CN111893313B - 一种等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种等离子熔炼富集所得铁‑铂族金属合金的溶解方法，属于铂族金属二次资源回收技术领域。本发明采用焙烧、还原‑水浸、稀硫酸浸出、王水溶解联合工艺实现等离子熔炼富集所得铁‑铂族金属合金的高效溶解。本发明的方法步骤包括：(1)氢氧化钠焙烧；(2)还原‑水浸；(3)稀硫酸浸出；(4)王水溶解。本发明工艺流程简单，容易实施，条件温和，成本低，生产效率高；铂、钯溶解率大于99％，铑溶解率大于96％；含铂、钯铑王水不溶渣直接返回焙烧工序再处理，铂族金属综合回收率高。

Description

一种等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法
技术领域
本发明属于铂族金属二次资源回收技术领域，具体涉及一种等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法，尤其是一种等离子熔炼铁捕集富集失效汽车催化剂所得的铁-铂族金属合金的溶解方法。
背景技术
在铂族金属二次资源回收领域，火法熔炼铁捕集法从失效汽车尾气催化剂及其他铂族金属催化剂中回收铂族金属是重要的回收方法之一，主要包括电弧炉熔炼和等离子炉熔炼富集。等离子熔炼富集铂族金属技术已被世界著名贵金属公司广泛采用。在等离子熔炼铁捕集法富集铂族金属过程中，最终获得的铁-铂族金属合金中通常含有一定的硅、碳、磷等，该合金极其惰性，具有极强的抗酸碱腐蚀性，王水都很难溶解，铂族金属溶解率很低，使后续铂族金属提纯精炼工艺十分困难。
吴喜龙等以离子熔炼富集失效汽车催化剂得到的含铂、钯和铑的铁合金富集物为原料，首先采用盐酸溶解除铁，不溶渣再进行氧化浸出铂族金属，铂、钯、铑的溶解率为57.29％、62.12％和25.35％。
C.G.Aderson提出采用亚硝酸-硫酸加压浸出技术处理火法熔炼铁捕集铂族金属物料，在50～155℃温度下，压力90磅/英寸2的高压釜中加压浸出铁，获得铂族金属富集渣，此过程中部分的钯和铑也被溶出，需采用适宜的技术回收。
S.D.MCCULLOUGH等人的研究中提到，对Mintek公司的低硫铂族金属铁合金(Fe 70～85％)，采用氧化吹炼技术进行除铁，通过添加CaO，SiO2及Al2O3，于电弧炉内在1500℃的温度下，通氧气或空气进行吹炼使铁氧化进入渣相，实现铂族金属与铁的分离，铁的去除率达到80％左右。
中国专利CN 101575674 A公开了一种从熔炼捕集料中回收铂族金属的方法，步骤为：浓硫酸浸煮物料、焙烧硫酸浸煮渣、焙烧产物与固体氢氧化物混合物碱熔、碱性浸出渣用HCl等溶解、溶解液用活泼金属铁置换、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％。
中国专利CN 104073625 A一种等离子熔炼富集料回收贵金属前的预处理方法，其步骤为：将预处理对象放入氧化锆坩埚中，在高频炉中升温到1600-1800℃，使物料熔化，吹氧，得到的物料浇铸在不锈钢模中，冷却，至物料分为上下两层，除去上层渣层，得到下层金属相。预处理后得到的物料用酸可轻松溶解，有利于贵金属回收。
中国专利CN 105603193 A公开了一种从等离子炉富集料中回收铂族金属前的预处理方法，其步骤为：将富集料球磨至100-200目；将磨细的富集料与NaOH、NaNO3充分混匀，装入不锈钢容器中，升温熔融，熔融物转入玻璃烧杯中，加入4-6M盐酸，加热溶解，铂的溶解率大于95％，钯的溶解率大于95％，铑的溶解率大于92％。
中国专利CN 110656353A公开了一种Fe-PGMs合金电解回收铂族金属的方法，其步骤为以Fe-PGMs合金为阳极，惰性电极为阴极；向经除氧的水中加入硫酸亚铁，加入稳定剂、表面活性剂、Fe2+络合剂和恒电导剂得到电解液；采用恒压电解得到富含PGMs阳极泥和阴极纯铁。
以上现有技术所公开的回收方法存在工艺流程长，操作条件要求苛刻，铂族金属溶解率低，回收率低，回收周期长，能耗及成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法。
