CN115418492B - 一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法 - Google Patents

一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，属于二次资源综合回收技术领域。本发明的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，将废汽车尾气催化剂与含铜捕集剂、还原剂和助熔剂进行混合均匀；然后将混合料预先加热至400‑700℃对捕集剂进行预活化处理，使其部分粒子转为纳米活化态；再对预活化后的炉料进行熔炼捕集。采用本发明工艺熔炼废汽车尾气催化中的铂族金属可有效降低熔炼温度，从而降低能耗，关键是减少铂族金属随烟气的损失。

Description

一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法
技术领域
本发明属于二次资源综合回收技术领域，具体涉及一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂及其他类似物料中铂族金属的方法。
背景技术
全球铂族金属矿产资源分布极不均衡，99％以上储量集中在南非、俄罗斯、津巴布韦和美国等少数几个国家和地区。我国铂族金属矿产资源极其匮乏，远景储量仅有350t左右，不超过世界总储量的0.5％。近年来，我国铂族金属消费量稳居世界第一，并呈逐年攀升趋势，其中超过60％的铂、钯和铑应用在汽车尾气催化剂领域，由此可知，废汽车尾气催化剂已然成为我国最大的铂族金属二次资源宝库。开发高效、绿色综合回收废汽车催化剂中铂族金属的新工艺，是缓解我国铂族金属供应压力、实现铂族金属资源循环和相关行业的可持续发展的重要途径。
现役汽车尾气催化剂多为堇青石型载体(2MgO·2Al2O3·5SiO2或2FeO·2Al2O3·5SiO2)，表面涂覆含铂钯铑金属微颗粒的涂层，其铂族金属品位远高于矿产资源，且脉石成分相对单一，被誉为“运动着的优质城市铂族金属矿山”。汽车催化剂在高温使用环境中会发生表面铂族金属粒子向载体内渗透、涂层Al2O3晶型转化包裹铂族金属以及铂族金属氧化形成稳定氧化物等现象，加之堇青石载体性质稳定、不溶于酸碱，这些均会导致湿法工艺难以保证铂族金属的浸出率，原料普适性相对较差。采用火法熔炼贱金属捕集废汽车催化剂中的铂族金属，不仅能够克服湿法上述缺陷，具有处理量大、回收效率高、原料适应性好等优点，成为最具应用前景的工艺。
金属铅对多种贵金属均有良好的捕集效果，采用火法熔炼铅捕集废汽车尾气催化剂得到含铂、钯、铑的贵铅，灰吹分离铅可得到高品位铂族金属合金，铅捕集具有熔炼温度低、捕集效率高的优点，但铅毒性大，且易造成环境污染。铁和铂族金属同属第Ⅷ族，高温下易形成连续固溶体，对铂族金属具有良好的捕集性能，金属铁做捕集剂安全无毒、环境友好，但一般需要等离子高温冶金炉来满足熔炼温度需求，设备要求高、能耗大。锍也可较好的捕集贵金属，火法铜冶炼和镍冶炼生产实践表明，在熔炼过程绝大多数贵金属皆进入锍中，可采用镍锍、铜锍、铁锍等捕集铂族金属，但富含铂族金属的锍一般都需要较复杂的火法或湿法处理工艺才能实现锍和铂族金属的分离。
有色冶金长期生产实践表明，矿石原料中微量或痕量金、银和铂族金属最终基本都进入了粗铜之中，说明金属铜是贵金属优良的捕集剂，捕集有贵金属的铜合金(贵铜)可无缝对接铜冶炼厂的电解系统和贵金属精炼系统，充分利用我国充足的铜产能，低成本的精炼铂族金属。专利CN201410407037.6、CN201811156196.8、CN202110741998.0以及赵家春等(贵金属,2018,39(1):56-59.)研究了基于铜做捕集剂，还原熔炼捕集废催化剂中铂族金属的方法，所得铜合金用氧化吹炼或电解工艺分离铜。铜捕集所得合金主成分是铜，其余成分含量较低，贵铜合金的熔点接近铜的熔点(1083℃)，但上述铜捕集工艺方案提及的熔炼温度一般需要1200-1550℃，并且熔体保温静置时间较长(2-6h)，高温熔炼和熔体保温导致能耗较大；同时，长时间的高温熔炼不可避免会造成少量铂族金属随烟尘挥发损失。
