CN115161487B - 一种废三元催化剂粉末提取装置及其提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废三元催化剂粉末提取装置及其提取方法，涉及提取装置技术领域，包括底板和混料组件；底板：上侧面上安装有PLC控制器，所述底板的下侧面上安装有清洗组件，所述底板上侧面的右端安装有储存组件；混料组件：包含滑条、固定环、混料桶、出料管和电磁阀，所述底板的上侧面上开设有方形孔，所述方形孔的内部滑动连接有滑条，所述滑条的右侧面上固定有固定环，所述固定环的内部固定有混料桶，所述混料桶下端面上设置的出液孔的内部固定有出料管，所述出料管的圆周面上安装有电磁阀，所述混料桶的内部安装有搅拌组件，所述滑条的侧面上安装有称重组件，能够提取出较高纯度的铂系金属，并且能够避免出现资源浪费。

Description

一种废三元催化剂粉末提取装置及其提取方法

技术领域

本发明涉提取装置技术领域，具体为一种废三元催化剂粉末提取装置及其提取方法。

背景技术

目前，铂族金属对工业的作用，像我们人体离不开维生素一样，又被誉为“工业维他命”，数量虽少，但必不可缺，由于铂族金属性能的独特性和资源的稀缺性，在世界上被作为“战略储备金属”，在高技术产业发展中，被誉为“第一高技术金属”，随着科技的进步，铂族金属的应用领域越来越广，用量越来越大，二次资源的回收利用就显得更为重要，因此，世界各国对铂族金属的回收利用都比较重视，特别是一些消费大国，如美国，日本等，都建立了相对独立的工业回收体系和管理体系，取得了较好的效果，据估计，美国铂族金属的回收比率高于80％，我国铂族金属矿产资源十分贫乏，与此同时，中国是世界铂族金属第一消耗国，依靠矿产资源远不能满足工业发展的需要，开展二次资源回收，实现资源循环利用是发展的必由之路，三元催化剂为铂系金属用量最大的领域，中国汽车保有量数字非常巨大，并且每年以10-15％的速度递增，汽车尾气治理必须使用汽车催化剂，而铂族金属是汽车催化剂必不可少的催化材料，所以铂系金属的资源回收研究及铂系金属在催化剂方面的应用研究对于解决国内铂系金属短缺等社会问题具有现实意义，应提升至国家的战略层面，鉴于铂族金属资源的稀缺性和重要性，由于铂族金属其高度的物理和化学稳定性，其制品在使用过程中，即使其某种功能丧失了，但金属本身的价值还在，而目前我国贵金属工业催化剂和汽车尾气催化剂回收、精炼市场仍处于起步阶段、市场秩序混乱、回收提炼技术落后，回收提炼过程中造成大量的二次污染，产品纯度低，资源浪费严重，为此，我们提出一种废三元催化剂粉末提取装置及其提取方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种废三元催化剂粉末提取装置及其提取方法，能够提取出较高纯度的铂系金属，并且能够避免出现资源浪费，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提出：一种废三元催化剂粉末提取装置，包括底板和混料组件；

底板：上侧面上安装有PLC控制器，所述底板的下侧面上安装有清洗组件，所述底板上侧面的右端安装有储存组件；

混料组件：包含滑条、固定环、混料桶、出料管和电磁阀，所述底板的上侧面上开设有方形孔，所述方形孔的内部滑动连接有滑条，所述滑条的右侧面上固定有固定环，所述固定环的内部固定有混料桶，所述混料桶下端面上设置的出液孔的内部固定有出料管，所述出料管的圆周面上安装有电磁阀，所述混料桶的内部安装有搅拌组件，所述滑条的侧面上安装有称重组件，通过设置混料组件进行混料；