本发明通过添加氢氧化钠焙烧破坏铁铂族金属合金的致密结构，其中的硅生成水溶性的硅酸钠，铁生成铁酸钠；铁酸钠水解、还原后生成金属铁并被稀硫酸溶出；得到铂族金属富集物活性高，铂、钯、铑容易被王水溶解，实现铁-铂族金属合金的高效溶解。
本发明实现上述目的的技术方案如下：
一种等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法，包括以下步骤：
步骤(1)焙烧：将粒度在100目以下的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金与氢氧化钠按1:1～1.2质量比混合后装入镍材质容器中，在500～700℃温度下焙烧1h以上；
步骤(2)还原-水浸：将步骤(1)所得的焙烧熟料按5～15:1的液固比加入水，并按1kg铁-铂族金属合金添加30～200mL水合肼溶液，在不高于90℃温度下进行浸出，时间不少于0.5h，热态过滤分离洗涤，获得浸出渣；
步骤(3)硫酸浸出：将步骤(3)所得的浸出渣按5～15:1液固比加入质量浓度不高于35％的硫酸，在不高于90℃温度下进行浸出，时间不少于1h，过滤分离，获得硫酸浸出渣；
步骤(4)王水溶解：将步骤(4)所得的酸浸出渣加入1:1的王水沸腾溶解2h，过滤洗涤，获得铂族金属溶液，不溶渣返回焙烧工序。
本发明方法的原理：
铁-铂族金属合金加氢氧化钠焙烧过程时，其中的硅、铁等与氢氧化钠反应生成硅酸钠、铁酸钠，部分的铂族金属生成相应的化合物，破坏了致密合金微观结，构有利于后续浸出分离；还原-水浸时还原反应与水浸出在同一体系中同时实现，水溶性的硅酸钠进入溶液，铁酸钠水解生成氧化铁并被水合肼还原成铁，铂族金属化合物也被还原为金属态；还原新生的铁活性高，容易用稀硫酸浸出，而铂族金属不被稀硫酸浸出；硫酸不溶渣中的铂、钯、铑活性高，容易被王水溶解进入溶液，实现铁-铂族金属合金的高效溶解。
本发明的有益效果：
本发明工艺流程简单，容易实施，条件温和，成本低，生产效率高，铂族金属溶解率高，铂、钯溶解率大于99％，铑溶解率大于96％。还原水浸及酸浸过程铂、钯、铑不分散，含铂族金属王水不溶渣返回焙烧工序再处理，铂族金属综合回收率高。
具体实施方式
实施例1
取100g粒度在100目以下的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金(Pt 3.396g/kg，Pd 19.300g/kg，Rh 2.207g/kg)与100g氢氧化钠混合；将混合物料装入镍材质容器中，在500℃温度下焙烧2h；将所得的焙烧熟料加入1L水，并加入10mL水合肼溶液，在60℃下温度浸出1h，热态过滤分离洗涤，获得浸出渣；将浸出渣加入1.5L质量浓度20％的硫酸，在60℃温度下浸出2h，过滤分离，获得硫酸浸出渣；将硫酸浸出渣加入1:1的王水沸腾溶解2h，冷却，过滤分离洗涤，获得铂、钯、铑溶液0.5L，其中Pt、Pd、Rh含量分别为：0.677g/L、3.857g/L、0.425g/L，铂、钯、铑溶解率分别为：99.68％、99.92％、96.28％。还原水浸及酸浸出液中Pt、Pd、Rh含量均小于0.0001g/L，含铂族金属王水不溶渣1.29g(Pt 843g/t,Pd 1197g/t,Rh6364g/t)返回焙烧工序处理。
实施例2
取5kg粒度在100目以下的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金(Pt 3.396g/kg，Pd 19.300g/kg，Rh 2.207g/kg)与6kg氢氧化钠混合；将混合物料装入镍材质容器中，在600℃温度下焙烧3h；将所得的焙烧熟料按加入100L水，并加入500mL水合肼溶液，在90℃下温度浸出1h，热态过滤分离洗涤，获得浸出渣；将浸出渣加入70L质量浓度15％的硫酸，在90℃温度下浸出2h，过滤分离，获得酸浸出渣；将酸浸出渣加入1:1的王水沸腾溶解2h，过滤分离洗涤，获得铂、钯、铑溶液14.22kg，其中Pt、Pd、Rh含量分别为：1.19g/kg，6.78g/kg，0.75g/kg，铂、钯、铑溶解率分别为：99.66％、99.91％、96.65％。还原水浸及酸浸出液中Pt、Pd、Rh含量均小于0.0001g/L，含铂族金属王水不溶渣69.3g(Pt 830g/t,Pd 1253g/t,Rh 5334g/t)返回焙烧工序处理。