导致上述结果的主要原因是堇青石熔点较高，熔渣黏度大、流动性差，熔融态铜液滴不易团聚和沉降，易分散夹杂在熔渣中，造成部分铜和铂族金属的损失，致使金属回收率降低。升高熔炼温度能在一定程度上改善渣的流动性，较长的沉降时间有利于铜和渣的充分分离，但更高的熔炼温度和更长的保温时间直接导致更高的能耗、减少单位时间处理量。专利CN201611069175.3基于分析化验的目的，不考虑炉衬寿命和炉渣产量的前提下，大量配入造渣熔剂(造渣熔剂量为催化剂量的11-14倍)来改善渣的流动性，尽管如此，仍需要在1140-1160℃温度下进行熔炼。
为降低熔炼温度，专利CN201810964059.0、CN201911199155.1、CN202110978895.6、CN202110978899.4、CN202110978911.1等，通过添加锡、锑、铁、镍、锰等中的一种或几种其他捕集剂，与铜形成合金相协同捕集铂族金属，有效降低了熔炼温度，但同时也导致合金与铂族金属分离较困难的问题。有研究通过选用其他渣系，以求获得流动性较好的渣，专利CN202110861970.0、和CN202110978732.8，通过添加含镁和含锰熔剂，使熔炼温度降至1200-1400℃和1200-1350℃，专利CN202111066748.8通过按比例添加含钙熔剂和含锰熔剂，使熔炼温度降至1250-1400℃，起到一定的有益效果，但其熔炼温度仍相对较高。
发明内容
1.要解决的问题
本发明的目的在于提供一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，以解决现有火法熔炼铜捕集工艺存在的熔炼温度高，保温静置时间长所带来的能耗高以及铂族金属易随烟气损失的问题。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，将废汽车尾气催化剂与含铜捕集剂、还原剂和助熔剂进行混合均匀，然后将混合料预先加热至400-700℃对捕集剂进行预活化处理，使其粒子部分转为纳米活化态，从而可大大加快熔炼反应速率、有效降低反应温度，提高金属捕集效率，保证高回收率的前提下使所需捕集剂量更少，铂族金属富集倍数高，最后对预活化后的炉料进行熔炼捕集铂族金属。
预活化过程中，炉料部分熔化后首先呈糊状，一部分捕集剂解离分散渗入熔化的炉料糊中，由于炉料糊黏度大，金属微粒基本不沉降，使得捕集剂的散布更加均匀。在此过程中，捕集剂解离分散后具有较小的粒径，呈纳米态，具有高表面活性和活度，更容易吸附铂族金属，在后续熔炼过程中更易熔化为液态，表现出良好的活性。
而预活化温度的选择与配料时捕集剂、还原剂和助熔剂的选择紧密相关，在预活化温度下，要求炉料部分熔化，但又要不具备良好的流动性，同时还原反应未达到反应温度。捕集剂选用的粒径越小，选择越低的预活化温度；碳水化合物还原剂的预活化温度低于碳素质还原剂；含硼化合物和含钠化合物配比较高时，选择较低的预活化温度。一般情况下，较高的预活化温度选择较短的预活化时间，较低的预活化温度选择较长的预活化时间。同时也存在一些特例，如：采用单质铜做捕集剂时，往往需要更长的预活化时间。不加选择的延长预活化时间对于捕集效果并无益，并且可能会产生减弱活化用。本申请进一步优选预活化温度为600-700℃，预活化时间为10-30min。
