CN115247231A - 废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铂族金属二次资源回收技术领域，尤其涉及废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法。废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，按如下步骤依次进行：A、剪切；B、外壳与载体分离；C、涂层和载体分离；D、涂层粉尘收集。本发明无人力环节、产能大、效率高、可以实现大规模工业生产、不采用任何化学试剂和水、贵金属回收率高。
Description
技术领域
本发明涉及铂族金属二次资源回收技术领域，尤其涉及废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法。
背景技术
汽车尾气金属载体催化剂，主要由不锈钢外壳、保护罩和金属载体组成，金属载体由非常薄的Fe-Cr-Al合金制成，压成波纹形的片材，再将片材折叠为孔径直径约0.8-1.2mm的蜂窝状，层与层的接触点会焊接，在蜂窝状载体表面涂覆一层吸附了贵金属的活性氧化铝或者电镀渗透一层贵金属。金属载体的负载面大，热容积小，热导率较高，能快速传递热量和散热，能装在更靠近发动机的地方，可以提高在汽车冷启动时催化剂的加热速率，从而提高冷启动时对尾气的净化效率，所以一般使用在大排量的中高端车型上。
汽车尾气金属载体催化剂中的铂族金属含量一般在0.5%-1.5%之间，随着汽车工业的发展和国家汽车排放要求的提高，这类催化剂的使用量势必会进一步的增长，汽车尾气金属载体催化剂中铂族金属的回收再利用具有相当可观的经济价值。
铂族金属价值巨大，在汽车尾气金属载体催化剂的回收过程中回收方与供货方必须对整批物料进行准确的取样分析后才能保证交易的公平合理性。如果样品没有代表性，无论分析工作如何严谨，所测的结果都会失去意义。
以堇青石蜂窝和氧化铝小球为载体的催化剂使用普通研磨设备破碎研磨至一定粒度后就可以采用常规的粉体取样方法取出代表性优秀的样品。而汽车尾气金属载体催化剂表面的不锈钢外壳难以去除，载体也难以磨细成均匀的粉状，即使磨粉之后由于基材金属粉末和涂层粉末的比重差异太大，两种组分的粒度不同导致分布极不均匀，取样难以具有代表性，而且大量的贱金属带入也会对后续铂族金属提纯工艺产生不良影响。同时，这种汽车尾气金属载体催化剂种类极多，而且在使用及运输过程中涂层易脱落损耗，贵金属含量的个体差异非常明显，随机抽样的取样方法也无法有效实施。
目前一些回收企业大多采用化学法和纯物理方法，但要么会有各种废气、废渣产生对环境不友好，要么贵金属回收率都有待提高。
在特开2000-248322、发明名称为“从金属基体催化剂回收白金元素的方法”中，公开了不用去除催化剂外壳而用化学法提取贵金属的方法，在该发明中将金属载体催化剂连同金属外壳一起在电炉中和铜一起熔化造渣，铜捕集贵金属后再氧化除铜，贵金属得到富集。此方法产生大量炉渣，和废气，能耗极高，贵金属富集比例低，成本高不经济。
在专利号202210256373.X、发明名称为“一种废VOCs金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法”中，发明了一种在化学溶剂中利用超声波清洗载体上的贵金属涂层的方法。此方法需要人工拆除金属外壳，人力劳动强度大，对于贵金属涂层是涂覆在载体上的催化剂洗脱效率较高，但对于贵金属金属涂层是电镀渗透在载体上的催化剂洗脱效率低，回收率较低，此方法只适用于工业铁基金属催化剂，工业铁基催化剂载体是折叠式放置在外壳中，载体层没有焊接，在人工拆除金属外壳以后，载体会弹开成长带状。而此方法不适用于汽车尾气金属载体催化剂，因为汽车尾气金属载体催化剂的载体折叠后，在每个相邻层的波纹顶部接触点是焊接的，即使拆除外壳后，载体依然保持原形团在一起，此法就无法洗脱掉层层缝隙的涂层。
在专利第2645789号、发明名称为“金属催化剂载体的选别方法及装置”中，发明了一种不使用化学试剂，而是采用冲击式粉碎机和风选机进行组合，对金属载体催化剂的贵金属富集的方法。此方法采用冲击式破碎法，对于金属外壳用高级钢材、延展性较好的催化剂效果较差，高级钢材在冲击破碎中会团成球状，包裹部分金属载体，使得贵金属涂层无法风选出，贵金属回收率不高。此法在最理想的状态下贵金属回收率也只能达到98%，有部分贵金属残存在载体上需要用其他方法再回收。
发明内容
本发明提供了废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，该方法无人力环节、产能大、效率高、可以实现大规模工业生产、不采用任何化学试剂和水、贵金属回收率高，解决了传统回收工艺使用化学试剂和产生有害物质的弊端。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，按如下步骤依次进行：
A、剪切：
将汽车尾气金属载体催化剂用液压剪，剪切成有两边开口三角块；
B、外壳与载体分离：
用锤磨机对剪切后的三角块进行破碎，外壳会打开成片状与载体剥离，通过电磁吸附具有磁性的载体和不具有磁性的外壳分离；
C、涂层和载体分离：
载体在经过剪切和锤磨破碎以后，会部分涂层脱落，载体再经过转轴式研磨机反复研磨后，涂层会完全脱落，再通过用振动筛分机，将脱下的涂层粉尘和载体完全分离；
D、涂层粉尘收集：在破碎、研磨、筛分工序中都通过旋风分离收集涂层粉尘。
