RU2209843C2 - Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов - Google Patents
Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209843C2 RU2209843C2 RU2001117561A RU2001117561A RU2209843C2 RU 2209843 C2 RU2209843 C2 RU 2209843C2 RU 2001117561 A RU2001117561 A RU 2001117561A RU 2001117561 A RU2001117561 A RU 2001117561A RU 2209843 C2 RU2209843 C2 RU 2209843C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metals
- catalyst
- carried out
- catalysts
- dissolution
- Prior art date
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims description 15
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 title claims description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- -1 platinum metals Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 abstract 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 9
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- IVFILROKUQKCPB-UHFFFAOYSA-N carbonyl dichloride;platinum Chemical class [Pt].ClC(Cl)=O IVFILROKUQKCPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- XSKIUFGOTYHDLC-UHFFFAOYSA-N palladium rhodium Chemical compound [Rh].[Pd] XSKIUFGOTYHDLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/90—Regeneration or reactivation
- B01J23/96—Regeneration or reactivation of catalysts comprising metals, oxides or hydroxides of the noble metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/48—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
- B01J38/60—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended using acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
- B01J38/48—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
- B01J38/70—Wet oxidation of material submerged in liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0242—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly vertical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
- C22B11/04—Obtaining noble metals by wet processes
- C22B11/042—Recovery of noble metals from waste materials
- C22B11/048—Recovery of noble metals from waste materials from spent catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/02—Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working 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
- C22B7/009—General processes for recovering metals or metallic compounds from spent catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00389—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
- B01J2208/00407—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements outside the reactor bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00389—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
- B01J2208/00415—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements electric resistance heaters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00654—Controlling the process by measures relating to the particulate material
- B01J2208/00707—Fouling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00805—Details of the particulate material
- B01J2208/00814—Details of the particulate material the particulate material being provides in prefilled containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
- B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
- B01J2219/0277—Metal based
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
- B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
- B01J2219/0277—Metal based
- B01J2219/029—Non-ferrous metals
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Предложен способ извлечения суммы благородных металлов из скрапа отработанных автокатализаторов. Он предусматривает перевод платиновых металлов в водорастворимое состояние путем предварительного смачивания катализатора соляной кислотой с дальнейшим окислительным растворением, осуществляемым известными окислителями, например азотной кислотой или раствором пероксида водорода. Процесс ведут при нагреве для многократной циркуляции парогазовой выщелачивающей смеси. Способ достаточно прост и позволяет вовлекать в переработку катализаторы с различным сочетанием платиновых металлов при низких реагентных затратах со снижением потерь извлекаемых металлов. 2 з. п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области металлургии платиновых металлов, использующей в качестве исходного вторичное техногенное сырье, а именно скрап отработанных автомобильных катализаторов, где платиноиды применяются в виде двойных или тройных систем, например Pt/Rh, Pd/Rh, Pt/Pd/Rh, нанесенных на сотообразные блоки, изготовленные из кордиерита.
Известны способы извлечения каталитических компонентов металлов платиновой группы путем их окисления газообразными реагентами (окислительный обжиг с кислородом, хлорирование, фторирование) [патент Японии 54-14571 от 08.06.79, Патент США 4069040 от 17.01.78, патент США 4077800 от 07.03.78, заявитель ЧССР, Precious Metals 89. Proc. Int. Symp. TMS Annu. Meet., Las Vegas, 483-501] с последующим их отделением от основы. В данных случаях, например хлорировании, проводят высокотемпературную обработку до образования летучих карбонилхлоридов платины, которые улавливают абсорбцией и выделяют металл восстановительным осаждением. Рассматривая подробно сведения о режимах проведения данных процессов с применением газообразных окислителей, справедливо отметить, что они не вполне пригодны для переработки катализаторов-дожигателей моторных топлив. Высокоагрессивные газообразные реагенты весьма опасны в работе и требуют использования дорогостоящего оборудования, соблюдения повышенных мер безопасности, необходимости строгой утилизации ядовитых соединений.