更进一步的，配料时控制熔渣硅酸度K＝1.0-2.2，多元碱金属比Am＝0.1-0.5。其中：硅酸度为熔渣中酸性最简稳定氧化物含氧质量总和与碱性最简稳定氧化物含氧质量总和的比值；多元碱金属比为熔渣中碱金属最简稳定氧化物质量分数之和与其他元素最简稳定氧化物质量分数之和的比值。
为保证熔炼渣具有良好的流动性以及对铂族金属的捕集效果，配料时需严格控制熔渣硅酸度(K)和多元碱金属比(Am)两项关键参数。熔渣过于黏稠或过于稀薄，均影响铂族金属的捕集效果。熔渣黏度过高时渣铜难以分离，捕集剂和铂族金属易夹带损失于渣；熔渣黏度过低时，一方面易造成捕集剂团聚和沉降过快，与铂族金属颗粒接触不充分，影响捕集效率，另一方面对耐材冲刷腐蚀严重，从而降低耐材的使用寿命。更进一步的，配料时熔渣硅酸度优选为K＝1.0-1.5，多元碱金属比优选为Am＝0.4-0.5，
更进一步的，熔炼捕集时将经过预活化的炉料放入预先升温至800-900℃的马弗炉中，并于10-30min匀速升温至1000-1100℃，熔炼保温30-60min完成捕集过程，然后将熔体自然冷却至室温，进行渣相和合金相的分离，从而得到含有铂族金属且基本不含硅、铝、镁、铁等杂质的贵铜和基本不含铂族金属和铜的熔炼渣。
熔炼的初始温度越高，升温速度越快，反应越剧烈，对炉料的搅动越充分，炉料中铂族金属与捕集剂接触越完全，回收率越高。但是反应过于激烈存在熔渣溢出风险，初始温度和升温速度选择应综合炉料量、配料组成和炉内反应情况综合考虑，在保证安全的情况下尽可能选择较高的初始温度和较快的升温速度。本发明进一步优选熔炼捕集温度为1050-1090℃，而在保证渣铜分离效果的前提下，尽可能选择较短的保温时间，一方面节约能耗，另一方面减少对耐火材料的腐蚀。
更进一步的，所述含铜捕集剂为铜粉、铜米、废铜线缆、废旧铜箔、氧化铜、氧化亚铜、碳酸铜、碱式碳酸铜、氢氧化铜中的一种或几种的混合物，捕集剂中铜元素的折算质量为催化剂样品质量的0.04-0.5倍。所述捕集剂进一步优选为高活性纳米态铜或铜化合物粉末，从而有助于使预活化时炉料糊中纳米活化态捕集剂占比更高，捕集剂有更好的分散状态，可有效保证熔炼捕集时更低的熔炼温度和更高的捕集效率。需要说明的是，选用铜化合物做捕集剂的捕集效果优于选用铜单质做捕集剂。
较少的捕集剂用量有助于提高贵铜中铂族金属的品位，但存在捕集剂与铂族金属接触不充分，捕集不完全的风险，对于含铂族金属品位较高的催化剂，应选择相对较低的富集倍数。由于本申请中捕集剂预活化处理的进行，本发明方案所需捕集剂用量低于行业平均水平，富集比较相对高。
更进一步的，所述还原剂为煤粉、焦炭粉、活性炭、石墨、面粉、淀粉、蔗糖、葡萄糖中的一种或几种的混合物，且还原剂用量为将配入的捕集剂中铜元素全部还原成单质铜理论用量的1.05-1.2倍。需要说明的是，还原剂的加入量应可将配料中的全部铜元素还原为单质，通过重力作用进行沉降，尽可能避免捕集剂损失于渣；但过多的还原剂可能导致硅杂质还原，不利于贵铜分离。所述还原剂进一步优选为碳水化合物类还原剂，如淀粉、面粉等，在反应时生成细颗粒大比表面积的无定型碳，在较低温度即发生还原反应，并且还原力适中便于计量。
更进一步的，所述助熔剂包括组分Ⅰ、组分Ⅱ、组分Ⅲ和组分Ⅳ，其中组分Ⅰ为富含钠、钾、硼元素的盐；组分Ⅱ为含钙化合物，组分Ⅲ为含硅化合物，组分Ⅳ为含硼化合物，且助熔剂质量为催化剂样品质量的1.0-2.5倍。
更进一步的，所述组分Ⅰ为盐湖沉积盐或盐湖卤水提锂尾卤副产混盐，组分Ⅱ为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙中的至少一种，组分Ⅲ为石英砂、偏硅酸钠中的至少一种，组分Ⅳ为硼砂、硼酸、偏硼酸钠、四硼酸锂、偏硼酸锂中的至少一种。
