KR100436448B1 - low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant - Google Patents

low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant Download PDF

Info

Publication number
KR100436448B1
KR100436448B1 KR10-2001-0074073A KR20010074073A KR100436448B1 KR 100436448 B1 KR100436448 B1 KR 100436448B1 KR 20010074073 A KR20010074073 A KR 20010074073A KR 100436448 B1 KR100436448 B1 KR 100436448B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
platinum group
flux
melting
reducing agent
mixing
Prior art date
Application number
KR10-2001-0074073A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20020001690A (en
Inventor
이덕호
황인준
이준성
이상훈
최성철
Original Assignee
황인준
이덕호
이준성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 황인준, 이덕호, 이준성 filed Critical 황인준
Priority to KR10-2001-0074073A priority Critical patent/KR100436448B1/en
Publication of KR20020001690A publication Critical patent/KR20020001690A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100436448B1 publication Critical patent/KR100436448B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

본 발명은 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리 기술을 이용하여, 폐기되는 배기가스 정화용 자동차 폐촉매로부터 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 귀금속 원소를 기존의 처리온도보다 매우 낮은 온도 영역에서 용융하여 추출하는 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 페촉매의 저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법을 개시한다.The present invention utilizes a homogeneous mixing process of flux and reducing agent to reduce precious metal elements such as platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) from the waste catalyst for exhaust gas purification to be disposed of. Disclosed is a method for recovering a platinum group element from a low temperature melting process of an automobile catalyst by a homogeneous mixing process of a flux and a reducing agent melted and extracted in a temperature range.

이러한 본 발명의 목적은 융제 및 환원제와의 균일 혼합 처리 공정에 의하여 배기가스 정화용 자동차 폐촉매의 혼합물을 저온 용융함으로써 백금족 금속을 분리 정제하기 위한 것으로, 융제 및 환원제의 조성과 균일 혼합 처리 기술에 의하여 자동차 폐촉매 담체의 혼합물을 저온에서 용융시켜 구리 포집체로 분리하고, 이로부터 백금족 원소를 통상의 습식 분리공정을 통해 회수한다. 본 발명의 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리 기술에 의하면 자동차 폐촉매 담체의 용융 온도 및 용융 시간을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 구리 포집체로부터 고수율의 백금족 원소를 회수할 수 있다.The object of the present invention is to separate and purify a platinum group metal by melting the mixture of the waste catalyst for exhaust gas purification at low temperature by a homogeneous mixing treatment process with a flux and a reducing agent. The mixture of automobile waste catalyst carriers is melted at low temperatures to separate into copper collectors, from which the platinum group elements are recovered via conventional wet separation processes. According to the uniform mixing treatment technology of the flux and the reducing agent of the present invention, not only can the melting temperature and the melting time of the automotive waste catalyst carrier be reduced, but also a high yield of platinum group element can be recovered from the copper collector.

상기와 같은 본 발명은 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리 공정에 의해 배기가스 정화용 자동차 폐촉매로부터 백금족 원소 추출시 종래 비효율적인 용제의 조성 및 용융 공정 조건을 개선하여 사용함으로써 용융 온도를 낮출 수 있을 뿐 아니라 고수율의 백금족 금속을 회수 할 수 있다. 그러므로 매년 방대한 양이 폐기되고 있는 자동차 폐촉매 중에 포함된 백금족 금속을 저렴한 비용으로 분리정제하여 재활용할수 있는 등의 유용한 효과가 있다.The present invention as described above can not only lower the melting temperature by improving the composition and melting process conditions of the conventional inefficient solvent when extracting the platinum group element from the exhaust gas purification vehicle waste catalyst by the uniform mixing process of flux and reducing agent High yields of platinum group metals can be recovered. Therefore, the platinum group metals contained in the spent catalysts, which are disposed of in large quantities every year, can be usefully separated and purified at low cost.

Description

융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 폐촉매의 저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법{low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant}Low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant}

본 발명은 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 폐촉매의 저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법에 관한 것으로, 특히 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리 기술을 이용하여, 폐기되는 배기가스 정화용 자동차 폐촉매로부터 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) 등의 귀금속 원소를 기존의 처리온도보다 매우 낮은 온도 영역에서 용융하여 추출하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for recovering a platinum group element from a low temperature melting process of an automotive waste catalyst by a homogeneous mixing process of a flux and a reducing agent, and in particular, an automobile waste for exhaust gas purification that is disposed by using a homogeneous mixing process of a flux and a reducing agent. The present invention relates to a method of melting and extracting noble metal elements such as platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) from a catalyst at a temperature range much lower than a conventional treatment temperature.

