CN104073625B - 等离子熔炼富集料回收贵金属前的预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子熔炼富集料回收贵金属前的预处理方法，按照以下方法对采用等离子熔炼技术处理后的失效汽车催化剂得到的贵金属富集料进行回收贵金属前的预处理：（1）将预处理对象放入氧化锆坩埚中，再把氧化锆坩埚放进8000-10000KHz高频炉中，升温至1600-1800℃，使物料熔化；（2）用石英玻璃管连接氧气，管口距离物料熔化形成的液面15-25mm，氧气流量为150-200升/小时，吹氧60-120分钟；（3）将步骤（2）得到的物料浇铸在不锈钢模中，冷却30–60分钟，至物料分为上下两层，除去上层渣层，得下层金属相。预处理后得到的物料用酸可轻松溶解，溶解过程中不会生成粘稠状物质，固液分离方便，有利于贵金属回收。

Description

等离子熔炼富集料回收贵金属前的预处理方法

技术领域

本发明涉及废弃贵金属二次资源回收领域，尤其是采用等离子熔炼富集技术处理堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体蜂窝状类失效汽车催化剂富集后得到的含贵金属铁合金回收贵金属前的预处理方法。

背景技术

由于贵金属中的铂钯铑对汽车尾气特有的净化能力，每年超过60%的铂、钯、铑都用于生产汽车催化剂。2011年，全球汽车催化剂中的铂用量达到了96.6吨，钯为187.6吨，铑为22.1吨，从汽车废催化剂回收的铂为38.1吨，钯为51.5吨，铑为8.7吨。尽管很多机构都在研究新型催化剂来取代或减少贵金属的使用量，但随汽车数量的增加和环保标准的提高，贵金属的需求还会进一步增长。目前中国每年产生汽车废催化剂800～1000吨，未来数年中，随着装有尾气净化装置的汽车开始大量进入报废期，会有大批的汽车废催化剂需要回收。2011年，中国取代美国成为世界汽车生产第一大国，年产汽车1800万辆，以每辆汽车需要安装1～2kg的新催化剂计算，10年后，随着汽车的报废，每年更换的废催化剂有2～3万吨，贵金属的回收量有25～40吨。汽车废催化剂是贵金属二次资源最大的目标市场之一。

我公司采用等离子熔炼技术针对堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的蜂窝状类失效汽车催化剂中的贵金属进行回收。具体方法如下：

（1）物料前期处理

失效堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的汽车催化剂：铂钯铑总含量范围为1000-3000克/吨，将其球磨粒度范围为0.074-0.5mm，水份小于2%；

磁铁矿：Fe₃O₄的含量范围为95-98%，将磁铁矿破碎至粒度范围为0.3-0.6mm。

冶金焦炭：C的含量范围为90-93%，将其破碎至粒度范围为0.1-2mm；

石灰：CaO的含量范围为96-99%，将其破碎至粒度范围为0.5-1mm；

萤石矿：CaF₂的含量范围为65-80%，将其破碎至粒度范围1-3mm；

（2）配料、混料

按重量份数计，将步骤（1）中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的汽车催化剂75-85份，磁铁矿2-4份，冶金焦炭1-3份，石灰10-13份，萤石矿1-3份，放入锥形混料机，锥形混料机转速控制为5-10转/分钟，混合1-2小时使之均匀；

（3）采用等离子炉按以下工艺对步骤（2）所得物料进行处理

①开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，氩气通入流量为200-400升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力范围为-100pa～0pa；②开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在1500-1600℃范围内，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200-300公斤/小时；③等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼3-6小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔1-2小时，取一个渣样品，分析渣中铂钯铑的含量；④步骤（2）所得物料加完后，1600-1650℃保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到贵金属富集料。

采用上述方法回收贵金属，贵金属富集倍数大于30倍，得到的合金中铂钯铑总含量范围为4-7%，铂钯铑总收率大于98%，其中铂的回收率大于98%；钯回收率大于98%；铑的回收率大于97%，且能耗低，生产成本低。虽然上述方法具有很多优点，但是，得到的贵金属富集料在后续贵金属分离提纯中存在以下困难：（1）该贵金属富集料具有极强的抗腐蚀性，HCl、H₂SO₄溶解效果不好，王水不能溶解完全；（2）而且溶解过程中会生成粘稠状物质，固液分离难度大，贵金属分离提纯难度大。