Широко представлены способы извлечения драгметаллов путем их окисления и выщелачивания жидкими растворителями, например царской водкой, азотной кислотой, смесью соляной кислоты и пероксида водорода, растворами хлора в кислотах, гипохлоритами [Precious and Rare Metal Technol., Proc Symp. Precious and Rare Metals Albuguergue, N. M., Apr. 6-8, 1988./Amsterdam etc., 1989. -P.345-363, Precious Metals 89. Proc. Int. Svmp. IMS Annu, Meet., Las Vegas, Nev, Febr. 27 - March 2, 1989. - Warrendale (Pa), 1989. - p. 483-501, патент 1228989. Канада, С 22 В 11/06, заяв. 5.10.84, от 10.11.87]. Анализ этих патентных публикаций приводит к выводу об их ориентации на определенный тип сырья при достаточно низкой степени извлечения ценных компонентов. При этом, как правило, данные процессы характеризуются сложным аппаратурно-технологическим оформлением, многостадийны и энергоемки.
Наиболее близким к заявляемому является способ выщелачивания благородных металлов жидкими окисляющими растворами или смесями, например царской водкой [Тематический обзор. Извлечение ценных металлов из отработанных гетерогенных катализаторов. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1988, с. 29]. Несмотря на дешевизну применяемых кислот и освоенность работы с царской водкой на аффинажных производствах, включая последующую газоочистку, данный способ не лишен существенных недостатков при использовании его для переработки автокатализаторов. Наличие в блоках сотовых катализаторов-нейтрализаторов выхлопа двигателей подслоя из активной окиси алюминия, на который наносятся каталитические элементы, определяет трудность полного снятия этих благородных металлов. При жидкофазном выщелачивании из-за высокой величины поверхности у гамма-окиси алюминия (до 200 м2/г) всегда происходят два конкурентных процесса: десорбция соединений платиновых металлов в раствор с поверхности катализатора и обратная сорбция на нее. Именно это обратимое равновесие для своего смещения требует многократных процедур выщелачивания и промывки, которые в итоге не всегда обеспечивают полноту снятия металлов. Последнее обстоятельство также приводит к неизбежным реагентным и энергетическим затратам из-за необходимости переработки больших объемов с низкой концентрацией ценных компонентов. Эти недостатки, в конечном итоге, определяют высокие необратимые потери извлекаемых металлов.
Главной задачей настоящего изобретения, решение которой приводит к получению технического результата, является проведение процесса выщелачивания таким образом, чтобы постоянно изменять концентрацию окисленных металлов в сторону раствора для снижения потерь извлекаемых металлов.
Технический результат достигается способом извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов, включающим растворение кислотно-окисляющей смесью, согласно изобретению перед растворением проводят смачивание катализатора водным раствором соляной кислоты в соотношении НСl:Н2O=1: 1-5, растворение ведут последующим нагревом с добавлением окислителей при кипении в парах окисляющих реагентов, и после промывки осадка водой из полученных растворов осаждают металлы цементацией в коллективный концентрат.
Кроме этого, растворение осуществляют в зависимости от состава сырья с использованием в качестве окислителя концентрированной азотной кислоты и(или) 30%-го раствора пероксида водорода, а также растворение проводят в замкнутом цикле при испарении и конденсации.
Известные кислотные смеси, окисляющие платиновые металлы, используют как в виде жидкости, так и в виде пара. Именно перевод в газообразное состояние снимает диффузионные затруднения контакта реагентов с каталитическими металлами и обеспечивает полноту их перевода в раствор. Для этого катализаторные блоки загружают в реактор на специальную решетчатую полку, орошают предварительно приготовленным раствором соляной кислоты, выполняющим роль и комплексообразователя и пропиточного раствора. Его объем регулируется таким образом, чтобы катализатор при этом всегда располагался выше уровня жидкости. Затем включается электрическая схема нагрева реактора и реакционную жидкость доводят до кипения. Процесс ведется в течение определенного времени, за которое происходит многократная циркуляция паров окислителя в каналах и порах катализатора и последующий слив по ним конденсата. При этом роль конденсора на себя берут сами блоки до тех пор, пока не будет достигнуто тепловое равновесие. По завершении этой стадии полученный раствор направляется на фильтрацию, а катализатор промывают водой и промводы объединяют с основным раствором. Выделение платиновых металлов и присутствующего в рецептурном составе редкоземельного церия из полученного раствора ведут известными способами.