일반적으로 백금(Platinum, Pt), 팔라듐(palladium, Pd), 로듐(Rhodium, Rh), 이리듐(Iridium, Ir), 루테늄 (Ruthenium, Ru), 오스뮴(Osmium, Os) 등의 백금족 금속(Platinum Group Metals, PGM) 들은 우수한 물리·화학적 성질로 인해 촉매, 전기·전자, 석유, 항공, 유리, 의료 및 첨단산업의 소재 원료로 사용되면서 산업의 발달 및 생활수준의 향상에 따라 수요가 급증하고 있다. 특히 백금, 팔라듐, 로듐은 가스의 흡착성질이 뛰어나고 융점이 높으며 고온에서도 내식성이 강하여 석유·화학 공업의 산화·수소화 반응의 촉매 및 자동차의 배기가스 정화 촉매로 다량 이용되고 있으며, 그 수요도 해마다 증가되고 있다.Generally, platinum group metals such as platinum (Pt), palladium (palladium, Pd), rhodium (Rhodium, Rh), iridium (Iridium, Ir), ruthenium (Ru) and osmium (Osmium, Os) Metals (PGM) are used as raw materials for catalysts, electrical and electronics, petroleum, aviation, glass, medical and high-tech industries because of their excellent physical and chemical properties, and demand is increasing rapidly as industrial development and living standards improve. In particular, platinum, palladium, and rhodium have excellent gas adsorption properties, high melting point, and high corrosion resistance even at high temperatures, and are widely used as catalysts for oxidation and hydrogenation reactions in the petroleum and chemical industries and exhaust gas purification catalysts for automobiles. It is becoming.

그러나 백금족 금속의 년 평균 생산량은 30 ton정도로서 85% 이상이 남아프리카공화국과 구 소련에서 생산되고 있으며, 캐나다가약 9%, 남미, 미국, 호주, 일본 등지에서 소량 생산되고 있을 뿐이다. 따라서 이들 촉매와 부품은 사용하는 시간이 경과함에 따라 그 성능이 저하되고 최종적으로 수명을 다하여 폐기되지만, 특히 백금족 금속은 고가이기 때문에 회수하여 자원화하는 것이 경제적으로 대단히 이로울 뿐만 아니라, 자원이 부족한 우리나라로서는 유한한 자원을 재활용한다는 점뿐만 아니라 환경적인 측면에서 폐기물에 의한 환경 문제의 해결이라는 점에 있어서 의미가 대단히 크다할 것이다. 그러나 국내에는 상기와 같은 자동차 폐촉매의 재활용 방안에 대한 연구가 그다지 진전되어 있지 못한 상황이며, 특히 자동차 폐촉매에 함유된 백금족 원소를 추출, 정련하는 기술은 아직 미비하므로 자동차 폐촉매를 그대로 폐기처분하거나, 외국에 수출할 수 밖에 없어 국가적으로 많은 경제적 손실을 보고 있는 실정이다.However, the average annual production of platinum group metals is around 30 tons, more than 85% of which is produced in South Africa and the former Soviet Union, with only about 9% of Canada being produced in South America, the United States, Australia and Japan. Therefore, these catalysts and components are degraded over time, and eventually discarded at the end of their lifetime, but especially because platinum group metals are expensive, it is economically beneficial to recover and resource them. As for not only recycling finite resources but also solving environmental problems caused by wastes in terms of environment, it will be very meaningful. However, in Korea, the research on recycling method of automobile waste catalyst has not progressed very much. Especially, technology for extracting and refining platinum group element contained in automobile waste catalyst is still insufficient. In fact, they are forced to export to other countries and suffer a lot of economic losses in the country.

자동차보급의 증가에 의한 심각한 대기 오염으로 인하여 1975년부터 자동차 배기가스의 규제를 실시함에 따라 미국과 일본 등과 같은 선진국에서 자동차 배기가스 정화 촉매 전환기를 자동차에 의무적으로 부착하게 되었고 , 점차 배기가스(NOx, SOx, CO, HC) 규제기준을 강화함에 따라 기존 촉매에 비해 높은 농도의 3원촉매 귀금속이 포함된 담체를 사용하는 고담지량 촉매의 필요성과 디젤자동차 등에 요구되는 산화 촉매에 대한 새로운 수요로 인하여 자동차 촉매로 사용되는 백금족 금속의 수요는 급증할 것으로 예상된다. 현재는 Rh과 Pt 또는 Pd를 함유하고 있는 3원촉매(three-way catalyst)가 거의 모든 승용차에 탑재되어 있다. 우리나라는 1987년부터 시행되어 자동차보급이 증가함에 따라 자동차 배기가스 정화 촉매용 백금족 금속의 수요도 꾸준히 증가하고 있으며, 현재 93%까지 가솔린 자동차에 보급이 되어 있다. 자동차 배기가스 정화 촉매는 알루미나(alumina), 코디어 라이트(cordierite), 탄화규소(SiC) 담체에 백금, 팔라듐, 로듐을 포함하고 배기가스 정화 촉매 전환기 하나당 약 0.4-3.5g의 귀금속이 사용되고 있다. 자동차 배기가스 정화 촉매는 입상형 또는 단일체의 세라믹 지지체를 담체로 사용하고 있다. 입상형은 제조법이 간단하나 엔진시동직후의 배기정화능, 고배압 등의 문제로 점차 단일체으로 바뀌고 있다. 종류와 형태가 다양한 백금족 금속 스크랩 및 폐기물은 분리정제 기술이 취약하여 효과적으로 처리하지 못하고 있는 실정이다.Due to the serious air pollution caused by the increase in the supply of automobiles, the regulation of automobile exhaust gas has been enforced since 1975, and in advanced countries such as the United States and Japan, automobile exhaust gas purification catalytic converters are obliged to be attached to automobiles. x , SO x , CO, HC) As the regulatory standards are strengthened, the need for high-capacity catalysts using carriers containing higher concentrations of three-way catalyst noble metals than existing catalysts and the new demand for oxidation catalysts required for diesel vehicles, etc. As a result, the demand for platinum group metals used as automotive catalysts is expected to skyrocket. Currently, three-way catalysts containing Rh and Pt or Pd are present in almost all passenger cars. Korea has been in operation since 1987, and as the supply of automobiles increases, the demand for platinum group metals for automobile exhaust gas purification catalysts is steadily increasing. Automotive exhaust gas purification catalysts include platinum, palladium and rhodium in alumina, cordierite and silicon carbide (SiC) carriers, and about 0.4-3.5 g of precious metal is used per exhaust gas purification catalyst converter. Automobile exhaust gas purification catalysts use a granular or monolithic ceramic support as a carrier. The granular type has a simple manufacturing method, but is gradually becoming a single body due to problems such as exhaust purification ability and high back pressure immediately after starting the engine. Platinum group metal scraps and wastes of various types and forms are not effectively treated due to their weak separation and purification technology.

