CN104294048A - 一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法，其特征在于步骤：1)将失效催化剂进行破碎，收集粉体颗粒；2)粉体颗粒与碎片放入超声波清洗机进行分离；将铁片表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤；3)将滤渣干燥，焙烧，固体取出；4)粉碎；5)粉体加入反应釜，按照固液比1:1-5的重量比量加入盐酸，加热，向液面下通入氯气，反应结束后过滤，用0.5-5倍固体重量的去离子水洗滤饼，铂族金属浸出的反应温度在40-90℃，反应时间2-10h；得到浸出液；6)浸出液依次用萃取分离Pd，Pt，Rh；Pd萃取剂是二异戊基硫醚、二正辛基亚砜、2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟中的一种，Pt萃取剂是三烷基胺，Rh萃取剂是磷酸三丁酯。

Description

一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法
技术领域
本发明涉及失效汽车尾气催化剂金属回收技术领域，特别提供了一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法。
背景技术
汽车尾气催化剂作为铂族金属最大的应用领域之一，每年都消耗大量的铂族金属。同时，每年也产生大量的汽车尾气失效催化剂，不仅数量大、其铂族金属含量比最富的矿体含量高得多，而且提取流程相对较短。因此，汽车尾气失效催化剂已成为铂族金属最重要的二次资源，世界上各主要工业发达国家都很重视汽车尾气失效催化剂的回收。尤其在我国近几年汽车的报废量逐年增加，有大量的失效汽车尾气催化剂等待处理。
国内外从汽车尾气失效催化剂回收铂族金属的主要方法有等离子熔炼法、火法氯化与挥发法、铜捕集法、加压氰化法、活性组分(即铂族金属)溶解法等，以上的这些方法比较成熟，都有了工业化的成果，但是它们只是针对于堇青石载体的催化剂，而市面上还有一部分铁载体汽车尾气催化剂不适用于上述方法，即使可以用上述的一些方法进行处理，但会有大量的副产物和污染，在环保日益重视的今天是不可取的。
针对铁载体的汽车尾气催化剂的特性，研究了一种新的方法来有针对性的对其进行回收处理。
发明内容
为解决针对失效的铁载体汽车尾气催化剂铂族金属回收技术的空白，本发明提供了一种简单、高效、环保的回收方法。
本发明为一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
1)将失效铁载体汽车尾气催化剂进行破碎，破碎过程中对产生的粉体颗粒给予收集，破碎铁片大小在5x5mm-50x50mm之间；
2)破碎过程中收集的粉体颗粒与破碎后的碎片一起放入超声波清洗机进行超声分离0.5-10h，分离后将铁片从机器中捞出并用水对其表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤；
3)将滤渣进行干燥，将干燥后的固体放入马弗炉中焙烧，干燥温度在100-150℃，焙烧温度1000-1500℃，焙烧时间2-24h，焙烧完毕将固体取出冷却至室温；
4)将固体加入到粉碎机中进行粉碎，至粉体粒度通过40-400目筛；
5)粉体加入反应釜中，反应釜配温度计并与尾气水吸收装置相连，按照固液比1:1-5的重量比量加入盐酸，加热，向液面下通入氯气，氯气流量20-200L/min，反应结束后过滤，用0.5-5倍固体重量的去离子水洗滤饼，铂族金属浸出的反应温度在40-90℃，反应时间2-10h；得到浸出液；
6)浸出液依次用萃取分离Pd，Pt，Rh，将萃取后的酸液返回浸出步骤，多次使用后中和处理；所述的Pd萃取剂是二异戊基硫醚、二正辛基亚砜、2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟中的一种，Pt萃取剂是三烷基胺，Rh萃取剂是磷酸三丁酯。
其中；步骤3)及4)实施的原因：首先失效汽车尾气催化剂中含有积碳和一些有机物，这些物质不去除会造成浸出时出现大量的汽包，严重影响了浸出的反应进程；其次分离后的催化剂粉体大部分的物质为γ-Al2O3，这部分物质在浸出中与盐酸反应生成AlCl3，增加了三废污染同时增加了盐酸的消耗量，并且AlCl3的存在严重影响了铂族金属的萃取分离，于是将分离后的催化剂粉体在1000-1500℃焙烧将γ-Al2O3转化成不与盐酸反应的α-Al2O3，从而降低了三废的排放量降低了污染同时也降低了回收成本。但是转化后的α-Al2O3会将部分的铂族金属包裹，造成部分铂族金属无法浸出，于是必须将催化剂粉体进行粉碎打破α-Al2O3的包裹作用，所以对焙烧过的粉体进行粉碎。
本发明方法通过破碎和超声波分离将铁载体失效汽车尾气催化剂的有效回收部分和铁载体分离，并且只对有效回收部分进行处理，减少了处理量和三废的排放。有效回收部分的焙烧和粉碎，将其中的γ-Al2O3转化成不与盐酸反应的α-Al2O3，减少了浸出中盐酸的消耗。浸出工序采用的是盐酸和氯气法，与传统的王水法或盐酸加次氯酸钠法浸出相比废气方便吸收处理，并且酸的消耗量少，加之与后面的溶剂萃取分离法结合可以有效地将浸出酸液反复再利用，从而减少了三废的排放，所以本方法是一种针对铁载体汽车尾气催化剂回收高效并且环保的方法。
附图说明
图1是本发明方法的工艺流程参考图：
1-破碎；2-超声波分离；3-过滤；4-干燥；5-焙烧；6-粉碎；7-浸出；8-过滤；9-萃取分离。
具体实施方式
实施例1
1)将失效的催化剂进行破碎至破碎铁片大小在10x10mm左右，破碎过程中对产生的粉体颗粒收集。
2)将破碎过程中收集的粉体颗粒与破碎后的碎片一起放入超声波清洗机进行超声分离，反应2h，将铁片从机器中捞出并用水对其表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤。
3)将过滤得到的滤渣放入烘箱中110℃干燥5h，然后将干燥后的固体放入马弗炉中1400℃焙烧时间16h，待马弗炉降温后将固体取出冷却至室温。
4)将焙烧后的固体加入到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的粉体全部通过100目标准筛。
5)将粉体加入到配有搅拌、温度计并与尾气水吸收装置相连的反应釜中，按照固液比1:2的量加入35％的盐酸，油浴加热，当釜内温度升至60℃时，向液面下通入氯气，氯气流量100L/min，控制反应温度，通入氯气4h后停止反应，待浸出液冷却至室温过滤，用0.5倍固体重量的去离子水洗滤饼，得到浸出液；
6)将浸出液中加入二异戊基硫醚萃取分离出Pd，再向浸出液中加入三烷基胺萃取分离出Pt，再向浸出液中加入磷酸三丁酯萃取分离出Rh。
经分析Pd回收率：95.2％；Pt回收率：94.9％；Rh回收率：82.3％。
实施例2
1)将失效的催化剂进行破碎至破碎铁片大小在25x25mm左右，破碎过程中对产生的粉体颗粒收集。
2)将破碎过程中收集的粉体颗粒与破碎后的碎片一起放入超声波清洗机进行超声分离，反应5h，将铁片从机器中捞出并用水对其表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤。
3)将过滤得到的滤渣放入烘箱中130℃干燥2h，然后将干燥后的固体放入马弗炉中1100℃焙烧时间22h，待马弗炉降温后将固体取出冷却至室温。
4)将焙烧后的固体加入到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的粉体全部通过200目标准筛。
5)将粉体加入到配有搅拌、温度计并与尾气水吸收装置相连的反应釜中，按照固液比1:3的量加入35％的盐酸，油浴加热，当釜内温度升至70℃时，向液面下通入氯气，氯气流量100L/min，控制反应温度，通入氯气4h后停止反应，待浸出液冷却至室温过滤，用1倍固体重量的去离子水洗滤饼，得到浸出液
6)将浸出液中加入二异戊基硫醚萃取分离出Pd，再向浸出液中加入三烷基胺萃取分离出Pt，再向浸出液中加入磷酸三丁酯萃取分离出Rh。
经分析Pd回收率：96.3％；Pt回收率：95.1％；Rh回收率：80.5％。
实施例3
(1)将失效的催化剂进行破碎至破碎铁片大小在40x40mm左右，破碎过程中对产生的粉体颗粒收集。
(2)将破碎过程中收集的粉体颗粒与破碎后的碎片一起放入超声波清洗机进行超声分离，反应8h，将铁片从机器中捞出并用水对其表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤。
(3)将过滤得到的滤渣放入烘箱中120℃干燥5h，然后将干燥后的固体放入马弗炉中1500℃焙烧时间3h，待马弗炉降温后将固体取出冷却至室温。
(4)将焙烧后的固体加入到粉碎机中进行粉碎，粉碎后的粉体全部通过400目标准筛。
(5)将粉体加入到配有搅拌、温度计并与尾气水吸收装置相连的反应釜中，按照固液比1:5的量加入35％的盐酸，油浴加热，当釜内温度升至50℃时，向液面下通入氯气，氯气流量100L/min，控制反应温度，通入氯气10h后停止反应，待浸出液冷却至室温过滤，用0.5倍固体重量的去离子水洗滤饼，得到浸出液；
(6)将浸出液中加入二异戊基硫醚萃取分离出Pd，再向浸出液中加入三烷基胺萃取分离出Pt，再向浸出液中加入磷酸三丁酯萃取分离出Rh。
经分析Pd回收率：94.1％；Pt回收率：94.6％；Rh回收率：84.1％。