其中：所述PLC控制器的输入端电连接外部电源的输出端，所述PLC控制器的输出端电连接电磁阀的输入端。

作为本发明的一种优选技术方案：所述搅拌组件包含盖板、电机、转轴和搅拌板，所述混料桶的上端扣接有盖板，所述盖板的上端面上安装有电机，所述电机的输出轴固定在转轴的上端面上，所述转轴位于混料桶的内部，所述转轴的圆周面上固定有均匀分布的搅拌板，所述电机的输入端电连接PLC控制器的输出端，通过设置搅拌组件对混合液进行搅拌。

作为本发明的一种优选技术方案：所述清洗组件包含蓄水箱、水泵、出水管和喷头，所述底板下侧面的左端固定有蓄水箱，所述蓄水箱的内部安装有水泵，所述水泵的出水口的内部固定有出水管，所述出水管的上端安装有喷头，所述水泵的输入端电连接PLC控制器的输出端，通过设置清洗组件对混料桶进行清洗。

作为本发明的一种优选技术方案：所述称重组件包含连接环、弹簧、限位板、 U形架和称重传感器，所述滑条的侧面上固定有连接环，所述滑条的侧面上套接有弹簧，所述弹簧的上端固定在连接环的下端面上，所述弹簧的下端固定在底板的上侧面上，所述滑条的下侧面上固定有限位板，所述底板的下侧面上固定有U形架，所述U形架内部的下侧面上安装有称重传感器，所述称重传感器与PLC控制器双向电连接，通过设置称重组件对混料桶内部的材料进行称重。

作为本发明的一种优选技术方案：所述储存组件包含伺服电机、转盘和储存桶，所述底板下侧面的右端安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴固定在转盘的下端面上，所述转盘的上端面上开设有四个相对应的放置槽，所述放置槽的内部放置有储存桶，通过设置储存组件对得到的金属进行分类储存。

作为本发明的一种优选技术方案：所述底板下侧面的右端固定有两个相对应的支腿，两个支腿的下端面上固定有支撑板，通过设置支腿和支撑板对底板进行支撑。

作为本发明的一种优选技术方案：所述蓄水箱前侧面上设置的注水口的内部固定有注水管，所述注水管的上端扣接有盖帽，水通过注水管进入到蓄水箱的内部。

作为本发明的一种优选技术方案：所述蓄水箱的前侧面上开设有观察口，所述观察口的内部固定有透明板。

作为本发明的一种优选技术方案：所述出水管的圆周面上固定有支撑管，所述支撑管的圆周面上固定有支撑条，所述支撑条固定在底板的上侧面上，通过设置支撑条和支撑管对出水管进行支撑。

本发明还提供一种废三元催化剂粉末提取方法，包括以下步骤：

S1）：首先将废三元催化剂粉末加入进电弧炉的内部进行高温熔炼，在高温熔炼的过程中加热FE系金属块作为捕获剂提取分离出含有铂族金属的铁块和无害化的废三元催化剂载体；

S2）：然后将含有铂族金属的铁块加入进混料桶的内部，加入完毕后混料桶将在含有铂族金属铁块的重量下向下移动，混料桶向下移动使得滑条向下移动，滑条向下移动将电动限位板向下移动与称重传感器接触，接触后称重传感器将对含有铂族金属铁块的重量进行测量，测量后按照1：10的重量比在混料桶的内部加入硫酸，硫酸加入后将去除含有铂族金属铁块内部的铁，从而得到铂族金属富集物；

S3）：将步骤2得到铂族金属富集物取出，取出后打开电磁阀将硫酸废料注入进左侧的储存桶的内部，然后使用清洗组件对混料桶进行清洗，清洗后重新将铂族金属富集物放置进混料桶的内部，放置完毕后加入进萃取液，然后启动搅拌组件对金属富集物和萃取液进行搅拌，搅拌后的等待其静止分层；