更进一步的，在进行预活化及熔炼捕集之前分别向混合料表面均匀覆盖一层覆盖剂，覆盖剂一般由碳酸钠和硼砂按比例混合而成。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，通过对含铜捕集剂进行预活化处理，使部分捕集剂转为纳米活化态，从而有效提高捕集剂的活性，优化了捕集剂在炉料中的分散状态，较之传统火法铜捕集，有效降低了熔炼温度，熔炼温度只需选择在铜熔点(1083℃)附近即可，反应速度快、捕集效率高、熔炼时间短、大大降低了能耗，同时在保证高回收率的前提下捕集剂需求量少，铂族金属富集倍数高。
(2)本发明的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，通过对配料的硅酸度和多元碱金属比进行优化控制，从而有效保证熔炼渣良好的流动性以及捕集效果，并有利于进一步降低熔炼捕集温度。
(3)本发明的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，通过新型配料方案，所得渣型区别于传统铜捕集渣型，该渣熔点低、黏度低、流动性好，渣铜分离容易，渣产量适中，为在较低温度下熔炼铜捕集铂族金属创造了先决条件；采用本发明的工艺对铂族金属综合回收率可达90％以上，铂族金属可富集2-25倍，便于后续分离提纯，成本优势大。
(4)本发明的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，工艺简短易操作，易于实现工业化，可利用现有成熟火法冶金炉(如卡尔多炉、P-S转炉等)大规模组织生产，所产出的熔渣和铜合金，无缝对接火法铜冶炼厂生产系统；同时还联合利用了盐湖沉积盐和盐湖卤水提锂尾卤副产混盐进行配料，综合利用了其中锂、钠、钾、硼等元素，避免了传统沉积盐和混盐利用时需分离提纯后才可分元素利用的弊端，可省去其分离提纯成本，同时节省了传统高价值助熔剂的用量。
附图说明
图1为本发明的低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法的工艺流程图。
具体实施方式
针对现有火法熔炼铜捕集铂族金属工艺存在的不足，本发明通过捕集剂预活化和新型配料(尤其是控制熔渣硅酸度和多元碱金属比)两个关键步骤，较好地解决了火法熔炼铜捕集堇青石型废汽车催化剂中铂族金属时所需熔炼温度高，静置时间长所造成的高能耗问题；同时通过高效捕集，优化了捕集剂用量，实现了较高的铂族金属富集比，为后续铂族金属的分离提纯创造了更佳条件，本发明方案为废汽车催化剂中铂族金属的综合回收提供了一条更优化的解决途径。
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。需要说明的是，由于篇幅有限，下面仅列举部分实施例进行说明，但捕集剂、还原剂、助熔剂等物质的种类选择以及物料配比和其他工艺参数并不限于实施例中列举的具体物质和数值。
实施例1
本实施例的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，包括以下步骤：
1)配料
某废汽车尾气催化剂(主要组成成分及铂族金属含量见表1)经破碎、磨细后，称取100.00g倒入黏土坩埚中，加入铜粉1.00g、氧化铜2.00g、碳酸铜2.00g、氢氧化铜2.10g，加入面粉0.30g、焦炭粉0.15g和煤粉0.15g，在加入某盐湖沉积盐100.00g(主要组成成分见表2)、氧化钙3.00g、石英砂40.00g、硼砂10.00g，充分搅拌均匀。覆盖剂由碳酸钠和硼砂按25:13的质量比组成，称取5.00g均匀覆盖在炉料表面，另准备5.00g待用。
表1某废汽车催化剂主要组分及铂族金属品位(％)
*铂族金属品位单位：ppm
表2某盐湖沉积盐主要组分(％)