中国专利101575674发明从熔炼捕集料中回收铂族金属的方法，从美国进口等离子富集料，进行铂族金属分离提纯，步骤为：（1）浓硫酸浸煮物料；（2）焙烧硫酸浸煮渣；（3）焙烧产物与固体氢氧化物混合物碱熔；（4）碱性浸出渣用HCl等溶解；（5）溶解液用活泼金属铁置换；（6）置换渣用HCl+H₂O₂等溶解得到铂族金属富液。铂回收率大于99.66%，钯回收率大于99.7%，铑回收率大于98.1%，解决了等离子熔炼捕集料中贵金属极难转入溶液的难题。但该工艺流程太长，贵金属回收周期长，目前没有实现产业化。

发明内容

本发明目的旨在提供一种采用等离子熔炼技术对失效汽车催化剂处理后得到的贵金属富集料回收贵金属前的预处理方法，采用该方法对贵金属富集料进行预处理后，有利于后续贵金属的分离提纯。该工艺操作简单，生产成本低，贵金属回收率高。

本发明通过以下技术实现上述目的：

预处理对象：采用等离子熔炼技术对失效汽车催化剂处理后得到的贵金属富集料。

按照以下方法对采用等离子熔炼技术处理后的失效汽车催化剂得到的贵金属富集料进行回收贵金属前的预处理：

（1）将预处理对象放入氧化锆坩埚中，再把氧化锆坩埚放进8000-10000KHz高频炉中，升温至1600-1800℃，使物料熔化；

（2）用石英玻璃管连接氧气，管口距离物料熔化形成的液面15-25mm，氧气流量为150-200升/小时，吹氧60-120分钟；

（3）将步骤（2）得到的物料浇铸在不锈钢模中，冷却30–60分钟，至物料分为上下两层，除去上层渣层，得下层金属相。

优选地，预处理对象贵金属富集料采用以下方法处理得到：

A、物料前期处理

失效堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的汽车催化剂：铂钯铑总含量范围为1000-3000克/吨，将其球磨粒度范围为0.074-0.5mm，水份小于2%；

磁铁矿：Fe₃O₄的含量范围为95-98%，将磁铁矿破碎至粒度范围为0.3-0.6mm。

冶金焦炭：C的含量范围为90-93%，将其破碎至粒度范围为0.1-2mm；

石灰：CaO的含量范围为96-99%，将其破碎至粒度范围为0.5-1mm；

萤石矿：CaF₂的含量范围为65-80%，将其破碎至粒度范围1-3mm；

B、配料、混料

按重量份数计，将步骤A中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的汽车催化剂75-85份，磁铁矿2-4份，冶金焦炭1-3份，石灰10-13份，萤石矿1-3份，放入锥形混料机，锥形混料机转速控制为5-10转/分钟，混合1-2小时使之均匀；

C、采用等离子炉按以下工艺对步骤B所得物料进行处理

①开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，氩气通入流量为200-400升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力范围为-100pa～0pa；②开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在1500-1600℃范围内，开始将步骤B所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200-300公斤/小时；③等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼3-6小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔1-2小时，取一个渣样品，分析渣中铂钯铑的含量；④步骤B所得物料加完后，1600-1650℃保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到贵金属富集料。

有益效果

采用本发明所述方法对等离子熔炼富集料回收贵金属前进行预处理，具有以下有益效果：

A、预处理后得到的物料用酸可轻松溶解，溶解过程中不会生成粘稠状物质，固液分离方便，有利于贵金属回收。物料预处理前后酸溶解实验对比如下：

以等离子熔炼得到的贵金属富集料中贵金属总含量为6.66%为例，其中铂的含量为2.06%，钯含量为3.64%，铑含量为0.96%。

采用HCl、H₂SO₄、HCl+H₂SO₄溶液分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其效果对比如下：

（1）4mol/L浓度HCl溶解效果

物料种类	重 量（g）	HCl用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	100.00	500	2	30	91.63	8.37	1.09
预处理后的贵金属富集料	100.00	500	1	1.5	11.77	88.23	8.49

（2）3mol/L浓度H₂SO₄溶解效果

物料种类	重 量（g）	H2SO4用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	100.00	600	2	30	90.02	9.98	1.11
预处理后的贵金属富集料	100.00	600	1	1.5	10.59	89.41	9.44

（3）2mol/L浓度HCl+2mol/L浓度H₂SO₄溶解效果

物料种类	重 量（g）	HCl+ H2SO4用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	100.00	600	2	30	89.73	10.27	1.11
预处理后的贵金属富集料	100.00	600	1	1.5	9.19	90.81	10.88

