CN110184465B - 一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及贵金属二次资源综合利用领域，具体涉及一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法。一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，按如下步骤依次进行：A、磨料；B、加压酸溶；C、制粒；D、熔炼回收铂族金属。本发明工艺简单、稀土元素回收率高。

Description

一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法
技术领域
本发明涉及贵金属二次资源综合利用领域，具体涉及一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法。
背景技术
因稀土及稀贵金属优良的化学催化活性，因此稀土及贵金属广泛应用工业催化行业。但我国是铂族金属资源贫国，每年矿产铂族金属仅约3吨，而我国每年铂族金属需求量就超过120吨，极大程度上依赖于进口。同时我国为汽车生产大国，每年用于汽车尾气净化系统的铂族金属量近100吨，产值超过200亿元，同时使用到稀土镧和铈，每年用量近5000吨。虽然我国是稀土大国，但是本着资源节约和环境友好的原则，进行失效汽车尾气催化剂中稀土回收也是有必要的，因此从失效汽车尾气催化剂中综合回收稀土及贵金属，具有很好的经济、社会和环境效益。
从失效汽车尾气催化剂中回收铂族金属的研究较多的，但是综合回收稀土及铂族金属的研究较少，其原因是采用常规湿法工艺时，稀土和铂族金属回收率都较低，同时废水量较大，而直接采用火法工艺时稀土会进入渣中难以回收，造成资源浪费。
专利CN105671304A本发明公开了一种从失效汽车尾气净化催化剂中回收稀土及铂族金属的方法，该方法包括磨矿、硫酸化焙烧、稀酸浸出回收稀土，湿法溶解回收铂族金属等步骤。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提出了一种综合回收失效汽车尾气催化剂中镧、铈稀土元素和铂族金属的方法，该方法工艺简单、稀土元素回收率高。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，按如下步骤依次进行：
A、磨料：将失效汽车尾气催化剂破碎、磨粉，研磨粒度为30～100目，得失效汽车尾气催化剂粉末；
B、加压酸溶：酸性溶剂与失效汽车尾气催化剂粉末的液固比（L/S）=1～10∶1，在温度105～250℃、压力0.1～4.5Mpa的条件下反应时间0.5～8h；浸出镧和铈，得到浸出液L和酸性浸出渣S；其中L/S是液固比的意思是液体体积比固体重量的意思；
C、制粒：酸性浸出渣S中加入CaO和水，混合均匀后，制成粒团，粒团直径为2～5cm，并在200～800℃下烘干0.5～8h，得到球团矿；所述CaO的粒度为30～200目，用量为酸性浸出渣S质量的10%～40%；所述水的用量为酸性浸出渣S质量的1%～10%；
D、熔炼回收铂族金属：将球团矿和石英砂、炼铁渣及焦炭于高温炉内在1300～1700℃熔炼0.5～6h，得到无害化可丢弃的渣相和富集了绝大部分铂族金属的铁合金；所述石英砂的粒度为0.1～5cm，用量为球团矿质量的5～50%；所述炼铁渣的粒度为0.1～5cm，用量为球团矿质量的20～50%；所述焦炭的粒度为0.1～2cm，用量为球团矿质量的1～5%。
所述酸性溶剂为浓度2～6mol/L的HCl或浓度4～8mol/L的H2SO4。
本发明的有益效果：
1、本发明工艺简单、稀土元素回收率高。
2、本发明采用分步法回收稀土元素和铂族金属元素，镧锶和铂族金属分离彻底。
3、本发明酸性体系加压浸出镧锶，浸出时间短，效率高，而铂族金属基本不溶解。
4、本发明熔炼法回收铂族金属，流程短，环境友好。
5、本发明稀贵金属收率高，镧锶收率＞95%，铂钯铑＞99%。
具体实施例
实施例1
一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，按如下步骤依次进行：
A、磨料：将失效汽车尾气催化剂破碎、磨粉，研磨粒度为30目，得失效汽车尾气催化剂粉末；
B、加压酸溶：称量研磨好的失效汽车尾气催化剂粉末1000g，加入浓度为2mol/L的HCl10000ml，在高压反应釜中搅拌并加热至105℃，反应压力0.1Mpa，恒温0.5h，冷却过滤，得到浸出液L和247g浸出渣S，取样分析浸出液L中镧和锶的含量，并计算浸出液中镧的回收率为95.2%，锶的回收率为95.6%。
C、制粒：浸出渣S中加入粒度为30～200目的CaO98.8g和水24.7ml，混合均匀后，制成粒团，粒团直径为2～5cm，并在200℃下烘干8h，得到球团矿345.8g；
D、熔炼回收铂族金属：将球团矿和粒度为0.1～5cm的石英砂172.9g、粒度为0.1～5cm的炼铁渣172.9g及粒度为0.1～2cm的焦炭17.29g加入石墨黏土坩埚，于高温炉内在1300℃熔炼0.5h，后取出坩埚，冷却后进行分离，得到渣相和铁合金，分析渣和铁合金中铂钯铑含量，得到铁合金141.78克，铂族金属含量为1.41%，回收率为99.60%，渣中铂钯铑总含量为8g/t。
实施例2
一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，按如下步骤依次进行：
A、磨料：将失效汽车尾气催化剂破碎、磨粉，研磨粒度为50目，得失效汽车尾气催化剂粉末；
B、加压酸溶：称量研磨好的失效汽车尾气催化剂粉末1000g，加入浓度为6mol/L的HCl6000ml，在高压反应釜中搅拌并加热至120℃，反应压力1.5Mpa，恒温2.5h，冷却过滤，得到浸出液L和240g浸出渣S，取样分析浸出液L中镧和锶的含量，并计算浸出液中镧的回收率为96.1%，锶的回收率为95.4%。
C、制粒：浸出渣S中加入粒度为30～200目的CaO72g和水16.8ml，混合均匀后，制成粒团，粒团直径为2～5cm，并在400℃下烘干5h，得到球团矿312g；
D、熔炼回收铂族金属：将球团矿和粒度为0.1～5cm的石英砂93.6g、粒度为0.1～5cm的炼铁渣124.8g及粒度为0.1～2cm的焦炭12.48g加入石墨黏土坩埚，于高温炉内在1400℃熔炼2h，后取出坩埚，冷却后进行分离，得到渣相和铁合金，分析渣和铁合金中铂钯铑含量，得到铁合金107.33克，铂族金属含量为1.85%，回收率为99.53%，渣中铂钯铑总含量为9.5g/t。
实施例3
一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，按如下步骤依次进行：
A、磨料：将失效汽车尾气催化剂破碎、磨粉，研磨粒度为80目，得失效汽车尾气催化剂粉末；
B、加压酸溶：称量研磨好的失效汽车尾气催化剂粉末1000g，加入浓度为4mol/L的H2SO44000ml，在高压反应釜中搅拌并加热至180℃，反应压力3Mpa，恒温5h，冷却过滤，得到浸出液L和233g浸出渣S，取样分析浸出液L中镧和锶的含量，并计算浸出液中镧的回收率为96.7%，锶的回收率为96.9%。
C、制粒：浸出渣S中加入粒度为30～200目的CaO46.60g和水9.32ml，混合均匀后，制成粒团，粒团直径为2～5cm，并在600℃下烘干3h，得到球团矿279.6g；
D、熔炼回收铂族金属：将球团矿和粒度为0.1～5cm的石英砂27.96g、粒度为0.1～5cm的炼铁渣83.88g及粒度为0.1～2cm的焦炭5.59g加入石墨黏土坩埚，于高温炉内在1600℃熔炼4h，后取出坩埚，冷却后进行分离，得到渣相和铁合金，分析渣和铁合金中铂钯铑含量，得到铁合金75.49克，铂族金属含量为2.64%，回收率为99.49%，渣中铂钯铑总含量为10.2g/t。
实施例4
一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，按如下步骤依次进行：
A、磨料：将失效汽车尾气催化剂破碎、磨粉，研磨粒度为100目，得失效汽车尾气催化剂粉末；
B、加压酸溶：称量研磨好的失效汽车尾气催化剂粉末1000g，加入浓度为8mol/L的H2SO41000ml，在高压反应釜中搅拌并加热至250℃，反应压力4.5Mpa，恒温8h，冷却过滤，得到浸出液L和227g浸出渣S，取样分析浸出液L中镧和锶的含量，并计算浸出液中镧的回收率为97.10%，锶的回收率为97.50%。
C、制粒：浸出渣S中加入粒度为30～200目的CaO22.7g和水2.27ml，混合均匀后，制成粒团，粒团直径为2～5cm，并在800℃下烘干0.5h，得到球团矿249.7g；
D、熔炼回收铂族金属：将球团矿和粒度为0.1～5cm的石英砂12.49g、粒度为0.1～5cm的炼铁渣49.94g及粒度为0.1～2cm的焦炭2.5g加入石墨黏土坩埚，于高温炉内在1700℃熔炼6h，后取出坩埚，冷却后进行分离，得到渣相和铁合金，分析渣和铁合金中铂钯铑含量，得到铁合金45.94克，铂族金属含量为4.33%，回收率为99.40%，渣中铂钯铑总含量为12g/t。

