一种流态化法从废催化剂中提纯铂族金属的方法

摘要

本发明公开一种流态化法从废催化剂中提纯铂族金属的方法，其特征在于：首先对废汽车催化剂破碎研磨至150目，在650℃下焙烧除碳、硫，后经硼氢化钠水溶液还原，并在浸出时采用HCl—NaCl—HClO2—Na3C6H5O7体系对废催化剂进行浸出，在浸出反应进行10~20min时向反应器内引入Cl2，流化床的流化气速为0.08m/s~0.2m/s，从而有效提高铂族金属浸出效率，进而提高铂族金属回收率。本发明在铂族金属浸出所需的总时间最短为20min左右，应用本发明处理废催化剂铂回收率≥96.5%，钯回收率≥96.6%，铑回收率≥87.5%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种流态化法从废催化剂中提纯铂族金属的方法,属于贵金属冶金领域。

背景技术

目前废催化剂中铂族金属的回收方法主要可以分为火法和湿法。火法提取铂族金属的基本流程是将汽车催化剂加入熔化的金属收集剂中加热熔融、合金相与炉渣相的分离、合金相用强酸溶解使铂族金属进入溶液。但是火法冶金提取铂族金属工艺复杂，能量和原料消耗大，设备要求高，环境污染问题不易解决，不宜推广。

湿法处理废催化剂有载体溶解法、全溶解法和活性组分溶解法等工艺。与火法工艺相比，湿法处理废催化剂具有流程短、投资节省等特点，湿法工艺的不足在于铑的提取率低，一般为65—80%左右，回收率偏低。终上所述，现有的由废汽车催化剂提取铂族金属方法中，无论是湿法还是火法工艺，都或存在作业环境差、铂族金属收率低、能量消耗大等问题，还有待于进一步改进和完善。采用流化床对铂族金属进行浸出回收，可使废催化剂颗粒在反应器内达到流态化。增大废催化剂与浸出液接触面积，大大减少铂族金属浸出时间，提高回收率。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的不足，针对现有从催化剂中回收铂族金属方法存在的问题，提出了以流化床为反应设备在回收铂族金属流程中加入催化剂预处理和使用不同浸出剂体系的方法。本发明的制备步骤为将破碎、焙烧、还原预处理之后的废催化剂浸渍在HCl—NaCl—HClO₂—Na₃C₆H₅O₇中，后打开增压风泵，向流化床反应器内引入Cl₂，使废催化剂颗粒在反应器内达到流态化，增大废催化剂与浸出液接触面积，大大减少铂族金属浸出时间，提高回收率。

本发明给出的技术解决方案是：这种流态化法从废催化剂中提纯铂族金属的方法，其特点是：首先对废汽车催化剂破碎研磨至150目，并在650℃下焙烧除碳、硫，后经硼氢化钠水溶液还原。并在浸出时采用HCl—NaCl—HClO₂—Na₃C₆H₅O₇体系对废催化剂进行浸出。在浸出反应进行10~20min时向反应器内引入Cl₂，流化床的流化气速为0.08m/s~0.2m/s可有效提高铂族金属浸出效率，进而提高铂族金属回收率，其具体步骤为。

（1） 经破碎研磨、高温焙烧得到的催化剂，加入2%质量比的硼氢化钠水溶液煮沸还原，铂族金属活性得到增强。

（2） 将步骤（1）得到的还原液烘过滤，配入少量氯化钠—柠檬酸钠—亚氯酸的盐酸溶液，混匀后转入浸流化床内，在浸出15min后向流化床内引入Cl₂。在90℃进行浸出时间10min，过滤得到固体催化剂加入10%HCl酸洗2次（80℃，20min），水洗1次（80℃，20min），将洗液和浸出液合并，浓缩，化验。

（3）将步骤（2）得到的浸出液，进行铂族金属分离，提纯，得到高纯铂族金属。

本发明在采用HCl—NaCl—HClO₂—Na₃C₆H₅O₇体系对废催化剂进行浸出时，其中，配入质量4~8%的无水氯化钠，2%~4%的柠檬酸钠—盐酸混和液，3%~5%的亚氯酸。

本发明在采用流化床对废催化剂进行铂族金属浸出时，其中，流化床气体分布板开孔率为1%~3%，在浸出反应进行10~20min时向反应器内引入Cl₂，流化床的流化气速为0.08m/s~0.2m/s，优选0.11m/s~0.15m/s。

本发明的HCl—NaCl—HClO₂—Na₃C₆H₅O₇浸出体系，其中，浸出pH为3~7，优选4~6，浸出温度为80~110℃，优选85-100℃，浸出时间为10~30>

本发明采用C610硫脲树脂在pH8~13对铂族金属进行分离。

与现有技术相比，本发明的有益效果是。

本发明在铂族金属浸出所需的总时间最短为20min左右，浸出效率大大提高。

应用本发明处理废催化剂铂回收率≥96.5%，钯回收率≥96.6%，铑回收率≥87.5%。

具体实施方式

实施例1。

取含铂765g/t，钯625g/t,铑136g/t的废催化剂2000g，用颚式破碎机粉碎后，650℃下焙烧1h，含6g硼氢化钠的纯水3L煮沸20min,再用80℃纯水3L浸泡20min。加入120g氯化钠，50g柠檬酸钠0.5LHCl的3L;在浸出15min后向反应体系引入气速为0.11m/s的Cl₂，在流化床内温85℃后浸出45min。然后抽滤，10%的稀HCl酸洗2次、水洗1次将浸出液洗液合并，浓缩至3L。将浸出液加入硫脲树脂分离铂族金属，提纯，并进行化验。

结果：

铂回收率：96.5%，产出海绵铂的纯度99.95

钯回收率：96.87%，产出海绵钯纯度99.96

铑回收率：87.8%，产出海绵铑纯度99.95。

实施例2。

取含铂765g/t，钯625g/t,铑136g/t的废催化剂2000g，用颚式破碎机粉碎后，650℃下焙烧1h，含6g硼氢化钠的纯水3L煮沸20min,再用80℃纯水3L浸泡20min。加入130g氯化钠，60g柠檬酸钠0.5LHCl的3L;在浸出20min后向反应体系引入气速为0.15m/s的Cl₂，在流化床内温90℃后浸出70min。然后抽滤，10%的稀HCl酸洗2次、水洗1次将浸出液洗液合并，浓缩至3L。将浸出液加入硫脲树脂分离铂族金属，提纯，并进行化验。

结果：

铂回收率：96.5%，产出海绵铂的纯度99.95

钯回收率：96.8%，产出海绵钯纯度99.96

铑回收率：87.6%，产出海绵铑纯度99.95。

实施例3。

取含铂886g/t，钯785g/t,铑156g/t的废催化剂2000g，用颚式破碎机粉碎后，650℃下焙烧1h，含6g硼氢化钠的纯水3L煮沸20min,再用80℃纯水3L浸泡20min。加入135g氯化钠，70g柠檬酸钠0.5LHCl的3L;在浸出17min后向反应体系引入气速为0.13m/s的Cl₂，在流化床内温100℃后浸出90min。然后抽滤，10%的稀HCl酸洗2次、水洗1次将浸出液洗液合并，浓缩至3L。将浸出液加入硫脲树脂分离铂族金属，提纯，并进行化验。

结果：

铂回收率：96.5%，产出海绵铂的纯度99.95

钯回收率：96.6%，产出海绵钯纯度99.95

铑回收率：87.5%，产出海绵铑纯度99.95。