현재 자동차 폐촉매로부터 백금속원소를 추출하기위해 여러 가지 방법이 사용되고 있으나, 산이나 알카리용액으로 귀금속원소를 직접 침출시키는 습식법은 수질 오염 등 환경적 문제 발생의 우려가 있어 세계적으로 점차 사양화되고 있으며, 대신 2000℃이상의 고온 발열이 가능한 플라즈마나 아크로에 자동차 폐촉매 담체와 포집제를 함께 용융시켜 슬래그를 조성하고 백금족 원소들을 조금속상태로 포집제에 의해 포집한 후, 이를 습식분리공정으로 정련하는 귀금속 건식용해법을 대부분의 국가에서 채택하고 있다.Currently, various methods are used to extract white metal elements from automotive waste catalysts, but wet methods that directly leach precious metal elements with acids or alkaline solutions are increasingly being specified worldwide due to the possibility of environmental problems such as water pollution. Instead, the slag is formed by melting the spent catalyst catalyst and the trapping agent together in a plasma or arc furnace capable of high temperature heating above 2000 ° C, and the platinum group elements are collected by the trapping agent in the crude metal state, and then refined by wet separation process. Dry dissolution is adopted in most countries.

이러한 백금족 금속의 추출법의 하나인 귀금속 건식용해법의 경우는 스크랩이나 폐기물을 용제와 함께 고온에서 용융한 뒤 포집금속으로 백금족 금속을 포집, 회수하는 방법으로서 스크랩의 물리적인 형태가 비교적 중요하지 않아 모든 형태의 스크랩을 처리할 수 있다. 또한 상기 귀금속 건식용해법은 용융된 배가스폐촉매에서 추출될 백금족 원소의 손실을 줄이는 것이 무엇보다 중요하며, 이를 위해서는 적절한 슬래그조성을 유지하는 것이 매우 중요하다. 귀금속 건식용해법에 의한 자동차 폐촉매의 경우에 폐촉매 담체인 코디어라이트의 융점이 높고, 점도가 높으므로 폐촉매를 다루는데 있어서 어려움이 있으므로 이를 해결하기 위한 방법의 모색이 필요하다. 용융시 입자크기의 영향을 고려하면 입자 크기가 작을수록 용융이 잘 되므로 분쇄조건을 결정하는 것이 중요하다. 융제첨가의 영향을 고려하면 융제의 첨가에 따라 융점과 점도를 조절할 수 있으므로, 융제의 효과와 경제성을 함께 고려하는 것이 필요하다.The precious metal dry dissolution method, which is one of the extraction methods of platinum group metals, is a method in which scrap or waste is melted together with a solvent at a high temperature, and then the platinum group metal is collected and recovered as a collecting metal. Can handle scrap. In addition, the precious metal dry dissolution method is important to reduce the loss of platinum group elements to be extracted from the molten exhaust gas waste catalyst, it is very important to maintain proper slag composition for this purpose. Since the melting point of cordierite, which is a spent catalyst carrier, and a high viscosity, it is difficult to deal with waste catalysts in the case of automobile waste catalysts by the noble metal dry dissolution method, it is necessary to find a method for solving them. Considering the influence of particle size during melting, it is important to determine the grinding conditions because the smaller the particle size, the better the melting. Considering the effects of flux addition, melting point and viscosity can be adjusted according to the addition of flux, so it is necessary to consider the effects and economics of flux.

상술한 바와 같이, 자동차 폐촉매로부터 백금족 원소를 회수하는 종래의 방법인 습식법과 일반적인 건식용해법은 많은 문제점을 가지고 있어, 보다 개선된 회수방법에 관한 연구가 절실히 요구되는 실정이다.As described above, the wet method and the general dry dissolution method, which are the conventional methods for recovering the platinum group element from the automobile waste catalyst, have many problems, and thus, the study on the improved recovery method is urgently required.