该配料方案熔渣硅酸度K＝1.29，多元碱金属比Am＝0.40。
2)捕集剂预活化
将配好料的坩埚放入预先升温至650℃的马弗炉中，保温20min后取出，完成捕集剂的预活化，此时可坩埚中炉料呈粘稠的糊状。
3)熔炼捕集
将预先备好的5.00g覆盖剂，均匀覆盖在经过预活化的炉料表面，然后将坩埚放入预先升温至800℃的马弗炉中，并于20min匀速升温至1080℃后，保温45min，保温完成后将熔体迅速转移至经过预热的模具中，熔体冷却后分离渣相，得到熔炼渣和含铂族金属的贵铜。
该实施例方案，所得贵铜中铂族金属品位总和约为4％，富集比约20:1，Pt回收率97％、Pd回收率96％、Rh回收率95％。
实施例2
本实施例的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，包括以下步骤：
1)配料
某废汽车尾气催化剂(主要组成成分及铂族金属含量见表3)经破碎、磨细后，称取100.00g倒入黏土坩埚中，再加入铜米1.00g、废旧铜箔1.00g、氧化亚铜1.20g、碱式碳酸铜1.30g、氢氧化铜0.60g，加入葡萄糖0.20g、蔗糖0.40g；最后加入某盐湖沉积盐80.00g(主要成分组成见表4)、氢氧化钙10.00g、石英砂15.00g、偏硅酸钠10.00g、偏硼酸钠5.00g、四硼酸锂5.00g，充分搅拌均匀。覆盖剂由碳酸钠和硼砂按100:41的质量比组成，称取5.00g均匀覆盖在炉料表面，另准备5.00g待用。
表3某废汽车催化剂主要组分及铂族金属品位(％)
*铂族金属品位单位：ppm
表4某盐湖沉积盐主要组分(％)
该配料方案熔渣硅酸度K＝1.06，多元碱金属比Am＝0.38。
2)捕集剂预活化
将配好料的坩埚放入预先升温至500℃的马弗炉中，保温30min后取出，完成捕集剂的预活化，此时坩埚中炉料呈粘稠的糊状。
3)熔炼捕集
将预先备好的5.00g覆盖剂，均匀覆盖在经过预活化的炉料表面，然后将坩埚放入预先升温至900℃的马弗炉中，并于30min匀速升温至1100℃后保温60min，保温完成后将熔体迅速转移至经过预热的模具中，熔体冷却后分离渣相，得到熔炼渣和含铂族金属的贵铜。
该实施例方案，所得贵铜中铂族金属品位总和约为3％，富集比约20:1，Pt回收率98％、Pd回收率96％、Rh回收率95％。
实施例3
本实施例的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，包括以下步骤：
1)配料
某废汽车尾气催化剂(主要组成成分及铂族金属含量见表5)经破碎、磨细后，称取100.00g倒入黏土坩埚中，加入废铜线缆26.00g、氧化铜30.00g；之后加入活性炭1.20g、石墨1.20g，加入某盐湖沉积盐130.00g(主要成分组成见表6)、碳酸钙10.00g、石英砂55.00g、偏硅酸钠10.00g、偏硼酸锂10.00g、硼酸20.00g，充分搅拌均匀。覆盖剂由碳酸钠和硼砂按100:63的质量比组成，称取5.00g均匀覆盖在炉料表面，另准备5.00g待用。
表5某废汽车催化剂主要组分及铂族金属品位(％)
*铂族金属品位单位：ppm
表6某盐湖沉积盐主要组分(％)
该配料方案熔渣硅酸度K＝1.49，多元碱金属比Am＝0.45。
2)捕集剂预活化
将配好料的坩埚放入预先升温至600℃的马弗炉中，保温25min后取出，完成捕集剂的预活化，此时坩埚中炉料呈粘稠的糊状。
3)熔炼捕集
将预先备好的5.00g覆盖剂，均匀覆盖在经过预活化的炉料表面，然后将坩埚放入预先升温至850℃的马弗炉中，并于10min匀速升温至1000℃，保温30min，保温完成后将熔体迅速转移至经过预热的模具中，熔体冷却后分离渣相，得到熔炼渣和含铂族金属的贵铜。
