[发明专利]一种熔体萃取真空蒸馏回收废旧催化剂中铂族金属的方法

说明书

本发明公开了一种熔体萃取真空蒸馏回收废旧催化剂中铂族金属的方法，将含铂族金属的废旧催化剂破碎料和还原剂充分混合，获得熔体萃取原料；将熔体萃取原料与萃取剂在高于萃取剂熔点的温度下进行熔体萃取，获得低熔点合金共熔体和固体催化剂载体；所述萃取剂包括Pb、Sb或Bi单元素萃取剂，或含两种以上所述元素的二元素或多元素混合萃取剂；将低熔点合金共熔体进行真空蒸馏，得到铂族金属合金和萃取剂冷凝物。本发明采用熔体萃取、真空蒸馏的方法回收废旧催化剂中的铂族金属，萃取温度较低，避免常规金属捕集工艺造渣过程；萃取剂熔点较低、饱和蒸气压较大，易于真空蒸馏分离；萃取剂循环使用，过程清洁、高效、节能。

技术领域

本发明属于贵金属二次资源回收技术领域，具体涉及一种熔体萃取-真空蒸馏回收废旧汽车催化剂中铂族金属的方法。

背景技术

汽车和石油化工是消耗铂族金属最高的行业，每年超过60％的铂、钯、铑用于生产汽车尾气净化催化剂和石化催化剂，利用铂族金属的高催化活性与稳定性，催化汽车尾气无害化和石油裂化等过程，降低汽车尾气环境危害和提高石油化工产品质量。

随着全球汽车、石化行业的蓬勃发展和环保标准的提高，铂族金属的需求量将进一步增长。但铂族金属资源稀少，价格昂贵。废旧催化剂中铂族金属含量达到0.1～0.3％，为原矿中的几百倍，经济价值高，是重要的铂族金属二次资源。开展废旧催化剂中铂族金属的回收利用，是解决铂族金属资源短缺问题的有效途径。

汽车尾气和石化催化剂由多孔载体和活性物质组成，常用载体为堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂)，起催化作用的活性物质为铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)。

目前废旧催化剂回收主要分为火法工艺和湿法工艺。

火法方面，包括等离子熔炼法和金属捕集法。(1)等离子熔炼法在2000℃下，将Al₂O₃和堇青石等载体熔融造渣除去，并以Fe作为铂族金属捕集剂，得到PGM富集合金Fe-PGM-Si。但堇青石渣粘度大，与合金分离困难。该方法中Fe-PGM-Si合金惰性极强，在王水中也极难溶解，需经氧气吹炼或碱熔融处理后，再用酸法浸出提取铂族金属。(2)金属捕集法是将粉碎后的废旧催化剂与Cu，Fe，Ni等金属或金属氧化物、还原剂、造渣剂充分混合，在1200～1450℃下进行熔炼，铂族金属进入金属熔体，堇青石等氧化物造渣除去。该方法熔炼温度较高、需要造渣，能耗较大、对设备要求较高，由于采用的捕集剂Cu，Fe，Ni等金属熔点较高、饱和蒸气压较小，无法采用真空蒸馏的方法与铂族金属分离，需要进行电解，从阳极泥中回收铂族金属，过程产生废酸、废渣且流程较长。

湿法方面，包括载体溶解法、活性组分溶解法及全溶法。将废催化剂磨碎后，酸性或碱性浸出载体或铂族金属，使其溶解进入溶液，实现铂族金属的分离提取。酸性溶解法中金属回收率较高，成本低，但工艺繁琐、处理规模较小。碱法溶解一般需要加压，对设备要求较高，生成的溶液粘度大，固液分离较困难，成本较高。

中国专利文献CN102134647A公开了“一种从废汽车三元催化剂中提取铂族金属的方法”，使用铅火法熔炼捕集废汽车三元催化剂中的Pt、Pd、Rh，将铂族金属富集于铅液，将载体造渣脱除。后续用真空蒸馏法处理富集贵金属的合金，控制蒸馏温度900-1200℃，真空度1-600Pa，使合金中的铅挥发，进一步富集Pt、Pd、Rh。其使用Pb作为捕集剂，采用火法高温熔炼—真空蒸馏，需要将催化剂载体造渣，工艺更复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种回收废旧催化剂中铂族金属的方法，工艺简单、清洁、低能耗。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种熔体萃取真空蒸馏回收废旧催化剂中铂族金属的方法，包括下述的步骤：