[发明专利]一种铂族金属捕集剂及铂族金属回收方法

说明书

本发明涉及铂族金属循环利用技术领域，提供了一种铂族金属捕集剂，用于铂族金属的回收，所述捕集剂包含铁，以及(锡+锑)中的一种或两种，且按质量比铁:(锡+锑)＝1:(0.7‑1.2)。本发明还提供了一种铂族金属回收方法，该方法以铁锡锑为捕集剂，与废催化剂、还原剂、造渣剂按配比混合后在1200‑1300℃温度下进行熔炼，经渣相与合金相分离得到富含铂族金属的铁基多金属合金。本发明充分利用锡、锑与铁协同捕集铂族金属，提高了铂族金属回收率；同时锡、锑与铁形成低熔点合金，降低了熔炼温度。因此，本发明具有成本低，物耗能耗低、耐火材料要求低、铂族金属回收率高等优点，适合于工业化生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及铂族金属循环利用技术领域，特别涉及一种铂族金属捕集剂及铂族金属回收方法。

背景技术

我国已经成为世界最大的铂族金属消费国，我国铂族金属消耗量约150吨，约占全球总量的三分之一，但产量仅为2-3吨，对外依存度高，供需矛盾极其突出。废催化剂是铂族金属二次资源最重要的来源，回收将有效缓解我国铂族金属供应风险。

目前，废催化剂主要还是以湿法为主，大部分企业采用的是盐酸或硫酸+氧化剂(氯酸钠、双氧水)等氧化浸出，甚至部分采用王水、氰化物溶解。这些方法不仅废水量大、环境负担重，而且由于催化剂在服役过程中发生氧化、硫化生成惰性化合物，造成回收率低，铂、铑回收率通常低于80％，如中国发明专利(申请号：201910468779.2、201510788281.6)。

为提高铂族金属回收率，近年来火法富集技术逐渐受到人们的关注。如中国发明专利(申请号：201510797480.3)公开了一种高温氯化、盐酸浸出、浓缩、分离从废汽车尾气催化剂中提取贵金属的方法，其中氯化剂是碱金属氯化物。该方法虽能有效提取铂族金属，但对氯化对设备耐腐蚀性高，同时存在氯气污染风险。中国发明专利(申请号：201910468779.2)公开了以Ni₃S₂为捕集剂，通过微波加热至1050-1200℃熔融捕集铂族金属。该方法虽然捕集温度低，但熔炼过程产生二氧化硫，且镍为有毒重金属，熔炼渣环境风险重。中国发明专利(申请号：201810185054.8、201910468779.2)公开了以铁为捕集剂，回收废催化剂中的铂族金属，采用直流电弧炉高温熔炼，熔炼温度1600-2000℃，虽获得较高的回收率，但能耗高、耐火材料成本高，且会生成硅铁难溶合金，造成后续分离困难。中国发明专利(申请号：201610883402.X)公开了通过等离子体铁捕集汽车废催化剂中铂族金属，该方法流程短、回收率高，但设备昂贵、熔炼温度高。

综上，在湿法回收铂族金属废水量大、污染严重、回收率低背景下，火法富集逐渐成为主流工艺。然而，现有铜、铅、镍捕集存在重金属污染问题，铁捕集普遍熔炼温度高，造成能耗高、设备投资大、生产成本高、以及极易形成难溶的硅铁合金相致后续铂族金属分离回收率低，严重制约铂族金属绿色可持续发展。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，针对铁捕集铂族金属过程熔炼温度高、物耗能耗高、耐火材料成本高等技术问题，提供了一种新型铂族金属捕集剂及铂族金属回收方法，利用锡、锑为铂族金属优良捕集剂特点，以铁为捕集剂，锡、锑协同捕集废催化剂中铂族金属，同时设计出低熔点铁锡锑合金，降低熔炼温度，实现绿色、高效、低成本铂族金属的回收。

本发明的原理如下：

1、利用锡、锑熔点低的特性，以铁-锡、铁-锑二元和铁-锡-锑三元相图为依据，通过优化合金成分，铁与锡、锑形成低熔点(1000-1150℃)合金相；同时锡锑均为良好的铂族金属捕集剂，可协同捕集铂族金属；本发明提供的铂族金属捕集剂可大幅提高铂族金属捕集率。

2、优选造渣剂，进行渣型设计和调配，设计出熔点低(1100-1250℃)、密度小、粘度低的渣相，提高渣相与金属相的分离效率，实现低温(1200-1300℃)铁基多金属高效回收铂族金属。

本发明采用如下技术方案：