본 발명은 융제 및 환원제와의 균일 혼합 처리 공정에 의하여 배기가스 정화용 자동차 폐촉매의 혼합물을 저온 용융함으로써 백금족 금속을 분리 정제하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to separate and purify a platinum group metal by melting at a low temperature a mixture of an automobile waste catalyst for purification of exhaust gas by a uniform mixing treatment process with a flux and a reducing agent.

종래의 자동차 폐촉매로부터 백금족 원소를 회수하는 방법이 갖는 문제점을 극복하기 위하여 연구한 결과, 용융로에 자동차 폐촉매 담체와 함께 첨가되는 융제 및 환원제의 화학적 조성을 조절하고 균일 혼합 처리 공정을 통하여 폐촉매 담체 혼합물의 용융 온도를 크게 낮출 수 있었으며, 포집금속 내에 함유되는 백금족 금속의 회수율을 높일 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.In order to overcome the problems of the conventional method for recovering the platinum group element from the automotive waste catalyst, the chemical composition of the flux and the reducing agent added together with the automobile waste catalyst carrier to the melting furnace is controlled and the waste catalyst carrier is carried out through a uniform mixing process. The melting temperature of the mixture was greatly lowered, and it was confirmed that the recovery rate of the platinum group metal contained in the trapping metal could be increased, thereby completing the present invention.

본 발명은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh)이 혼재된 자동차 폐촉매의 회수 방법에 있어서, 융제로서 형석(fluorite)과 붕사(borax)와 소다회(soda ash) 및 환원제로서 소백(小麥)을 사용하여 포집제인 구리와 함께 순차적으로 균일 혼합함으로써 저온에서 용융하여 포집금속을 슬래그와 분리시켜 백금족 금속을 회수하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for recovering an automobile waste catalyst in which platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) are mixed, fluorite, borax, soda ash and soda ash as reducing agents. It is characterized by recovering the platinum group metal by melting homogeneously and uniformly with copper, which is a collecting agent, in order to melt at low temperature to separate the collecting metal from slag.

자동차 폐촉매의 구체적인 구성 예로는 0.1 내지 5wt%의 백금족 원소를 촉매물질로 포함하고 있는 고표면적의 하니컴(honey comb)형태의 세라믹 코디어 라이트(cordierite, 2Al2O3ㆍ5SiO2ㆍ2MgO) 담체가 주로 사용되고 있다. 본 발명에서는, 먼저 상기한 자동차 폐촉매 담체를 포집제인 구리와 함께 환원제인 소맥 그리고 융제인 형석을 1차로 일정비율 혼합시킨 뒤, 건식 볼밀링에 의하여 자동차 폐촉매의 혼합물 분체의 입자 직경이 대략 100메쉬 이하로 될 때까지 혼합·분쇄한다. 이렇게 분쇄된 자동차 폐촉매의 혼합물 분체에 2차로 또 다른 융제인 붕사와 소다회를 넣어서 동일한 건식 볼밀링 공정에 의해서 균일하게 혼합한다. 상기 공정에서 순차적으로 융제 및 환원제와 함께 균일하게 혼합된 자동차 폐촉매의 혼합물 분체를 용융로에 투입하는 공정을 거친다. 이때 분쇄된 자동차 폐촉매의 혼합물 분체의 직경을 100메쉬 이하로 한정하는 이유는 혼합물 분체의 입도 크기에 따라 용융 온도와 용융 시간 등의 용융 조건과 용융 후의 슬래그 성상이 크게 달라지며, 결국 백금족 원소의 회수율에도 크게 영향을 주기 때문이다.Specific examples of the automotive waste catalyst include a ceramic cordierite (cordierite, 2Al 2 O 3, 5SiO 2, 2MgO) carrier of high surface area honey comb type containing 0.1 to 5 wt% platinum group element as a catalyst. Is mainly used. In the present invention, first, the above-mentioned automotive waste catalyst carrier is mixed with copper as a collecting agent, wheat as a reducing agent, and fluorite as a flux at a first ratio, and then the particle diameter of the powder mixture of the automobile waste catalyst is about 100 by dry ball milling. Mix and grind until it becomes below mesh. Secondly, borax and soda ash, which are another fluxing agent, are mixed uniformly by the same dry ball milling process. In the above process, the mixture powder of the automotive waste catalyst uniformly mixed with the flux and the reducing agent is subjected to a step of adding the powder to the melting furnace. In this case, the reason for limiting the diameter of the mixture powder of the crushed automobile waste catalyst to 100 mesh or less is that the melting conditions such as melting temperature and melting time and slag properties after melting are largely changed according to the particle size of the mixture powder. This is because the recovery rate also greatly affects.

상기 용융로의 온도는 1000∼1700℃에서 용융 가능하고, 특히 1100∼1300℃정도가 바람직하며, 이러한 조건에서의 슬래그의 유동성이 가장 좋고 백금족 원소의 추출이 용이하다.The temperature of the melting furnace is meltable at 1000 ~ 1700 ℃, particularly preferably 1100 ~ 1300 ℃, the flowability of the slag under such conditions is easy and the extraction of the platinum group element is easy.