该实施例方案，所得贵铜中铂族金属品位总和约为0.5％；富集比约2:1；Pt回收率99％、Pd回收率99％、Rh回收率98％。
实施例4
本实施例的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，包括以下步骤：
1)配料
某废汽车尾气催化剂(主要组成成分及铂族金属含量见表7)经破碎、磨细后，称取100.00g倒入黏土坩埚中，加入氧化铜2.00g、氧化亚铜2.00g、氢氧化铜1.00g；之后加入葡萄糖0.10g、淀粉0.70g，加入某盐湖沉积盐20.00g(主要成分组成见表8)、石英砂32.00g、四硼酸锂20.00g、偏硼酸锂20.00g，充分搅拌均匀。覆盖剂由碳酸钠和硼砂按1:1的质量比组成，称取5.00g均匀覆盖在炉料表面，另准备5.00g待用。
表7某废汽车催化剂主要组分及铂族金属品位(％)
*铂族金属品位单位：ppm
表8某盐湖沉积盐主要组分(％)
该配料方案熔渣硅酸度K＝2.06，多元碱金属比Am＝0.13。
2)捕集剂预活化
将配好料的坩埚放入预先升温至400℃的马弗炉中，保温30min后取出，完成捕集剂的预活化，此时坩埚中炉料呈粘稠的糊状。
3)熔炼捕集
将预先备好的5.00g覆盖剂，均匀覆盖在经过预活化的炉料表面，然后将坩埚放入预先升温至800℃的马弗炉中，并于30min匀速升温至1000℃，保温40min，保温完成后将熔体迅速转移至经过预热的模具中，熔体冷却后分离渣相，得到熔炼渣和含铂族金属的贵铜。
该实施例方案，所得贵铜中铂族金属品位总和约为3.3％；富集比约25:1；Pt回收率96％、Pd回收率95％、Rh回收率95％。
实施例5
本实施例的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，包括以下步骤：
1)配料
某废汽车尾气催化剂(主要组成成分及铂族金属含量见表9)经破碎、磨细后，称取100.00g倒入黏土坩埚中，加入氧化铜25.00g；之后加入淀粉5.00g，加入某盐湖卤水提锂尾卤副产混盐100.00g(主要成分组成见表10)、石英砂40.00g、硼砂20.00g，充分搅拌均匀。覆盖剂由碳酸钠和硼砂按100:49的质量比组成，称取5.00g均匀覆盖在炉料表面，另准备5.00g待用。
表9某废汽车催化剂主要组分及铂族金属品位(％)
*铂族金属品位单位：ppm
表10某盐湖卤水提锂尾卤副产混盐主要组分(％)
该配料方案熔渣硅酸度K＝1.24，多元碱金属比Am＝0.43。
2)捕集剂预活化
将配好料的坩埚放入预先升温至650℃的马弗炉中，保温25min后取出，完成捕集剂的预活化，此时坩埚中炉料呈粘稠的糊状。
3)熔炼捕集
将预先备好的5.00g覆盖剂，均匀覆盖在经过预活化的炉料表面，然后将坩埚放入预先升温至850℃的马弗炉中，并于20min匀速升温至1050℃，保温50min，保温完成后将熔体迅速转移至经过预热的模具中，熔体冷却后分离渣相，得到熔炼渣和含铂族金属的贵铜。
该实施例方案，所得贵铜中铂族金属品位总和约为1.2％；富集比约5:1；Pt回收率99％、Pd回收率98％、Rh回收率99％。
实施例6
某废汽车尾气催化剂(主要组成成分及铂族金属含量见表11)经破碎、磨细后，称取100.00g倒入黏土坩埚中，加入铜粉10.00g，加入某盐湖卤水提锂尾卤副产混盐100.00g(主要成分组成见表12)、氧化钙5.00g、石英砂60.00g、偏硅酸钠20.00g、偏硼酸钠10.00g、四硼酸锂20.00g，充分搅拌均匀。覆盖剂由碳酸钠和硼砂按100:77的质量比组成，称取5.00g均匀覆盖在炉料表面，另准备5.00g待用。
表11某废汽车催化剂主要组分及铂族金属品位(％)
*铂族金属品位单位：ppm
表12某盐湖卤水提锂尾卤副产混盐主要组分(％)
