專利名稱:微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉑族金屬的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬,屬于冶金化工技術領域。
背景技術:
鉬族金屬(PGM)如Pt、Pd、Rh等具有非常好的耐高溫特性和良好的耐化學腐蝕性,并具有獨特的還原催化作用等化學特性。現在全世界每年鉬族金屬的產量在300噸左右,其中的90%來源于俄羅斯和南非國家,我國鉬族金屬的儲量和產量極少,不到全世界儲量和產量的1%,所以增強汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的回收利用對我國而言顯得尤為重 要。目前,從汽車尾氣廢催化劑中回收鉬族金屬的主要方法有濕法浸出,火法和火法濕法聯(lián)合法。濕法浸出エ藝一般是將汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的活性組分溶解,大體流程是將汽車尾氣廢催化劑磨碎,加酸浸出使鉬族金屬進入溶液,然后固液分離。在エ業(yè)上有所應用的是常壓酸浸溶解和加壓酸浸溶解,但是濕法浸出エ藝僅對汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬Pt,Pd有效,鉬族金屬Rh和其氧化物則很難進入溶液,往往需要對浸出渣進行ニ段處理,加壓酸浸溶解又需要特殊的浸出設備,増加了成本和操作過程的危險性,所以濕法浸出エ藝提取鉬族金屬Rh —直是難題。由于濕法提取存在的問題,很多貴金屬回收公司均采用火法回收貴金屬,但是火法エ藝的根本是富集汽車尾氣廢催化劑中的鉬族金屬,其利用鉛,銅,鉄,鎳等捕集劑金屬或者利用硫化鉄,硫化鎳等硫化物具有對鉬族金屬的強親合力而造渣富集鉬族金屬,但是鉬族金屬經過富集以后,還要經過吹煉等過程得到鉬族金屬的合金或者锍,最終還是經過濕法處理來實現鉬族金屬的回收,而且火法エ藝熔煉溫度普遍較高,對設備有著特殊要求,而捕集劑的加入,也意味著雜質元素的引入和試劑的消耗。也有研究將濕法エ藝和火法エ藝相結合,主要是先除去一部分載體,以提高后續(xù)處理的效率,火濕聯(lián)合大g在解決二者存在的問題,達到優(yōu)勢互補,但是存在著工藝流程長,冶煉成本增加等問題。加壓堿浸預處理-加壓氰化法提取汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法先通過加壓堿浸預處理,消除廢催化劑表面的油污污染,并打開汽車尾氣廢催化劑載體對鉬族金屬的包裹,増加了后續(xù)的氰化浸出效率,再使用氫氰酸加壓浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬,鉬族金屬的浸出率較常規(guī)濕法浸出有了很大提高,但是其使用了氫氰酸,對環(huán)境有著潛在危險,加壓浸出的條件對設備的要求也相應提高,后續(xù)エ藝要単獨破壞CN^在一定程度上增加了成本。由于汽車催化劑在使用過程中高溫長時間作用,會造成載體金屬對鉬族金屬的包裹和表面有機質的污染,増加了浸出提取難度,雖然各種方法多有報道,但是各種方法都有自身的缺點,整體上講,方法新穎,浸出率較高的方法則存在著工藝流程較長,浸出成本高,設備有特殊要求的缺點。エ藝流程短的方法則存在著浸出率不高,試劑消耗量大的缺點。考慮到汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬提煉的難點在干一方面載體金屬對鉬族金屬的顆粒產生包裹,使其難于和溶劑發(fā)生作用,另ー方面鉬族金屬Rh本身的化學性質穩(wěn)定,不和大部分的試劑發(fā)生反應,使其難以浸出。
發(fā)明內容
為提高汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的浸出率,本發(fā)明提供了ー種采取微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的新方法,避免了傳統(tǒng)的提取方法,采取非常規(guī)微波加熱的方法來提取汽車廢中的鉬族金屬Pd、Rh。本發(fā)明通過下列技術方案實現ー種微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法,經過下列各步驟
A.將汽車尾氣廢催化劑破碎細磨至粒徑小于75um; B.按汽車尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質量比為I: 6 I : 14,以硫酸氫鈉作為浸出劑,與步驟A所得的汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在微波下以溫度為300 700°C加熱30 150min,得到燒結物;
C.對步驟B所得燒結物進行常溫水溶攪拌浸出10 60min,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉬族金屬Pd、Rh的溶液。所述步驟A中的汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬Pd的含量為1300 1700g/t、Rh的含量為180 240g/t。 所述步驟B的微波輻射條件是微波頻率為2450MHz。所述步驟B中的硫酸氫鈉為分析純。微波浸出渣顆粒外形不規(guī)則,表面明顯可見有大量裂紋,表明物料在參與反應的同時,內部分子振動也引起了自身結構的破壞,將包裹的鉬族金屬暴露出來,使鉬族金屬更易和試劑接觸而反應,増大了固液交換面積,增強了傳熱傳質,因此促進了反應,提高了浸出率。而傳統(tǒng)方法的浸出渣微觀結構和原料的相似,基本上為圓形顆粒,對常規(guī)實驗而言,表明固液反應只能單純的在物料顆粒表面進行,傳熱傳質過程也在顆粒的表面上由外向里進行,試劑要與載體顆粒內部的鉬族金屬反應,就必須先破壞載體,所以在傳統(tǒng)方法中,必須增加試劑量和反應溫度,才能提高浸出率。因此本發(fā)明的浸出具有明顯的優(yōu)越性。本發(fā)明的效果和優(yōu)點該方法采取微波加熱,使Pd和Rh 二者同時浸出,鉬族金屬Pd的浸出率達到99. 97%,鉬族金屬Rh的浸出率達到98. 91%以上,較單純的濕法或火法浸出的浸出率均有所提高,且提取過程簡單,エ藝流程短,試劑單一,試劑消耗量小,溶液雜質元素少,浸出速率快,浸出時間短,能耗低,有廣闊的エ業(yè)運用前景。
具體實施例方式下面將結合實施例進ー步闡明本發(fā)明的內容,但這些實例并不限制本發(fā)明的保護范圍。實施例I