Claims (1)

1.一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
1)将失效铁载体汽车尾气催化剂进行破碎，破碎过程中对产生的粉体颗粒给予收集，破碎铁片大小在5x5mm-50x50mm之间；
2)破碎过程中收集的粉体颗粒与破碎后的碎片一起放入超声波清洗机进行超声分离0.5-10h，分离后将铁片从机器中捞出并用水对其表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤；
3)将滤渣进行干燥，将干燥后的固体放入马弗炉中焙烧，干燥温度在100-150℃，焙烧温度1000-1500℃，焙烧时间2-24h，焙烧完毕将固体取出冷却至室温；
4)将固体加入到粉碎机中进行粉碎，至粉体粒度通过40-400目筛；
5)粉体加入反应釜中，反应釜配温度计并与尾气水吸收装置相连，按照固液比1:1-5的重量比量加入盐酸，加热，向液面下通入氯气，氯气流量20-200L/min，反应结束后过滤，用0.5-5倍固体重量的去离子水洗滤饼，铂族金属浸出的反应温度在40-90℃，反应时间2-10h；得到浸出液；
6)浸出液依次用萃取分离Pd，Pt，Rh，将萃取后的酸液返回浸出步骤，多次使用后中和处理；所述的Pd萃取剂是二异戊基硫醚、二正辛基亚砜、2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟中的一种，Pt萃取剂是三烷基胺，Rh萃取剂是磷酸三丁酯。
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