B、采用本发明所述预处理方法，贵金属基本不损失，渣中夹带的贵金属可以返回等离子炉再次进行熔炼回收，不会造成浪费。

C、采用本发明所述方法回收贵金属，贵金属回收率:Pt≥98%，Pd≥98%，Rh≥97.8%。

具体实施例

实施例1

以等离子熔炼得到的贵金属富集料中贵金属含量为4.72%为例，现用4mol/L浓度HCl分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其数据分析如下：

物料种类	重 量（g）	HCl用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	200	800	2	40	185.26	7.37	1.08
预处理后的贵金属富集料	200	800	1	2	19.18	90.41	10.43

取200克等离子熔炼后的贵金属富集料，放入300ml的氧化锆坩埚中，把氧化锆坩埚放入8000Hz高频炉中，升温至1650℃，使物料熔化。用石英玻璃管连接氧气，管口距离液面20mm，氧气流量150升/小时，吹氧60分钟，将得到的物料浇铸在钢模中，冷却30分钟后至物料分为上下两层，经分析检测，上层物料中铂钯铑含量为0.0011%，除去上层物料，得到187.38g贵金属合金料。

采用4mol/L浓度HCl按照表中方法对预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，然后进入精炼系统，铂族金属回收率：Pt98.28%，Pd98.18%，Rh97.81%；回收得到的铂族金属纯度：Pt≥99.95%，Pd≥99.95%，Rh≥99.95%。

实施例2

以等离子熔炼得到的贵金属富集料中贵金属含量为4.72%为例，现用3mol/L浓度H₂SO₄分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其数据分析如下：

物料种类	重 量（g）	H2SO4用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	200	1000	2	40	182.04	8.98	1.10
预处理后的贵金属富集料	200	1000	1	2	18.22	90.89	10.98

取200克等离子熔炼后的贵金属富集料放入300ml的氧化锆坩埚中，把氧化锆坩埚放入10000Hz高频炉中，升温至1600℃，使物料熔化。用石英玻璃管连接氧气，管口距离液面15mm，氧气流量200升/小时，吹氧120分钟，将得到的物料浇铸在钢模中，冷却40分钟后至物料分为上下两层，经分析检测，上层物料中铂钯铑含量为0.0009%，除去上层物料，得到185.18g贵金属合金料。

采用3mol/L浓度H₂SO₄按照表中方法对预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，然后进入精炼系统，铂族金属回收率：Pt98.76%，Pd98.84%，Rh98.25%；回收得到的铂族金属纯度：Pt≥99.95%，Pd≥99.95%，Rh≥99.95%。

实施例3

以等离子熔炼得到的贵金属富集料中贵金属含量为4.72%为例，现用2mol/L浓度HCl+2mol/L浓度H₂SO₄分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其数据分析如下：

物料种类	重 量（g）	HCl + H2SO4用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	200	1000	2	40	179.46	10.27	1.11
预处理后的贵金属富集料	200	1000	1	2	17.98	91.01	11.12

取200克等离子熔炼后的贵金属富集料放入300ml的氧化锆坩埚中，把氧化锆坩埚放入9000Hz高频炉中，升温至1800℃，使物料熔化。用石英玻璃管连接氧气，管口距离液面25mm，氧气流量150升/小时，吹氧100分钟，将得到的物料浇铸在钢模中，冷却50分钟后至物料分为上下两层，经分析检测，上层物料中铂钯铑含量为0.0006%，除去上层物料，得到183.49g贵金属合金料。

采用2mol/L浓度HCl+2mol/L浓度H₂SO₄按照表中方法对预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，然后进入精炼系统，铂族金属回收率：Pt98.03%，Pd98.77%，Rh98.01%；回收得到的铂族金属纯度：Pt≥99.95%，Pd≥99.95%，Rh≥99.95%。

实施例4

按以下方法得到的贵金属富集料为例。

A、将失效汽车催化剂堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0.074-0.59mm，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为：铂含量为680克/吨，钯含量1200克/吨，铑含量为320克/吨，铂钯铑总含量为2200克/吨；磁铁矿中Fe₃O₄的含量范围为95-98%，将磁铁矿破碎至粒度范围为0.3-0.6mm；冶金焦炭中C的含量范围为90-93%，将冶金焦炭破碎至粒度范围为0.1-2mm；石灰中CaO的含量范围为96-99%，将石灰破碎至粒度范围为0.5-1mm；萤石矿中CaF₂的含量范围为65-80%，将萤石矿破碎至粒度范围1-3mm。