상기 용융 공정을 거쳐 배기가스 자동차 폐촉매에 함유되어 있던 백금족 원소를 포집한 구리를 회수하는 공정과 이후 포집금속인 구리를 습식분리공정 또는 전해공정을 거쳐 백금족 원소를 추출하는 공정은 통상적인 습식 정련 공정기술에 준한다.The process of recovering the copper trapping the platinum group element contained in the exhaust gas vehicle waste catalyst through the melting process, and then the process of extracting the platinum group element through the wet separation process or electrolytic process of the collected metal copper is conventional wet refining According to the process technology.

본 발명은, 상기한 것처럼 배기가스 자동차 페촉매로부터 저온 용융 기초 공정을 거쳐 보다 효율적으로 백금족 금속을 추출함으로써 폐기물을 보다 쉽게 유가자원화할 수 있을 뿐만 아니라 공해 방지의 효과와 경제적으로 백금족 원소를 회수할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것으로, 바람직한 실시예를 상기한 제조공정에 따라 시행하였다.According to the present invention, as described above, the platinum group metal can be more efficiently extracted from the exhaust gas automobile catalyst through a low temperature melting base process, so that waste can be easily resourceed, and pollution prevention and economic recovery of platinum group elements can be achieved. In order to provide a method that can be, a preferred embodiment was carried out according to the above-described manufacturing process.

본 발명의 대표 공정도Representative process chart of the present invention

본 발명의 실시예는 아래와 같다.An embodiment of the present invention is as follows.

<실시예 1><Example 1>

국내 주요 배기가스 자동차 폐촉매로부터 본 발명의 공정 기술인 저온 용융 공정법에 의하여 백금족 원소를 분리 추출하는 실험을 전기 용융로에서 시행하였다.In the electric melting furnace, an experiment was performed to separate the platinum group element from the main domestic exhaust gas vehicle waste catalyst by the low temperature melting process method of the present invention.

1차 혼합 · 분쇄 공정에서 배기가스 자동차 폐촉매 담체와 함께 투입되는 성분들은 자동차 폐촉매 담체 대비 중량 퍼센트로, 포집제인 구리가 약 40wt%, 환원제로서 소맥 5wt%, 융제로서 형석 5wt%의 혼합 조성으로 볼밀(ballmill)에 넣고 1∼2시간동안 건식 볼밀링 공정으로 균질 혼합 · 분쇄를 행한다.In the first mixing and crushing process, the components added together with the exhaust gas vehicle waste catalyst carrier are weight percent of the automobile waste catalyst carrier, which is about 40 wt% copper as a collecting agent, 5 wt% wheat as reducing agent, and 5 wt% fluorite as flux. It is put into a ball mill, and homogeneous mixing and grinding are performed by a dry ball milling process for 1-2 hours.

2차 혼합 · 분쇄 공정에서는 상기 혼합 · 분쇄 공정을 거친 배기가스 자동차 페촉매의 혼합물 분체에 1차 혼합물 분체 대비 중량 퍼센트로 또 다른 융제로서 붕사 100wt%, 소다회 100wt%의 혼합 조성으로 볼밀(ballmill)에 넣고 1∼2시간동안 재차 건식 볼밀링 공정으로 균질 혼합 · 분쇄를 행한다.In the second mixing and grinding process, a ball mill is used as a mixture of 100 wt% borax and 100 wt% soda ash as another flux to the mixture powder of the exhaust gas vehicle catalyst having undergone the mixing and grinding process as a weight percent of the primary mixture powder. The mixture was added to the mixture, and then mixed and ground in a dry ball milling process for 1-2 hours.

상기한 순차적인 균질 혼합 · 분쇄 공정에 의해 균일하게 혼합된 자동차 페촉매 담체의 혼합물을 용융로에 투입하고 1200℃의 온도에서 약 2시간이상 용융시켜 완전히 용융이 이루어진 슬래그 속의 구리 포집체를 출탕시켜 분리하였고, 분리된 구리 포집체로부터 통상의 습식 분리 공정을 통해 백금족 원소를 추출하였다.The mixture of automobile catalyst catalysts homogeneously mixed by the above-mentioned sequential homogeneous mixing and pulverization process is introduced into a melting furnace and melted at a temperature of 1200 ° C. for at least 2 hours to melt and separate the copper collector in the slag which has been completely melted. The platinum group element was extracted from the separated copper collector through a conventional wet separation process.

그 결과, 자동차 폐촉매 시료 1kg 당 회수된 백금(Pt)의 회수량은 1.501g, 팔라듐(Pd)의 회수량은 0.0395g, 로듐(Rh)의 회수량은 0.1185g의 결과치를 보여 주었다. 따라서 종래의 용융 방법을 거친 백금족 회수 방법을 통하여 일반적으로 얻을 수 있는 전체 유가 백금족 회수량의 일반적인 결과치가 1000ppm (= 회수된 백금족 금속 총량 1g / 담체시료 1kg)임에 비하여, 본 발명에서 융제와 환원제의 종류 및 양을 일정 비율로 조절하여 균질 혼합 · 분쇄 처리를 하여 저온 용융 공정에 적용시켜 백금족 원소를 회수하였을 경우에는 전체 유가 백금족 회수량이 약 1659ppm으로 기존의 결과치를 크게 상회하는 매우 획기적인 결과를 보여주고 있다.As a result, the recovered amount of platinum (Pt) per kilogram of automotive waste catalyst sample was 1.501g, the recovery amount of palladium (Pd) was 0.0395g, the recovery amount of rhodium (Rh) was 0.1185g. Therefore, the general value of the total value of the platinum group recovery amount generally obtained through the platinum group recovery method through the conventional melting method is 1000 ppm (= total amount of the platinum group metal recovered / 1 kg carrier sample), the flux and the reducing agent in the present invention When the platinum group element was recovered by homogeneous mixing and pulverization by adjusting the type and amount of ethylene to a low temperature melting process and recovering the platinum group element, the total value of the platinum group recovery amount was about 1659 ppm, which greatly exceeds the existing results. Is showing.