S4）：在混合液分层后打开电磁阀将分层的混合液依次放置进剩余的三个储存桶的内部，储存后三个储存桶的内部分别存在铂、钯、铑此三种同属于铂族元素的金属，然后分别对铂、钯、铑此三种金属进行金属提纯即可得到工业级别的铂族金属。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置清洗组件使得在经过硫酸腐蚀后可以启动水泵将蓄水箱内部的水注入进混料桶的内部，对混料桶进行清洗，清洗后的水将混合着使用过的硫酸进入到最左侧的储存桶的内部，从而有效避免使用过的硫酸污染环境；

2、通过设置称重组件使得在进行混料的过程中能够得到更准确的配比，这样的情况下能够有效提高提取物的纯度，并且避免了因工人配比而造成的效率降低；

3、通过对废三元催化剂粉末进行干法提取熔炼、硫酸腐蚀、分级萃取和金属提纯能够得到工业级别的铂、钯、铑三种铂组元素，与传统的方式相比，纯度更高而且更加方便。

附图说明

图1为本发明一种废三元催化剂粉末提取装置的前侧结构示意图；

图2为本发明一种废三元催化剂粉末提取装置的前侧剖视图；

图3为本发明一种废三元催化剂粉末提取装置的称重组件结构示意图。

图中：1底板、2 PLC控制器、3混料组件、31滑条、32固定环、33混料桶、34出料管、35电磁阀、4搅拌组件、41盖板、42电机、43转轴、44搅拌板、5清洗组件、51蓄水箱、52水泵、53出水管、54喷头、6称重组件、61连接环、62弹簧、63限位板、64 U形架、65称重传感器、7储存组件、71伺服电机、72转盘、73储存桶、8支腿、9支撑板、10注水管、11盖帽、12透明板、13支撑条、14支撑管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本实施例提供一种技术方案：一种废三元催化剂粉末提取装置，包括底板1和混料组件3；

底板1：上侧面上安装有PLC控制器2，底板1的下侧面上安装有清洗组件5，底板1上侧面的右端安装有储存组件7，清洗组件5包含蓄水箱51、水泵52、出水管53和喷头54，底板1下侧面的左端固定有蓄水箱51，蓄水箱51的内部安装有水泵52，水泵52的出水口的内部固定有出水管53，出水管53的上端安装有喷头54，水泵52的输入端电连接PLC控制器2的输出端，储存组件7包含伺服电机71、转盘72和储存桶73，底板1下侧面的右端安装有伺服电机71，伺服电机71的输出轴固定在转盘72的下端面上，转盘72的上端面上开设有四个相对应的放置槽，放置槽的内部放置有储存桶73，通过设置储存组件7对得到的金属进行分类储存，通过设置清洗组件5对混料桶33进行清洗；

混料组件3：包含滑条31、固定环32、混料桶33、出料管34和电磁阀35，底板1的上侧面上开设有方形孔，方形孔的内部滑动连接有滑条31，滑条31的右侧面上固定有固定环32，固定环32的内部固定有混料桶33，混料桶33下端面上设置的出液孔的内部固定有出料管34，出料管34的圆周面上安装有电磁阀35，混料桶33的内部安装有搅拌组件4，滑条31的侧面上安装有称重组件6，搅拌组件4包含盖板41、电机42、转轴43和搅拌板44，混料桶33的上端扣接有盖板41，盖板41的上端面上安装有电机42，电机42的输出轴固定在转轴43的上端面上，转轴43位于混料桶33的内部，转轴43的圆周面上固定有均匀分布的搅拌板44，电机42的输入端电连接PLC控制器2的输出端，称重组件6包含连接环61、弹簧62、限位板63、 U形架64和称重传感器65，滑条31的侧面上固定有连接环61，滑条31的侧面上套接有弹簧62，弹簧62的上端固定在连接环61的下端面上，弹簧62的下端固定在底板1的上侧面上，滑条61的下侧面上固定有限位板63，底板1的下侧面上固定有U形架64，U形架64内部的下侧面上安装有称重传感器65，称重传感器65与PLC控制器2双向电连接，通过设置称重组件6对混料桶33内部的材料进行称重，通过设置搅拌组件4对混合液进行搅拌，通过设置混料组件3进行混料；