Таким образом, главным отличительным признаком заявляемого способа является применение стандартных окисляющих смесей, учитывающих химическую активность конкретного металла, входящего в состав катализатора в парообразном и жидком состояниях. Это позволяет не только увеличить проникающую способность газовой смеси, но и осуществить многократное омывание мелкодисперсных частиц платиновых металлов всегда "свежим" раствором. Другое отличие заключается в возможности строгой дозировки окислителя, например, азотной кислоты и применения "обедненной" по НNО3 царской водки, достаточной лишь на растворение целевых металлов и других примесей, образовавшихся в период эксплуатации блока. Реализация этих признаков становится возможным из-за работы по принципу замкнутого цикла: испарение-конденсация-смыв. Технический результат изобретения достигается еще и специальной конструкцией реактора получения основного раствора, который представляет собой модифицированную колонну, где роль флегмовых тарелочек выполняют каналы блоков катализатора. Отчасти по своей сути, он напоминает модифицированный к конкретным условиям задачи аппарат Сокслета, применяемый в органической химии для экстракции из твердых веществ ценных компонентов легколетучими растворителями.
Таким образом, главным следствием, определяющим существо предлагаемого способа, является высокая степень извлечения в раствор металлов платиновой группы, получение их растворов с высокой концентрацией, малый расход реагентов по сравнению с другими способами-аналогами. Заявляемый способ является общим, поскольку позволяет не только вовлекать в переработку блочные катализаторы с любой комбинацией благородных металлов, но и попутно выделять церий, входящий в состав этих композиций для уменьшения коэффициента термического расширения. Расчетно дозируемое количество высокоагрессивных окислителей резко снижает нагрузку на очистные устройства и позволяет успешно решить экологические проблемы производства как в виде газовых выбросов, так и сливных растворов.
Пример 1
Отработанный катализатор с автомобиля "Mercedes-Benz" массой 1,2 кг имеет в качестве каталитических металлов платину и родий, остаточное содержание которых 0,12 и 0,008 мас.% соответственно. Ввиду малого количества углерода, не превышающего 2,2 мас.%, предварительной подготовки путем обжига не проводится. Катализатор помещают в реактор из фторопласта, смачивают водным раствором НСl (1:1) в количестве 260 мл (25% от исходной массы катализатора). Затем в реактор добавляют остаток НСl в количестве 70 мл. Реакционную смесь нагревают до кипения и последовательно вводят 60 мл концентрированной НNO3 и по частям 150 мл 30%-ного раствора пероксида водорода. Процесс выщелачивания продолжают в течение 1,5 ч. Затем нагрев снимают и катализатор промывают дистиллированной водой в соотношении ж:т, как 2:1. Из основного раствора, объединенного с промводами, осаждают коллективный платино-родиевый концентрат цементацией алюминиевым порошком. Сквозное извлечение металлов в концентрат составляет 98,6% по платине и 94,8% по родию.