다음 표 1과 2에는 본 <실시예 1>에서 채택한 1차 및 2차 혼합 · 분쇄 공정의 물질 성분 구성비를 나타낸다.Tables 1 and 2 show the material component ratios of the primary and secondary mixing and grinding processes employed in this <Example 1>.

자동차 폐촉매 담체(cordierite)Automotive waste catalyst carrier (cordierite) 구리(copper)Copper 형석(fluorite)Fluorite 소맥(小麥)Wheat 화학식Chemical formula 2Al2O3·3SiO2·2MgO2Al 2 O 3 · 3SiO 2 · 2MgO CuCu CaF2 CaF 2 중량 퍼센트 (wt%)Weight percent (wt%) 100100 4040 55 55

표 1. <실시예 1>의 1차 혼합 · 분쇄 공정시 물질 성분 구성비Table 1.Material component composition ratio in the first mixing and grinding process of <Example 1>

1차 자동차폐촉매 혼합물Primary Car Waste Catalyst Mixture 붕사(borax)Borax 소다회(탄산나트륨)Soda ash (sodium carbonate) 화학식Chemical formula Na2B4O7·10H2ONa 2 B 4 O 7 10 H 2 O Na2CO3 Na 2 CO 3 중량 퍼센트 (wt%)Weight percent (wt%) 100100 5050 5050

표 2. <실시예 1>의 2차 혼합 · 분쇄 공정시 물질 성분 구성비Table 2. Composition of Material Components in Secondary Mixing and Grinding Process of <Example 1>

<실시예 2><Example 2>

실시예 1과 동일한 물질 혼합 조성으로 1차 혼합 · 분쇄 공정을 거친 후 융제로서 붕사만을 사용하여 중량 퍼센트로 100wt%를 사용하여 2차 혼합 · 분쇄 공정을 행한 후에 동일한 용융 방법으로 용융후 포집 금속체를 제조하였고, 역시 습식분리공정 및 전해 공정을 통해 백금족 원소를 추출하였다.After the first mixing and pulverizing process with the same material mixing composition as in Example 1, after performing the second mixing and pulverizing process using 100 wt% by weight using only borax as a flux, the collecting metal body after melting by the same melting method Was prepared, and the platinum group element was extracted through the wet separation process and the electrolysis process.

1차 자동차폐촉매 혼합물Primary Car Waste Catalyst Mixture 붕사(borax)Borax 소다회(탄산나트륨)Soda ash (sodium carbonate) 화학식Chemical formula Na2B4O7·10H2ONa 2 B 4 O 7 10 H 2 O Na2CO3 Na 2 CO 3 중량 퍼센트 (wt%)Weight percent (wt%) 100100 100100 00

표 3. <실시예 2>의 경우에 2차 혼합 · 분쇄 공정시 물질 성분 구성비Table 3. Composition of Material Components in Secondary Mixing and Grinding Process for <Example 2>

그 결과, 자동차 폐촉매 시료 1kg 당 회수된 백금(Pt)의 회수량은 1.407g, 팔라듐(Pd)의 회수량은 0.0382g, 로듐(Rh)의 회수량은 0.1163g의 결과치를 보여 주었다.As a result, the recovered amount of platinum (Pt) per kilogram of automotive waste catalyst sample was 1.407g, the recovery amount of palladium (Pd) was 0.0382g, the recovery amount of rhodium (Rh) was 0.1163g.

상기한 실시예들의 실험결과에 나타난 바와 같이, 백금족 원소의 추출율을 비교하여 보더라도 종래의 용융 공정 조건과 비교하여 1차 및 2차의 순차적인 균질 혼합 · 분쇄 공정에 걸쳐 환원제인 소맥과 융제인 형석, 붕사, 소다회를 적절한 비율로 균일하게 혼합하여 용융로에 투입함으로써 자동차 폐촉매 담체의 용융 온도를 획기적으로 낮출 수 있었으며, 용융 후의 슬래그의 유동성이 좋아 출탕이 원활하였고 백금족 원소의 분리가 용이하였다. 실제 조업측면을 고려해 볼 때 실시예 1의 경우가 가장 양호한 용융 조건임을 백금족 회수율을 통하여 확인할 수 있었다.As shown in the experimental results of the above embodiments, even when comparing the extraction rate of the platinum group element compared to the conventional melting process conditions, the first and second sequential homogeneous mixing and grinding process of reducing wheat and flux fluorspar By mixing uniformly, borax and soda ash in an appropriate ratio and injecting it into the smelter, it was possible to drastically lower the melting temperature of the automobile waste catalyst carrier, and the slag fluidity after the melting facilitated the smooth tapping and the separation of the platinum group elements. Considering the actual operation aspects it was confirmed that the case of Example 1 is the best melting conditions through the platinum group recovery.