其中：PLC控制器2的输入端电连接外部电源的输出端，PLC控制器2的输出端电连接电磁阀35的输入端。

其中：底板1下侧面的右端固定有两个相对应的支腿8，两个支腿8的下端面上固定有支撑板9，通过设置支腿8和支撑板9对底板1进行支撑。

其中：蓄水箱51前侧面上设置的注水口的内部固定有注水管10，注水管10的上端扣接有盖帽11，水通过注水管10进入到蓄水箱51的内部。

其中：蓄水箱51的前侧面上开设有观察口，观察口的内部固定有透明板12。

其中：出水管53的圆周面上固定有支撑管14，支撑管14的圆周面上固定有支撑条13，支撑条13固定在底板1的上侧面上，通过设置支撑条13和支撑管14对出水管53进行支撑。

本发明还提供一种废三元催化剂粉末提取方法，包括以下步骤：

S1）：首先将废三元催化剂粉末加入进电弧炉的内部进行高温熔炼，在高温熔炼的过程中加热FE系金属块作为捕获剂提取分离出含有铂族金属的铁块和无害化的废三元催化剂载体；

S2）：然后将含有铂族金属的铁块加入进混料桶33的内部，加入完毕后混料桶33将在含有铂族金属铁块的重量下向下移动，混料桶33向下移动使得滑条31向下移动，滑条31向下移动将电动限位板63向下移动与称重传感器65接触，接触后称重传感器65将对含有铂族金属铁块的重量进行测量，测量后按照1：10的重量比在混料桶33的内部加入硫酸，硫酸加入后将去除含有铂族金属铁块内部的铁，从而得到铂族金属富集物；

S3）：将步骤2得到铂族金属富集物取出，取出后打开电磁阀35将硫酸废料注入进左侧的储存桶73的内部，然后使用清洗组件5对混料桶33进行清洗，清洗后重新将铂族金属富集物放置进混料桶33的内部，放置完毕后加入进萃取液，然后启动搅拌组件4对金属富集物和萃取液进行搅拌，搅拌后的等待其静止分层；

S4）：在混合液分层后打开电磁阀35将分层的混合液依次放置进剩余的三个储存桶73的内部，储存后三个储存桶73的内部分别存在铂、钯、铑此三种同属于铂族元素的金属，然后分别对铂、钯、铑此三种金属进行金属提纯即可得到工业级别的铂族金属。

本发明好处：能够非常方便的进行提取，并且效率和纯度更高，从而有效避免了资源的浪费

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：包括底板（1）和混料组件（3）；

底板（1）：上侧面上安装有PLC控制器（2），所述底板（1）的下侧面上安装有清洗组件（5），所述底板（1）上侧面的右端安装有储存组件（7）；

混料组件（3）：包含滑条（31）、固定环（32）、混料桶（33）、出料管（34）和电磁阀（35），所述底板（1）的上侧面上开设有方形孔，所述方形孔的内部滑动连接有滑条（31），所述滑条（31）的右侧面上固定有固定环（32），所述固定环（32）的内部固定有混料桶（33），所述混料桶（33）下端面上设置的出液孔的内部固定有出料管（34），所述出料管（34）的圆周面上安装有电磁阀（35），所述混料桶（33）的内部安装有搅拌组件（4），所述滑条（31）的侧面上安装有称重组件（6）；