Отработанный катализатор с автомобиля "Mercedes-Benz" массой 1,2 кг имеет в качестве каталитических металлов платину и родий, остаточное содержание которых 0,12 и 0,008 мас.% соответственно. Ввиду малого количества углерода, не превышающего 2,2 мас.%, предварительной подготовки путем обжига не проводится. Катализатор помещают в реактор из фторопласта, смачивают водным раствором НСl (1:1) в количестве 260 мл (25% от исходной массы катализатора). Затем в реактор добавляют остаток НСl в количестве 70 мл. Реакционную смесь нагревают до кипения и последовательно вводят 60 мл концентрированной НNO3 и по частям 150 мл 30%-ного раствора пероксида водорода. Процесс выщелачивания продолжают в течение 1,5 ч. Затем нагрев снимают и катализатор промывают дистиллированной водой в соотношении ж:т, как 2:1. Из основного раствора, объединенного с промводами, осаждают коллективный платино-родиевый концентрат цементацией алюминиевым порошком. Сквозное извлечение металлов в концентрат составляет 98,6% по платине и 94,8% по родию.
Пример 2
Палладий-родиевый катализатор автомобиля "Volvo" по данным химического анализа содержит 0,08 мас.% палладия и 0,006 мас.% родия. Кроме этого, на катализаторе присутствуют значительные отложения пироуглерода, массовая доля которого составляет 8,7 мас.%. Из-за высокого содержания сажи до проведения процесса переработки катализатор подвергается предварительному обжигу при температуре 540oС в течение 45 мин. Последующая пропитка охлажденного катализатора проводится раствором от смешения 46 мл НСl конц. и 230 мл Н2O. После внесения 184 мл 30%-ного раствора Н2О2, реакционная смесь общим количеством 460 мл ставится на нагрев. Температурную обработку после начала кипения проводят в течение 1 ч. Выход аффинированных металлов чистотой 99,5% составляет для палладия 97,8% (0,8810) г и для родия 92,4% (0,0624) г.
Палладий-родиевый катализатор автомобиля "Volvo" по данным химического анализа содержит 0,08 мас.% палладия и 0,006 мас.% родия. Кроме этого, на катализаторе присутствуют значительные отложения пироуглерода, массовая доля которого составляет 8,7 мас.%. Из-за высокого содержания сажи до проведения процесса переработки катализатор подвергается предварительному обжигу при температуре 540oС в течение 45 мин. Последующая пропитка охлажденного катализатора проводится раствором от смешения 46 мл НСl конц. и 230 мл Н2O. После внесения 184 мл 30%-ного раствора Н2О2, реакционная смесь общим количеством 460 мл ставится на нагрев. Температурную обработку после начала кипения проводят в течение 1 ч. Выход аффинированных металлов чистотой 99,5% составляет для палладия 97,8% (0,8810) г и для родия 92,4% (0,0624) г.
Пример 3
Дезактивированный катализатор автомобиля "Honda" имеет в своем составе 0,04% платины, 0,06% палладия, 0,007% родия и 1,4% церия. Катализатор заливают на холоду 250 мл водного раствора НСl (1:1). После достижения температуры кипения проводится последовательная обработка раствором царской водки с последующим введением пероксида водорода по условиям примера 1. В результате дальнейшей переработки суммарное извлечение аффинированных металлов к исходному содержанию составляет - платины 0,3878 г (98,0%), палладия 0,5831 г (98,2%) и родия 0,0653 г (94,1%).
Дезактивированный катализатор автомобиля "Honda" имеет в своем составе 0,04% платины, 0,06% палладия, 0,007% родия и 1,4% церия. Катализатор заливают на холоду 250 мл водного раствора НСl (1:1). После достижения температуры кипения проводится последовательная обработка раствором царской водки с последующим введением пероксида водорода по условиям примера 1. В результате дальнейшей переработки суммарное извлечение аффинированных металлов к исходному содержанию составляет - платины 0,3878 г (98,0%), палладия 0,5831 г (98,2%) и родия 0,0653 г (94,1%).
Таким образом лабораторные и полупромышленные испытания технологической цепочки переработки катализаторов-нейтрализаторов выхлопа моторных топлив от их выщелачивания до получения товарных металлических черней платиновых металлов позволяет значительно сократить расходы на реагенты и уменьшить затраты на газоочистку. Кроме этого, представляется возможным повторно использовать кордиерит - ценный материал носителя катализатора для изготовления новых блоков-дожигателей.