Claims (1)

1.一种从失效汽车尾气催化剂中回收稀贵金属的方法，其特征在于，按如下步骤依次进行：
A、磨料：将失效汽车尾气催化剂破碎、磨粉，研磨粒度为30～100目，得失效汽车尾气催化剂粉末；
B、加压酸溶：酸性溶剂与失效汽车尾气催化剂粉末的液固比（L/S）=1～10∶1，在温度105～250℃、压力0.1～4.5Mpa的条件下反应时间0.5～8h；浸出镧和铈，得到浸出液L和酸性浸出渣S；其中L/S是液固比的意思是液体体积比固体重量的意思；
C、制粒：酸性浸出渣S中加入CaO和水，混合均匀后，制成粒团，粒团直径为2～5cm，并在200～800℃下烘干0.5～8h，得到球团矿；所述CaO的粒度为30～200目，用量为酸性浸出渣S质量的10%～40%；所述水的用量为酸性浸出渣S质量的1%～10%；
D、熔炼回收铂族金属：将球团矿和石英砂、炼铁渣及焦炭于高温炉内在1300～1700℃熔炼0.5～6h，得到无害化可丢弃的渣相和富集了绝大部分铂族金属的铁合金；所述石英砂的粒度为0.1～5cm，用量为球团矿质量的5～50%；所述炼铁渣的粒度为0.1～5cm，用量为球团矿质量的20～50%；所述焦炭的粒度为0.1～2cm，用量为球团矿质量的1～5%；
所述酸性溶剂为浓度2～6mol/L的HCl或浓度4～8mol/L的H2SO4。
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