A.將Pd的含量為1300 1700g/t、Rh的含量為180 240g/t的汽車尾氣廢催化劑破碎細磨至粒徑小于75um ;
B.按汽車尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質量比為I: 6,以分析純硫酸氫鈉作為浸出劑,與步驟A所得的汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在頻率為2450MHz的微波下以溫度為400°C加熱60min,得到燒結物;
C.對步驟B所得燒結物進行常溫水溶攪拌浸出60min,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉬族金屬PcURh的溶液。Pd的浸出率為98. 86%,Rh的浸出率為92. 42 %。實施例2
A.將Pd的含量為1400g/t、Rh的含量為240g/t的汽車尾氣廢催化劑破碎細磨至粒徑為 70um ;
B.按汽車尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質量比為I: 10,以分析純硫酸氫鈉作為浸出齊U,與步驟A所得的汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在頻率為2450MHz的微波下以溫度為 600°C加熱30min,得到燒結物;
C.對步驟B所得燒結物進行常溫水溶攪拌浸出50min,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉬族金屬PcURh的溶液。Pd的浸出率為98. 97%,Rh的浸出率為92. 91 %。實施例3
A.將Pd的含量為1300g/t、Rh的含量為180g/t的汽車尾氣廢催化劑破碎細磨至粒徑為 65um ;
B.按汽車尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質量比為I: 14,以分析純硫酸氫鈉作為浸出齊U,與步驟A所得的汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在頻率為2450MHz的微波下以溫度為300°C加熱150min,得到燒結物;
C.對步驟B所得燒結物進行常溫水溶攪拌浸出lOmin,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉬族金屬PcURh的溶液。Pd的浸出率為92. 15%,Rh的浸出率為91.497%,能耗O. 45kffh ;而同樣條件下采用常規(guī)加熱Pd的浸出率為89. 94%, Rh 的浸出率為 83. 397%,能耗 2. Ikffh0實施例4
A.將Pd的含量為1700g/t、Rh的含量為200g/t的汽車尾氣廢催化劑破碎細磨至粒徑為 55um ;
B.按汽車尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質量比為I: 12,以分析純硫酸氫鈉作為浸出齊U,與步驟A所得的汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在頻率為2450MHz的微波下以溫度為700°C加熱lOOmin,得到燒結物;
C.對步驟B所得燒結物進行常溫水溶攪拌浸出40min,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉬族金屬PcURh的溶液。Pd的浸出率為98. 24%,Rh的浸出率為93. 16%。
權利要求
1.ー種微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法,其特征在于經過下列各步驟 A.將汽車尾氣廢催化劑破碎細磨至粒徑小于75um; B.按汽車尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質量比為I: 6 I : 14,以硫酸氫鈉作為浸出劑,與步驟A所得的汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在微波下以溫度為300 700°C加熱30 150min,得到燒結物; C.對步驟B所得燒結物進行常溫水溶攪拌浸出10 60min,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉬族金屬PcURh的溶液。
2.根據權利要求I所述的微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法,其特征在于所述步驟A中的汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬Pd的含量為1300 1700g/t、Rh 的含量為180 240g/t。
3.根據權利要求I所述的微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法,其特征在于所述步驟B的微波輻射條件是微波頻率為2450MHz。
4.根據權利要求I所述的微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法,其特征在于所述步驟B中的硫酸氫鈉為分析純。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微波加熱熔融浸出汽車尾氣廢催化劑中鉑族金屬的方法,將汽車尾氣廢催化劑破碎細磨,以硫酸氫鈉作為浸出劑,與汽車尾氣廢催化劑混合均勻,再在微波下以溫度為300~700℃加熱30~150min,得到燒結物;然后常溫水溶攪拌浸出10~60min,再經固液分離后,洗滌濾渣三次,棄去濾渣,收集濾液和洗滌液即得到富含鉑族金屬Pd、Rh的溶液。該方法采取微波加熱,使Pd和Rh二者同時浸出,鉑族金屬Pd的浸出率達到99.97%,鉑族金屬Rh的浸出率達到98.91%以上,較單純的濕法或火法浸出的浸出率均有所提高,且提取過程簡單,工藝流程短,試劑單一,試劑消耗量小,溶液雜質元素少,浸出速率快,浸出時間短,能耗低,有廣闊的工業(yè)運用前景。
文檔編號C22B3/04GK102839287SQ20121036855
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權日2012年9月28日
發(fā)明者張澤彪, 陳安然, 王仕興, 彭金輝, 常軍, 王萬坤, 王子陽 申請人:昆明理工大學