Claims (3)
1. Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов, включающий растворение кислотно-окисляющей смесью, отличающийся тем, что перед растворением проводят смачивание катализатора водным раствором соляной кислоты в соотношении HCl: Н2О= 1: 1-5, растворение ведут последующим нагревом с добавлением окислителей при кипении в парах окисляющих реагентов, и после промывки осадка водой из полученных растворов осаждают металлы цементацией в коллективный концентрат.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растворение осуществляют в зависимости от состава сырья с использованием в качестве окислителя концентрированной азотной кислоты и/или 30%-ного раствора пероксида водорода.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растворение проводят в замкнутом цикле при испарении и конденсации.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117561A RU2209843C2 (ru) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов |
| PCT/IL2002/000602 WO2003010346A2 (en) | 2001-06-22 | 2002-07-21 | Wet process and reactor for the recovery of platinum group metals from automobile catalytic converters |
| AU2002355201A AU2002355201A1 (en) | 2001-06-22 | 2002-07-21 | Wet process and reactor for the recovery of platinum group metals from automobile catalytic converters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001117561A RU2209843C2 (ru) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001117561A RU2001117561A (ru) | 2003-05-27 |
| RU2209843C2 true RU2209843C2 (ru) | 2003-08-10 |
Family
ID=20251105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001117561A RU2209843C2 (ru) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2002355201A1 (ru) |
| RU (1) | RU2209843C2 (ru) |
| WO (1) | WO2003010346A2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464088C1 (ru) * | 2011-04-18 | 2012-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ регенерации автомобильных катализаторов |
| RU2563420C2 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Газофторидные Технологии" | Установка для извлечения платины и иных драгоценных металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе сухой газофторидной технологии |
| CN114921651A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-19 | 江西耐华环保科技有限公司 | 一种废贵金属回收处理方法 |
| RU2802033C1 (ru) * | 2023-01-17 | 2023-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии рециклинга" | Способ переработки дезактивированных автомобильных катализаторов |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1017974A3 (fr) * | 2008-01-30 | 2010-02-02 | Variabel Daniel | Procede de valorisation d'elements de supports catalytiques usagers et/ou defectueux |
| RU2484154C1 (ru) * | 2012-04-03 | 2013-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" | Способ переработки отходов, содержащих цветные и платиновые металлы |
| EP2985354B1 (de) * | 2014-11-10 | 2016-10-19 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren zum Entfernen von Edelmetall aus edelmetallhaltigen Katalysatorformkörpern |
| US11427887B2 (en) | 2017-11-27 | 2022-08-30 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Extraction of selected platinum-group metals from supported catalyst |
| US11225702B2 (en) | 2018-03-15 | 2022-01-18 | The Board Of Regents For Oklahoma State University | Platinum group metals recovery |
| CN110863116B (zh) * | 2019-10-30 | 2022-02-15 | 永兴阳光贵金属有限公司 | 一种贵金属铂提纯装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2251364B1 (ru) * | 1973-11-19 | 1976-10-01 | Rhone Progil | |
| GB1517270A (en) * | 1974-06-12 | 1978-07-12 | Johnson Matthey Co Ltd | Recovery of precious metals from exhaust catalysts |
| DE3147199A1 (de) * | 1981-11-27 | 1983-06-01 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zum aufloesen von feststoffen, insbesondere von festen kernreaktorbrennstoffen, und loesungsgefaess insbesondere fuer dieses verfahren |
| JPS60184043A (ja) * | 1984-03-01 | 1985-09-19 | Toyobo Co Ltd | 芳香族ジカルボン酸の製造方法 |