所述步骤C的筛分机孔径为40目。
本发明的有益效果：
1、本发明全程均由机器完成，无人力环节，产能大，效率高，可以实现大规模工业生产。
2、本发明无需进行拆除排气管的歧管、保护罩、金属壳等处理。
3、本发明全程不采用任何化学试剂和水，没有废水产生，即可实现了涂层和金属载体的分离。
4、本发明贵金属回收率高，达到99%以上，贵金属都进入到涂层粉尘收集物中，含量相比原料富集20倍以上，可以直接作为提纯原料。
5、涂层收集以后，没有煅烧烘干等环节，即可投入取样系统进行取样，可以采用常规的粉体取样方法取出代表性充足的样品，保证了铂族金属含量测定的客观性。
附图说明：
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，按如下步骤依次进行：
A、剪切：
将85千克汽车尾气金属载体催化剂用液压剪，剪切成有两边开口三角块；
B、外壳与载体分离：
用锤磨机对剪切后的三角块进行破碎，外壳会打开成片状与载体剥离，通过电磁吸附具有磁性的载体和不具有磁性的外壳分离；
C、涂层和载体分离：
载体在经过剪切和锤磨破碎以后，会部分涂层脱落，载体再经过转轴式研磨机反复研磨后，涂层会完全脱落，再通过用振动筛分机，将脱下的涂层粉尘和载体完全分离；
D、涂层粉尘收集：在破碎、研磨、筛分工序中都通过旋风分离收集涂层粉尘。完成脱粉收集工作后，产生31千克的金属外壳、47千克的金属载体基材，得到5千克涂层粉尘收集物。
经分析测定：金属外壳不含贵金属，载体基材铂族金属残余量为0.53g，涂层收集物铂族金属量为113.5g。铂族金属涂层分离回收率计算得99.5%。
所述步骤C的筛分机孔径为40目。
实施例2
废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，按如下步骤依次进行：
A、剪切：
将227千克汽车尾气金属载体催化剂用液压剪，剪切成有两边开口三角块；
B、外壳与载体分离：
用锤磨机对剪切后的三角块进行破碎，外壳会打开成片状与载体剥离，通过电磁吸附具有磁性的载体和不具有磁性的外壳分离；
C、涂层和载体分离：
载体在经过剪切和锤磨破碎以后，会部分涂层脱落，载体再经过转轴式研磨机反复研磨后，涂层会完全脱落，再通过用振动筛分机，将脱下的涂层粉尘和载体完全分离；
D、涂层粉尘收集：在破碎、研磨、筛分工序中都通过旋风分离收集涂层粉尘。完成脱粉收集工作后，产生77千克的金属外壳、129千克的金属载体基材，得到19千克涂层粉尘收集物。
经分析测定：金属外壳不含贵金属，载体基材铂族金属残余量为2.35g，涂层收集物铂族金属量为455.7g。铂族金属涂层分离回收率计算得99.5%。
所述步骤C的筛分机孔径为40目。
实施例3
废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，按如下步骤依次进行：
A、剪切：
将512千克汽车尾气金属载体催化剂用液压剪，剪切成有两边开口三角块；
B、外壳与载体分离：
用锤磨机对剪切后的三角块进行破碎，外壳会打开成片状与载体剥离，通过电磁吸附具有磁性的载体和不具有磁性的外壳分离；
C、涂层和载体分离：
载体在经过剪切和锤磨破碎以后，会部分涂层脱落，载体再经过转轴式研磨机反复研磨后，涂层会完全脱落，再通过用振动筛分机，将脱下的涂层粉尘和载体完全分离；
D、涂层粉尘收集：在破碎、研磨、筛分工序中都通过旋风分离收集涂层粉尘。完成脱粉收集工作后，产生153千克的金属外壳、276千克的金属载体基材，得到40.7千克涂层粉尘收集物。
经分析测定：金属外壳不含贵金属，载体基材铂族金属残余量为4.17g，涂层收集物铂族金属量为834.7g。铂族金属涂层分离回收率计算得99.6%。
所述步骤C的筛分机孔径为40目。
Claims (2)
1.废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，其特征为，按如下步骤依次进行：
A、剪切：
将汽车尾气金属载体催化剂用液压剪，剪切成有两边开口三角块；
B、外壳与载体分离：
用锤磨机对剪切后的三角块进行破碎，外壳会打开成片状与载体剥离，通过电磁吸附具有磁性的载体和不具有磁性的外壳分离；
C、涂层和载体分离：
载体在经过剪切和锤磨破碎以后，会部分涂层脱落，载体再经过转轴式研磨机反复研磨后，涂层会完全脱落，再通过用振动筛分机，将脱下的涂层粉尘和载体完全分离；
D、涂层粉尘收集：在破碎、研磨、筛分工序中都通过旋风分离收集涂层粉尘。
2.根据权利要求1所述的废汽车尾气金属载体催化剂中含铂族金属涂层的分离方法，其特征为，所述步骤C的筛分机孔径为40目。
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|---|---|---|---|---|
| US5279464A (en) * | 1991-07-09 | 1994-01-18 | Ear European Autocat Recycling Gmbh | Method of and apparatus for recycling catalytic converters |
| CN106381395A (zh) * | 2016-10-10 | 2017-02-08 | 格林美（武汉）城市矿产循环产业园开发有限公司 | 汽车废催化剂火法回收铂族金属的方法 |
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