[发明专利]用于从废催化剂回收铂族金属的方法

说明书

一种用于从废催化剂中回收铂族金属的方法。所述方法包括：将废催化剂粉碎以获得包含具有预定粒度的颗粒的催化剂颗粒材料。所述方法包括：在反应区域中在预定温度下使所述催化剂颗粒材料与固体含氯材料和固体含硅材料接触达预定时间段，以获得含挥发性含铂族金属的氯化物产物；并且冷却以使该产物转化成固相含铂族金属的材料。

技术领域

本发明涉及用于分离和回收贵金属和稀有金属的冶金技术，具体地涉及从废催化剂中回收铂族金属的方法。

背景技术

铂族金属，例如铂(Pt)、钯(Pd)和铑(Rh)，是众所周知的贵金属，其在珠宝和装饰品、电子产品、电话电路、牙科合金等许多工业应用中发挥着重要作用。铂和钯也分别长期用作石油或汽车工业中的重整和氢化催化剂。在催化剂中，少量的铂或钯包含在大量载体材料中，通常作为负载在氧化铝、氧化锆或二氧化硅上的金属涂层。

含有铂或钯的石油或汽车工业催化剂通常在其催化功能恶化时被丢弃。催化时的钯含量通常在0.4质量％至5.0质量％之间变化。同样地，铂、钌和锇的含量可以在0.1质量％至0.5质量％之间变化。废催化剂还可包含1.5-2.5质量％的铼和3.0-5.0质量％的钒。由于其天然丰度低、价格高并且在各种工业领域中的需求不断增长，从各种废料中回收和精炼铂族金属可以是非常有利的。因此，从废催化剂中有效回收和纯化贵金属具有经济效益。

废石油或汽车工业催化剂中的铂和钯可通过各种湿法冶金或火法冶金技术回收。湿法冶金处理通常包括粉碎(例如研磨和碾碎)、浸提、过滤和洗涤阶段，然后从溶液中提取钯(胶结或电化学过程)。处理还可包括中和酸性废液、滤饼和酸性废气。

例如，美国专利6,455,018描述了一种从废催化转化器中提取贵金属(例如铂、钯和铑)的复杂的非选择性方法，其通过如下进行：研磨催化剂，用硫酸处理；在150℃和450℃之间煅烧混合物，用氯化物和盐酸浸提，以获得贵金属和任何其它金属的溶液以及固体残余物。

基本上，湿法冶金处理有三种工艺路线。第一种路线包括部分地破坏氧化铝或氧化锆催化剂载体基材和用氯气进行高温氯化。在这种情况下，钯被完全转化并且载体基材被部分地转变成溶液或熔体。例如，可以使用浸提液直接从催化剂载体基材中提取铂或钯。同样地，可以例如在王水或盐酸中用氧化剂(例如硝酸、氯酸钠、次氯酸钠和氯气)浸提催化剂。

第二种路线包括完全破坏氧化铝或氧化锆催化剂载体基材。在该路线中，钯和氧化铝被一起转化成溶液或熔体。该路线基于氧化铝基材的完全溶解，从而将不溶或微溶的铂和钯浓缩到残余物中。

第三种路线包括在溶液中或金属捕收剂(collector)中选择性溶解钯的方法，其中在不破坏氧化铝或氧化锆催化剂基材的情况下进行额外的金属分离和钯提取。在这种情况下，钯完全转化为溶液或熔体，而氧化铝保持不溶形式。

用于从催化剂中回收铂族金属的常规湿法冶金方法的缺点涉及多阶段方法、形成大量废酸性或碱性溶液。同样地，这些方法需要相对大量的用于在该方法的胶结阶段从溶液中提取铂族金属的金属捕收剂(例如，Zn或Al)，通常为化学计算量的7-8倍。

用于回收铂族金属的催化剂的常规火法冶金处理通常包括研磨(粉碎和碾碎)阶段和熔炼阶段；然后进行金属分离和从金属捕收剂中提取钯(例如通过电化学方法)；以及炉渣处理和酸性废气的中和。

废石油或汽车工业催化剂中的贵金属也可以通过高温氯化进行回收。

例如，美国专利3,951,648描述了一种从钯含量小于5％的废催化剂中回收钯的方法。该方法包括在足以使钯蒸发的温度下使催化剂与气态氯化有机化合物接触，并使气相冷却，从而将所形成的氯化钯衍生物回收。