B、将前处理好的物料4000kg失效汽车催化剂、94.1kg磁铁矿、141.2kg焦炭、470.6kg石灰、141.2kg萤石矿加入锤形混料机内，转速为8转/分钟，混料1.5小时，物料混合均匀。

C、开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，氩气通入流量为300升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为-50pa，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1560℃，开始将步骤B所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度250公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼4小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔1-2小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为16克/吨，其中铂钯铑含量平均值：铂为3克/吨，钯为11克/吨，铑为2克/吨。物料加完后，1620℃保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富集料。

现用4mol/L浓度HCl分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其数据分析如下：

物料种类	重 量（g）	HCl用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	200	800	2	40	181.07	9.46	1.09
预处理后的贵金属富集料	200	800	1	2	18.33	90.41	10.91

取200克等离子熔炼后的贵金属富集料放入300ml的氧化锆坩埚中，把氧化锆坩埚放入10000Hz高频炉中，升温至1650℃，使物料熔化。用石英玻璃管连接氧气，管口距离液面15mm，氧气流量180升/小时，吹氧100分钟，将得到的物料浇铸在钢模中，冷却50分钟后至物料分为上下两层，经分析检测，上层物料中铂钯铑含量为0.0010%，除去上层物料，得到183.71g贵金属合金料。

采用4mol/L浓度HCl按照表中方法对预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，然后进入贵金属精炼系统，贵金属回收率：Pt98.81%，Pd98.92%，Rh98.01%；回收得到的贵金属纯度：Pt≥99.95%，Pd≥99.95%，Rh≥99.95%。

实施例5

按以下方法得到的贵金属富集料为例。

（1）将失效汽车催化剂堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0.074-0.59mm，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为：铂含量为860克/吨，钯含量1700克/吨，铑含量为410克/吨，铂钯铑总含量为2970克/吨；磁铁矿中Fe₃O₄的含量范围为95-98%，将磁铁矿破碎至粒度范围为0.3-0.6mm；冶金焦炭中C的含量范围为90-93%，将冶金焦炭破碎至粒度范围为0.1-2mm；石灰中CaO的含量范围为96-99%，将石灰破碎至粒度范围为0.5-1mm；萤石矿中CaF₂的含量范围为65-80%，将萤石矿破碎至粒度范围1-3mm。

（2）将前处理好的物料2500kg失效汽车催化剂、125kg磁铁矿、187.5kg焦炭、468.75kg石灰、156kg萤石矿加入锤形混料机内，转速为8转/分钟，混料2小时，物料混合均匀。

（3）开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，氩气通入流量为280升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为-5pa，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1580℃，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度250公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼6小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔1-2小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为32克/吨，其中铂钯铑含量平均值：铂为9克/吨，钯为17克/吨，铑为6克/吨。物料加完后，1620℃保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富集料。

现用3mol/L浓度H₂SO₄分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其数据分析如下：

物料种类	重 量（g）	H2SO4用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	200	1000	2	40	179.81	10.09	1.11
预处理后的贵金属富集料	200	1000	1	2	18.00	91	11.11

取200克等离子熔炼后的贵金属富集料放入300ml的氧化锆坩埚中，把氧化锆坩埚放入10000Hz高频炉中，升温至1600℃，使物料熔化。用石英玻璃管连接氧气，管口距离液面15mm，氧气流量200升/小时，吹氧120分钟，将得到的物料浇铸在钢模中，冷却40分钟后至物料分为上下两层，经分析检测，上层物料中铂钯铑含量为0.0008%，除去上层物料，得到185.32g贵金属合金料。

采用3mol/L浓度H₂SO₄按照表中方法对预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，然后进入贵金属精炼系统，贵金属回收率：Pt98.88%，Pd99.01%，Rh98.07%；回收得到的贵金属纯度：Pt≥99.95%，Pd≥99.95%，Rh≥99.95%。

实施例6

按以下方法得到的贵金属富集料为例。

（1）将失效汽车催化剂堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0.074-0.59mm，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为：铂含量为580克/吨，钯含量1240克/吨，铑含量为260克/吨，铂钯铑总含量为2080克/吨；磁铁矿中Fe₃O₄的含量范围为95-98%，将磁铁矿破碎至粒度范围为0.3-0.6mm；冶金焦炭中C的含量范围为90-93%，将冶金焦炭破碎至粒度范围为0.1-2mm；石灰中CaO的含量范围为96-99%，将石灰破碎至粒度范围为0.5-1mm；萤石矿中CaF₂的含量范围为65-80%，将萤石矿破碎至粒度范围1-3mm。