该配料方案熔渣硅酸度K＝1.73，多元碱金属比Am＝0.40。
2)捕集剂预活化
将配好料的坩埚放入预先升温至700℃的马弗炉中，保温10min后取出，完成捕集剂的预活化，此时坩埚中炉料呈粘稠的糊状。
3)熔炼捕集
将预先备好的5.00g覆盖剂，均匀覆盖在经过预活化的炉料表面，然后将坩埚放入预先升温至900℃的马弗炉中，并于20min匀速升温至1100℃，保温20min，保温完成后将熔体迅速转移至经过预热的模具中，熔体冷却后分离渣相，得到熔炼渣和含铂族金属的贵铜。
该实施例方案，所得贵铜中铂族金属品位总和约为2.3％；富集比约10:1；Pt回收率96％、Pd回收率97％、Rh回收率95％。

Claims (8)

1.一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：将废汽车尾气催化剂与含铜捕集剂、还原剂和助熔剂进行混合均匀；然后将混合料预先加热至400-700℃对捕集剂进行预活化处理，使其部分粒子转为纳米活化态；再对预活化后的炉料进行熔炼捕集铂族金属，熔炼捕集温度为1000-1100℃；配料时控制熔渣硅酸度K＝1.0-2.2，多元碱金属比Am＝0.1-0.5；所述助熔剂包括组分Ⅰ、组分Ⅱ、组分Ⅲ和组分Ⅳ，其中组分Ⅰ为富含钠、钾、硼元素的盐；组分Ⅱ为含钙化合物，组分Ⅲ为含硅化合物，组分Ⅳ为含硼化合物，且助熔剂质量为催化剂样品质量的1.0-2.5倍。
2.根据权利要求1所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述预活化温度为600-700℃，预活化时间为10-30min。
3.根据权利要求1所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：熔炼捕集时将经过预活化的炉料放入预先升温至800-900℃的马弗炉中，并于10-30min匀速升温至1000-1100℃，保温30-60min完成熔炼捕集铂族金属过程。
4.根据权利要求3所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：配料时控制熔渣硅酸度K＝1.0-1.5，多元碱金属比Am＝0.4-0.5，熔炼捕集温度为1050-1090℃。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述含铜捕集剂为铜粉、铜米、废铜线缆、废旧铜箔、氧化铜、氧化亚铜、碳酸铜、碱式碳酸铜、氢氧化铜中的一种或几种的混合物，捕集剂中铜元素的折算质量为催化剂样品质量的0.04-0.5倍。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述还原剂为煤粉、焦炭粉、活性炭、石墨、面粉、淀粉、蔗糖、葡萄糖中的一种或几种的混合物，且还原剂用量为将配入的捕集剂中铜元素全部还原成单质铜理论用量的1.05-1.2倍。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：所述组分Ⅰ为盐湖沉积盐或盐湖卤水提锂尾卤副产混盐，组分Ⅱ为氧化钙、碳酸钙、氢氧化钙中的至少一种，组分Ⅲ为石英砂、偏硅酸钠中的至少一种，组分Ⅳ为硼砂、硼酸、偏硼酸钠、四硼酸锂、偏硼酸锂中的至少一种。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种低温熔炼铜捕集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，其特征在于：在进行预活化及熔炼捕集之前分别向混合料表面均匀覆盖一层覆盖剂。
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