| US4814021A (en) * | 1986-08-01 | 1989-03-21 | Ensr Corporation | Apparatus and method for reclassifying electrical apparatus contaminated with PCB |
| SU1633100A1 (ru) * | 1988-05-16 | 1991-03-07 | Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова | Способ растворени сол ной горной породы и устройство дл его осуществлени |
| US5417924A (en) * | 1991-02-27 | 1995-05-23 | Societe Prolabo | Apparatus connectible to a receptacle for condensing fumes generated during chemical reactions |
| AU1372895A (en) * | 1994-06-17 | 1996-01-15 | Chevron U.S.A. Inc. | Catalyst support and process for its use |
-
2001
- 2001-06-22 RU RU2001117561A patent/RU2209843C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-07-21 WO PCT/IL2002/000602 patent/WO2003010346A2/en active Application Filing
- 2002-07-21 AU AU2002355201A patent/AU2002355201A1/en not_active Abandoned
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Тематический обзор. Извлечение ценных металлов из обработанных гетерогенных катализаторов ЦНИИТЭнефтехим. - М., 1988, с.29. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464088C1 (ru) * | 2011-04-18 | 2012-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Способ регенерации автомобильных катализаторов |
| RU2563420C2 (ru) * | 2014-01-29 | 2015-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Газофторидные Технологии" | Установка для извлечения платины и иных драгоценных металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе сухой газофторидной технологии |
| RU2817811C1 (ru) * | 2022-04-22 | 2024-04-22 | Инститьют Оф Проусес Энжиниринг, Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз | Способ извлечения металлического палладия |
| CN114921651A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-19 | 江西耐华环保科技有限公司 | 一种废贵金属回收处理方法 |
| RU2802033C1 (ru) * | 2023-01-17 | 2023-08-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные технологии рециклинга" | Способ переработки дезактивированных автомобильных катализаторов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003010346A2 (en) | 2003-02-06 |
| AU2002355201A1 (en) | 2003-02-17 |
| WO2003010346A3 (en) | 2003-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2209843C2 (ru) | Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов | |
| CS274470B2 (en) | Method of acids winning or recovery from their metals containing solutions | |
| EP1743044B1 (en) | Method for recovery of palladium | |
| US20070183951A1 (en) | Method for recovering noble metals from metallic carrier catalytic device | |
| RU2364638C1 (ru) | Способ и устройство для переработки измельченного скрапа отработанных автомобильных катализаторов | |
| JP3550528B2 (ja) | 廃触媒からの白金回収方法 | |
| RU2109683C1 (ru) | Способ выделения синтетических ультрадисперсных алмазов | |
| RU2221060C2 (ru) | Способ извлечения платины и палладия из материалов с пористой основой | |
| US20070104628A1 (en) | Apparatus and method for recovering rare-earth and noble metals from an article | |
| JPS6116326B2 (ru) | ||
| JP4595082B2 (ja) | 貴金属の回収方法 | |
| KR100367710B1 (ko) | 폐카본 촉매로부터 백금족 금속의 회수방법 | |
| RU2116362C1 (ru) | Способ извлечения драгоценных металлов из отработанных катализаторов | |
| RU2261284C2 (ru) | Способ комплексной переработки дезактивированных платино-рениевых катализаторов | |
| JPH0834619A (ja) | メタル担体触媒からの貴金属回収方法 | |
| JPS62256929A (ja) | 廃触媒からの白金族の回収方法 | |
| JP2003247030A (ja) | 貴金属の回収方法 | |
| KR100238461B1 (ko) | 백금계 폐촉매로부터 백금족 원소의 회수방법 | |
| JPH05255771A (ja) | 貴金属の還元方法 | |
| RU2778436C1 (ru) | Способ переработки железного коллектора платиновых металлов | |
| BR112019008429B1 (pt) | Método para recuperação de metais do grupo da platina a partir de catalisadores usados | |
| RU2464088C1 (ru) | Способ регенерации автомобильных катализаторов | |
| JPS593938B2 (ja) | 白金系触媒からの白金族元素の回収方法 | |
| JP2023066953A (ja) | 濃縮白金族元素の製造方法 | |
| RU2154686C1 (ru) | Способ подготовки отработанных катализаторов, включающих носитель, содержащих по крайней мере один благородный металл, к последующему извлечению этого металла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040623 |