（2）将前处理好的物料4500kg失效汽车催化剂、168.75kg磁铁矿、225kg焦炭、618.75kg石灰、112.5kg萤石矿加入锤形混料机内，转速为10转/分钟，混料1.5小时，物料混合均匀。

（3）开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，氩气通入流量为300升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为-50pa，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1570℃，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼5.5小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔1-2小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为21克/吨，其中铂钯铑含量平均值：铂为6克/吨，钯为12克/吨，铑为3克/吨。物料加完后，1630℃保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富集料。

现用2mol/L浓度HCl+2mol/L浓度H₂SO₄分别对未预处理的贵金属富集料和预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，其数据分析如下：

物料种类	重 量（g）	HCl + H2SO4用量（mL）	溶解时间（h）	过滤时间（h）	溶解后重量（g）	溶解率（%）	贵金属富集倍数
								未预处理的贵金属富集料	200	1000	2	40	177.99	11.01	1.12
预处理后的贵金属富集料	200	1000	1	2	17.07	91.46	11.72

取200克等离子熔炼后的贵金属富集料放入300ml的氧化锆坩埚中，把氧化锆坩埚放入9000Hz高频炉中，升温至1800℃，使物料熔化。用石英玻璃管连接氧气，管口距离液面25mm，氧气流量150升/小时，吹氧100分钟，将得到的物料浇铸在钢模中，冷却50分钟后至物料分为上下两层，经分析检测，上层物料中铂钯铑含量为0.0005%，除去上层物料，得到181.11g贵金属合金料。

采用2mol/L浓度HCl+2mol/L浓度H₂SO₄按照表中方法对预处理后的贵金属富集料进行溶解富集，然后进入贵金属精炼系统，贵金属回收率：Pt99.01%，Pd99.11%，Rh98.27%；回收得到的贵金属纯度：Pt≥99.95%，Pd≥99.95%，Rh≥99.95%。

Claims (2)

1.一种等离子熔炼富集料回收贵金属前的预处理方法，其特征是，通过以下技术实现：

预处理对象：采用等离子熔炼技术对失效汽车催化剂处理后得到的贵金属富集料；

按照以下方法对采用等离子熔炼技术处理后的失效汽车催化剂得到的贵金属富集料进行回收贵金属前的预处理：

（1）将预处理对象放入氧化锆坩埚中，再把氧化锆坩埚放进8000-10000KHz高频炉中，升温至1600-1800℃，使物料熔化；

（2）用石英玻璃管连接氧气，管口距离物料熔化形成的液面15-25mm，氧气流量为150-200升/小时，吹氧60-120分钟；

（3）将步骤（2）得到的物料浇铸在不锈钢模中，冷却30–60分钟，至物料分为上下两层，除去上层渣层，得下层金属相。

2.根据权利要求1所述的一种等离子熔炼富集料回收贵金属前的预处理方法，其特征是，预处理对象贵金属富集料采用以下方法处理得到：

A、物料前期处理

失效堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的汽车催化剂：铂钯铑总含量范围为1000-3000克/吨，将其球磨粒度范围为0.074-0.5mm，水份小于2%；

磁铁矿：Fe₃O₄的含量范围为95-98%，将磁铁矿破碎至粒度范围为0.3-0.6mm；

冶金焦炭：C的含量范围为90-93%，将其破碎至粒度范围为0.1-2mm；

石灰：CaO的含量范围为96-99%，将其破碎至粒度范围为0.5-1mm；

萤石矿：CaF₂的含量范围为65-80%，将其破碎至粒度范围1-3mm；

B、配料、混料

按重量份数计，将步骤A中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂为载体的汽车催化剂75-85份，磁铁矿2-4份，冶金焦炭1-3份，石灰10-13份，萤石矿1-3份，放入锥形混料机，锥形混料机转速控制为5-10转/分钟，混合1-2小时使之均匀；

C、采用等离子炉按以下工艺对步骤B所得物料进行处理

①开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，氩气通入流量为200-400升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力范围为-100pa～0pa；②开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在1500-1600℃范围内，开始将步骤B所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200-300公斤/小时；③等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼3-6小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔1-2小时，取一个渣样品，分析渣中铂钯铑的含量；④步骤B所得物料加完后，1600-1650℃保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到贵金属富集料。