Claims (5)

1.一种等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤（1）焙烧：将粒度在100目以下的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金与氢氧化钠按1:0.5～1.5质量比混合后装入镍材质容器中，在500～700℃温度下焙烧1h以上；
步骤（2）还原-水浸：将步骤（1）所得的焙烧熟料按5～15:1的液固比加入水，并按1kg铁-铂族金属合金添加30～200mL水合肼溶液，在不高于90℃的温度下进行浸出，时间不少于0.5h，热态过滤分离洗涤，获得浸出渣；
步骤（3）硫酸浸出：将步骤（3）所得的浸出渣按5～15:1液固比加入质量浓度不高于35%的硫酸，在不高于90℃温度下进行浸出，时间不少于1h，过滤分离，获得硫酸浸出渣；
步骤（4）王水溶解：将步骤（4）所得的酸浸出渣加入1:1的王水沸腾溶解2h，过滤洗涤，获得铂族金属溶液，不溶渣返回焙烧工序。
2.根据权利要求1所述的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金中的溶解方法，其特征在于：
步骤（1）中所述的铁-铂族金属合金与氢氧化钠的质量比为1:1～1.2；所述的焙烧温度为550～600℃，焙烧时间2h。
3.根据权利要求2所述的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法，其特征在于：
步骤（2）中所述的液固比为8～10:1，浸出温度60～90℃，浸出时间1h；所述水合肼的用量为1kg铁-铂族金属合金添加50～100mL水合肼。
4.根据权利要求3所述的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法，其特征在于：
步骤（3）中所述的硫酸质量浓度不超过35%，液固比10～15:1，浸出温度60℃～90℃，浸出时间1h。
5.根据权利要求1至4任一项所述的等离子熔炼富集所得铁-铂族金属合金的溶解方法，其特征在于：
所述的铁-铂族金属合金是等离子熔炼铁捕集法富集失效汽车催化剂所得含铂、钯、铑的铁-铂族金属合金物料。
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CN113293301B (zh) * 2021-05-21 2022-05-03 北京科技大学 一种金属载体废汽车尾气催化剂回收铂族金属的方法

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CN101575674A (zh) * 2001-06-28 2009-11-11 贵研铂业股份有限公司 从熔炼捕集料中回收铂族金属的方法
CN105603206B (zh) * 2016-01-12 2017-11-03 贵研资源（易门）有限公司 等离子炉富集料回收贵金属前的预处理方法
CN105603193A (zh) * 2016-01-12 2016-05-25 贵研资源（易门）有限公司 等离子炉富集料回收铂族金属前的预处理方法
CN106011477B (zh) * 2016-06-28 2017-12-26 昆明贵金属研究所 一种从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法
CN107604165A (zh) * 2017-09-01 2018-01-19 鑫广再生资源(上海)有限公司 一种汽车尾气三元催化剂中铂族金属提取以及精炼的方法

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