이상의 실시예를 통하여 알수 있는 바와 같이, 본 발명은 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리 공정에 의해 배기가스 정화용 자동차 폐촉매로부터 백금족 원소 추출시 종래 비효율적인 용제의 조성 및 용융 공정 조건을 개선하여 사용함으로써 용융 온도를 낮출 수 있을 뿐 아니라 고수율의 백금족 금속을 회수 할 수 있다. 그러므로 매년 방대한 양이 폐기되고 있는 자동차 폐촉매 중에 포함된 백금족 금속을 저렴한 비용으로 분리정제하여 재활용할 수 있는 등의 유용한 효과가 있다.As can be seen through the above embodiment, the present invention is melted by improving the composition and melting process conditions of the conventional inefficient solvent when extracting the platinum group element from the exhaust gas purification vehicle waste catalyst by the uniform mixing process of the flux and the reducing agent In addition to lowering the temperature, high yields of platinum group metals can be recovered. Therefore, there is a useful effect such that the platinum group metal contained in the automobile waste catalyst, which is disposed of in large quantities every year, can be separately purified and recycled at low cost.

Claims (5)

자동차 폐촉매 담체 대비 중량 퍼센트로 환원제로서 소맥을 5wt%, 융제로서 형석을 5wt%, 포집제로서 구리를 40wt%를 첨가하고 혼합, 분쇄하여 입자 직경이 100메쉬 이하가 되도록 하는 1차 혼합·분쇄 공정과,Primary mixing and pulverization by mixing and pulverizing by adding 5 wt% wheat as reducing agent, 5 wt% fluorspar as flux, and 40 wt% copper as collecting agent, and mixing to pulverize the particles to 100 mesh or less. Fair, 상기한 1차 혼합·분쇄 공정에서 얻어진 자동차 폐촉매의 혼합물 대비 중량 퍼센트로 융제인 붕사와 소다회를 각각 50wt% 첨가하여 혼합·분쇄하여 균질하게 하는 2차 혼합·분쇄 공정과,A secondary mixing and grinding step of mixing and grinding and homogenizing by adding 50 wt% of borax and soda ash, which are fluxes, in a weight percentage of the mixture of automobile waste catalysts obtained in the above-described primary mixing and grinding step; 상기한 2차 혼합·분쇄 공정에 의해 생성된 자동차 폐촉매 담체의 균일 혼합물 분체를 용융로에 투입하여 1200℃의 온도에서 용융시킨 유동성이 높은 슬래그로부터 구리 포집체를 출탕하여 분리하고 여기서 습식 분리 공정으로 백금족 금속을 추출하는 공정으로 구성함을 특징으로 하는 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 폐촉매의 저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법.The homogeneous mixture powder of the automobile waste catalyst carrier produced by the above secondary mixing / crushing process was introduced into the melting furnace, and the copper collectors were separated by tapping and separating the copper collector from the highly fluidized slag melted at a temperature of 1200 ° C., where it A method for recovering a platinum group element from a low temperature melting process of an automobile waste catalyst by a uniform mixing treatment of a flux and a reducing agent, characterized by comprising a step of extracting a platinum group metal. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기한 2차 혼합·분쇄 공정에서 최종적인 혼합물 분체를 100메쉬 이하의 미분체로 하는 것을 특징으로 하는 융제 및 환원제의 균일 혼합 처리에 의한 자동차 폐촉매의 저온 용융 공정으로부터 백금족 원소를 회수하는 방법.A method for recovering a platinum group element from a low temperature melting process of an automotive waste catalyst by a uniform mixing treatment of a flux and a reducing agent, wherein the final mixture powder is fine powder of 100 mesh or less in the above secondary mixing and grinding process. 삭제delete
KR10-2001-0074073A 2001-11-27 2001-11-27 low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant KR100436448B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0074073A KR100436448B1 (en) 2001-11-27 2001-11-27 low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2001-0074073A KR100436448B1 (en) 2001-11-27 2001-11-27 low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020001690A KR20020001690A (en) 2002-01-09
KR100436448B1 true KR100436448B1 (en) 2004-06-22

Family

ID=19716326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2001-0074073A KR100436448B1 (en) 2001-11-27 2001-11-27 low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100436448B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730331C1 (en) * 2019-12-06 2020-08-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Method of electrochemical extraction of noble metals from secondary raw materials
US20220154306A1 (en) * 2019-03-26 2022-05-19 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method for producing a pgm collector alloy