其中：所述PLC控制器（2）的输入端电连接外部电源的输出端，所述PLC控制器（2）的输出端电连接电磁阀（35）的输入端，所述清洗组件（5）包含蓄水箱（51）、水泵（52）、出水管（53）和喷头（54），所述底板（1）下侧面的左端固定有蓄水箱（51），所述蓄水箱（51）的内部安装有水泵（52），所述水泵（52）的出水口的内部固定有出水管（53），所述出水管（53）的上端安装有喷头（54），所述水泵（52）的输入端电连接PLC控制器（2）的输出端，所述称重组件（6）包含连接环（61）、弹簧（62）、限位板（63）、 U形架（64）和称重传感器（65），所述滑条（31）的侧面上固定有连接环（61），所述滑条（31）的侧面上套接有弹簧（62），所述弹簧（62）的上端固定在连接环（61）的下端面上，所述弹簧（62）的下端固定在底板（1）的上侧面上，所述滑条（31）的下侧面上固定有限位板（63），所述底板（1）的下侧面上固定有U形架（64），所述U形架（64）内部的下侧面上安装有称重传感器（65），所述称重传感器（65）与PLC控制器（2）双向电连接。

2.根据权利要求1所述的一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：所述搅拌组件（4）包含盖板（41）、电机（42）、转轴（43）和搅拌板（44），所述混料桶（33）的上端扣接有盖板（41），所述盖板（41）的上端面上安装有电机（42），所述电机（42）的输出轴固定在转轴（43）的上端面上，所述转轴（43）位于混料桶（33）的内部，所述转轴（43）的圆周面上固定有均匀分布的搅拌板（44），所述电机（42）的输入端电连接PLC控制器（2）的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：所述储存组件（7）包含伺服电机（71）、转盘（72）和储存桶（73），所述底板（1）下侧面的右端安装有伺服电机（71），所述伺服电机（71）的输出轴固定在转盘（72）的下端面上，所述转盘（72）的上端面上开设有四个相对应的放置槽，所述放置槽的内部放置有储存桶（73）。

4.根据权利要求1所述的一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：所述底板（1）下侧面的右端固定有两个相对应的支腿（8），两个支腿（8）的下端面上固定有支撑板（9）。

5.根据权利要求1所述的一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：所述蓄水箱（51）前侧面上设置的注水口的内部固定有注水管（10），所述注水管（10）的上端扣接有盖帽（11）。

6.根据权利要求1所述的一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：所述蓄水箱（51）的前侧面上开设有观察口，所述观察口的内部固定有透明板（12）。

7.根据权利要求1所述的一种废三元催化剂粉末提取装置，其特征在于：所述出水管（53）的圆周面上固定有支撑管（14），所述支撑管（14）的圆周面上固定有支撑条（13），所述支撑条（13）固定在底板（1）的上侧面上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种废三元催化剂粉末提取装置的提取方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1）：首先将废三元催化剂粉末加入进电弧炉的内部进行高温熔炼，在高温熔炼的过程中加热FE系金属块作为捕获剂提取分离出含有铂族金属的铁块和无害化的废三元催化剂载体；

S2）：然后将含有铂族金属的铁块加入进混料桶（33）的内部，加入完毕后混料桶（33）将在含有铂族金属铁块的重量下向下移动，混料桶（33）向下移动使得滑条（31）向下移动，滑条（31）向下移动将电动限位板（63）向下移动与称重传感器（65）接触，接触后称重传感器（65）将对含有铂族金属铁块的重量进行测量，测量后按照1：10的重量比在混料桶（33）的内部加入硫酸，硫酸加入后将去除含有铂族金属铁块内部的铁，从而得到铂族金属富集物；

S3）：将步骤2得到铂族金属富集物取出，取出后打开电磁阀（35）将硫酸废料注入进左侧的储存桶（73）的内部，然后使用清洗组件（5）对混料桶（33）进行清洗，清洗后重新将铂族金属富集物放置进混料桶（33）的内部，放置完毕后加入进萃取液，然后启动搅拌组件（4）对金属富集物和萃取液进行搅拌，搅拌后的等待其静止分层；

S4）：在混合液分层后打开电磁阀（35）将分层的混合液依次放置进剩余的三个储存桶（73）的内部，储存后三个储存桶（73）的内部分别存在铂、钯、铑此三种同属于铂族元素的金属，然后分别对铂、钯、铑此三种金属进行金属提纯即可得到工业级别的铂族金属。