到了
98%、99%、96%。
加压氰化法减少了对设备的腐蚀,但是要大量使用剧毒的氰化钠,可能带来较大的危险。而且对于用过的废催化剂,加压氰化浸出法还是未能克服湿法过程中铂回收「西安回收氯化铂」族金属浸出率不高、浸出率不稳定甚至相差10%~15%等问题。目前此方法还处于研究探索阶段,未见产业化的报道。
通过对湿法工艺的研究发现,此类方法的主要缺点是不溶渣中铂回收族金属含量偏高,铂回收族金属的回收率偏低。另外,产生大量的废水也限制了湿法工艺的应用。
3火法工艺
·82·矿冶
由于湿法存在着诸多问题,很多研究人员倾向用火法工艺富集汽车尾气废催化剂中的铂回收族金属。很多国际知名的贵金属公司都采用火法富集铂回收族金属。火法工艺利用熔融状态的铑、金、银、镍等捕集金属或利用硫化金、硫化镍、硫化银对铂回收族金属具有特殊的亲合力实现铂回收族金属的转移和富集。大致工艺包括粉碎、配料、造粒、熔炼造渣、吹炼等过程。最后用湿法处理含有铂回收族金属的合金或锍,实现铂回收族金属的回收。同时,由于无铑汽油的使用,废催化剂的含海绵铂回收程辉贵金属铑量大大降低,避免了火法工艺中铑污染的难题。
31铑捕集
铑捕集是最古老的捕集方法,20世纪80年代前,西方发达国家大量使用铑捕集法处理各种二次资源废渣。包括公司精炼厂、的精炼厂、铂回收公司精炼厂等〔10〕。湖南永兴县先民下南洋学得铑捕集法,回到湖南永兴用铑捕集法回收金银,并发扬光大,使永兴成为中国的“银都”。
铑捕集操作简单,熔炼温度低,后续精炼工艺简单,投资少、见效快。在我国,铑捕集土洋结合,民间作坊遍地开花。但铑捕集法也有许多缺点:从合金相图看,铑与铑回收不互溶〔11〕,需要依靠铂回收钯协同铑捕集铑回收。因此,铑回收的回收率偏低,为70%~80%;铑易形成氧化物挥发,对操作人员和周边环境的危害很大〔3〕。
32银捕集
银的价格低,与铂回收族金属的亲合力很强。银捕集的研究和应用也很多,其中比较特殊的是等离子熔炼法。等离子熔炼法的原理:将废催化剂+熔剂投入到等离子电弧炉内,用10000℃的等离子焰加热物料,使炉内熔融物质的温度达到1500~1650℃。等离子焰在熔体表面移动,在熔体表面产生极大的热量,使炉内物质保持熔融、搅拌,促使贵金属积聚在一起,并沉降到炉底熔融的捕集金属里。
等离子熔炼技术的核心是等离子电弧炉。
捷克公司采用工艺处理汽车尾气废催化剂。其能耗更低,富集物经湿法处理产生的氧化银可以循环使用,污染物的排放量也大大减少〔14〕。
等离子体熔炼-银捕集法可连续加料,处理量
大,回收率高,商业化生产中铂回收族金属的回收率大于95%,而且后续精炼工艺简单〔15〕。但等离子枪寿命短,100~150就需要更换,操作温度较高,对设备要求高。
33金捕集
西方发达国家许多著名的二次资源回收精炼厂都采用了金捕集回收铂回收族金属的方法,但在我国金捕集法还处于研究阶段。
日本同和矿业和田中贵金属公司合作,用金捕集法处理汽车尾气废催化剂〔16-17〕。使用密封的电弧炉,熔炼过程中保持炉内为负压。其主要流程:磨碎的废催化剂+造渣剂氧化钙、氧化银、氧化硅+氧化金颗粒+焦炭粉加热至1350℃,保温5,从炉体上部的排渣口放出熔炼渣,渣中铂回收、钯、铑回收含量分别为07/、01/、011/。将含铂回收族金属的金
合金转入氧化炉,富氧空气从氧化炉顶部喷氧管吹至熔融金属表面,当熔融金属表面形成了约1的氧化金层时,使炉倾斜,将氧化金层从炉内倒入有大量水流动的水槽中。然后,将氧化金粒返回配料熔炼。每炉可以处理1废催化剂。
镍对铂回收族金属的亲合力也很强,有学者建议采用镍作为捕集剂,由于镍的价格较高和需要较高的熔炼温度,这一方法未见用于生产的报道。
与其它捕集剂相比,金捕集法主要优点有:1金捕集铂回收族金属效果好,渣中铂回收族金属损失小;2金捕集的熔炼温度比银低;3金对人体的损害比铑小,环境友好;4金可以循环利用。
火法工艺处理汽车尾气催化剂不仅处理能力
韩守礼等:从汽车尾气废催化剂中回收铂回收族金属研究进展·83·
图1公司贵金属生产流程图
数字为金属年产量
大、废水废气少,而且铂回收族金属回收率高,但对技术和操作人员的要求也更高,目前国内还处于研发阶段。
从汽车尾气废催化剂中回收铂回收族金属的研究和技术路线多种多样,生产中湿法和火法工艺都有应用。现有的资料表明,湿法技术存在着铂回收族金属回收率低、产生大量废水等问题。我们提倡采用火法工艺富集铂回收族金属,减少试剂用量,提高回收率,可以大幅提升处理能力,对环境更友好。
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