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030060524A (en) * 2002-01-09 2003-07-16 이덕호 Fine Crush Mixture Process of Collected Metal and Platinum Metals Recycling Method of Waste Automotive Catalyst for Ventilation Gas Purification by Smelting
KR100853295B1 (en) * 2007-04-13 2008-08-20 한국화학연구원 Inorganic antimicrobial agent for concrete sewer structure and manufacturing method thereof
KR101949758B1 (en) * 2017-09-15 2019-02-20 한국생산기술연구원 Method for recovering precious metals in waste catalyst
KR102132380B1 (en) 2018-11-30 2020-07-10 한국생산기술연구원 Manufacturing method of articles using waste catalyst and articles manufactured by the same
CN114058852B (en) * 2021-11-18 2023-12-08 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所 Method for co-processing copper-containing electroplating sludge and spent automobile catalyst

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243230A (en) * 1987-03-31 1988-10-11 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Method for recovering platinum group from waste catalyst
JPH05125461A (en) * 1991-11-06 1993-05-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Separation of rhodium from noble metal-containing slag
JPH08325649A (en) * 1995-05-30 1996-12-10 Hyuga Seirensho:Kk Method for concentrating platinum-group metal from spent catalyst containing the metal
JPH09324223A (en) * 1996-06-06 1997-12-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method of recovery of platinum group element
KR100238461B1 (en) * 1997-08-18 2000-01-15 윤덕용 Method for recovering white gold group metal
KR100250063B1 (en) * 1998-02-18 2000-04-01 이상한 The method for extracting novel metal element of the waste cataiyst for the waste gas purifier in automobile using scrapped copper slag
JP2001064734A (en) * 1999-08-27 2001-03-13 Nikko Materials Co Ltd Recovery of iridium

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63243230A (en) * 1987-03-31 1988-10-11 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk Method for recovering platinum group from waste catalyst
JPH05125461A (en) * 1991-11-06 1993-05-21 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Separation of rhodium from noble metal-containing slag
JPH08325649A (en) * 1995-05-30 1996-12-10 Hyuga Seirensho:Kk Method for concentrating platinum-group metal from spent catalyst containing the metal
JPH09324223A (en) * 1996-06-06 1997-12-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Method of recovery of platinum group element
KR100238461B1 (en) * 1997-08-18 2000-01-15 윤덕용 Method for recovering white gold group metal
KR100250063B1 (en) * 1998-02-18 2000-04-01 이상한 The method for extracting novel metal element of the waste cataiyst for the waste gas purifier in automobile using scrapped copper slag
JP2001064734A (en) * 1999-08-27 2001-03-13 Nikko Materials Co Ltd Recovery of iridium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220154306A1 (en) * 2019-03-26 2022-05-19 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method for producing a pgm collector alloy
US12060624B2 (en) * 2019-03-26 2024-08-13 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Method for producing a PGM collector alloy
RU2730331C1 (en) * 2019-12-06 2020-08-21 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Method of electrochemical extraction of noble metals from secondary raw materials

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020001690A (en) 2002-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dong et al. Recovery of platinum group metals from spent catalysts: a review
KR101226612B1 (en) A method for concentrating and recovering precious metals from spent mobile phone pcbs and spent auto-catalysts using waste nonferrous slag
CA2933448C (en) A process for extracting noble metals from anode slime
CN102534226B (en) Method for extracting precious metal from spent automobile catalyst by concentration smelting-wet separation process
CN108823418B (en) Method for synergistically recovering precious metals from spent automobile catalyst
Rumpold et al. Recycling of platinum group metals from automotive catalysts by an acidic leaching process
CN105400962A (en) Method for recycling platinum group metal from waste catalysts
FR2472617A1 (en) PROCESS FOR THE RECOVERY OF PLATINUM GROUP METALS FROM REFRACTORY CERAMIC SUBSTRATES
CN114774696B (en) Clean and efficient method for capturing and enriching platinum group metals in catalyst
JP2018145479A (en) Recovery method of platinum group metals
JP2004068071A (en) Dry recovery process for platinum-group element
KR100436448B1 (en) low temperature smelting processing for recycling waste automotive catalyst mixed uniformly with flux and reductant
WO2019180642A1 (en) Method for the selective recovery of tin and a reactor for use in said method
KR100528506B1 (en) A Method for Concentrating and Recovering Precious Metals from Spent PCBs and Spent Auto-Catalysts Simultaneously
JP5196095B2 (en) Precious metal recovery method and recovered precious metal
KR20030060524A (en) Fine Crush Mixture Process of Collected Metal and Platinum Metals Recycling Method of Waste Automotive Catalyst for Ventilation Gas Purification by Smelting
JP3839431B2 (en) Method for recovering platinum group metals
CN115852160A (en) Method for recovering platinum group metal in automobile waste catalyst by using nickel-iron tailings as flux in pyrogenic process
CA1174858A (en) Recovery of precious metals from spent alumina- containing catalysts
CN114381610B (en) Environment-friendly efficient recovery method for noble metal of waste automobile catalyst
JP2008088452A (en) METHOD FOR RECOVERING GOLD OR PLATINUM GROUP ELEMENT FROM SiC-BASED SUBSTANCE
KR101817079B1 (en) process of recovering Platinum group metal from waste sludge generated from refining process of precious metal ore
JP3906333B2 (en) Precious metal recovery method
EP4124666A1 (en) Method for recovering platinum group metals
CN114058852A (en) Method for co-processing copper-containing electroplating sludge and spent automobile catalyst

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee