專(zhuān)利名稱(chēng)：微波加熱熔融浸出汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉑族金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波加熱熔融浸出汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉬族金屬，屬于冶金化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(xué)腐蝕性，并具有獨(dú)特的還原催化作用等化學(xué)特性。現(xiàn)在全世界每年鉬族金屬的產(chǎn)量在300噸左右，其中的90%來(lái)源于俄羅斯和南非國(guó)家，我國(guó)鉬族金屬的儲(chǔ)量和產(chǎn)量極少，不到全世界儲(chǔ)量和產(chǎn)量的1%，所以增強(qiáng)汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉬族金屬的回收利用對(duì)我國(guó)而言顯得尤為重 要。目前，從汽車(chē)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(chē)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(chē)尾氣廢催化劑磨碎，加酸浸出使鉬族金屬進(jìn)入溶液，然后固液分離。在エ業(yè)上有所應(yīng)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(duì)汽車(chē)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(jìn)入溶液，往往需要對(duì)浸出渣進(jìn)行ニ段處理，加壓酸浸溶解又需要特殊的浸出設(shè)備，増加了成本和操作過(guò)程的危險(xiǎn)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(wèn)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(chē)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(duì)鉬族金屬的強(qiáng)親合力而造渣富集鉬族金屬，但是鉬族金屬經(jīng)過(guò)富集以后，還要經(jīng)過(guò)吹煉等過(guò)程得到鉬族金屬的合金或者锍，最終還是經(jīng)過(guò)濕法處理來(lái)實(shí)現(xiàn)鉬族金屬的回收，而且火法エ藝熔煉溫度普遍較高，對(duì)設(shè)備有著特殊要求，而捕集劑的加入，也意味著雜質(zhì)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(jié)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(wèn)題，達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，但是存在著工藝流程長(zhǎng)，冶煉成本增加等問(wèn)題。加壓堿浸預(yù)處理-加壓氰化法提取汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法先通過(guò)加壓堿浸預(yù)處理，消除廢催化劑表面的油污污染，并打開(kāi)汽車(chē)尾氣廢催化劑載體對(duì)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(chē)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(duì)環(huán)境有著潛在危險(xiǎn)，加壓浸出的條件對(duì)設(shè)備的要求也相應(yīng)提高，后續(xù)エ藝要単獨(dú)破壞CN^在一定程度上增加了成本。由于汽車(chē)催化劑在使用過(guò)程中高溫長(zhǎng)時(shí)間作用，會(huì)造成載體金屬對(duì)鉬族金屬的包裹和表面有機(jī)質(zhì)的污染，増加了浸出提取難度，雖然各種方法多有報(bào)道，但是各種方法都有自身的缺點(diǎn)，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(zhǎng)，浸出成本高，設(shè)備有特殊要求的缺點(diǎn)。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(diǎn)?？紤]到汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉬族金屬提煉的難點(diǎn)在干一方面載體金屬對(duì)鉬族金屬的顆粒產(chǎn)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(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不和大部分的試劑發(fā)生反應(yīng)，使其難以浸出。

發(fā)明內(nèi)容
為提高汽車(chē)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(chē)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(lái)提取汽車(chē)廢中的鉬族金屬Pd、Rh。本發(fā)明通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)ー種微波加熱熔融浸出汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟
A.將汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨至粒徑小于75um； B.按汽車(chē)尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質(zhì)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(chē)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(jié)物；
C.對(duì)步驟B所得燒結(jié)物進(jìn)行常溫水溶攪拌浸出10 60min，再經(jīng)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(chē)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(jiàn)有大量裂紋，表明物料在參與反應(yīng)的同時(shí)，內(nèi)部分子振動(dòng)也引起了自身結(jié)構(gòu)的破壞，將包裹的鉬族金屬暴露出來(lái)，使鉬族金屬更易和試劑接觸而反應(yīng)，増大了固液交換面積，增強(qiáng)了傳熱傳質(zhì)，因此促進(jìn)了反應(yīng)，提高了浸出率。而傳統(tǒng)方法的浸出渣微觀結(jié)構(gòu)和原料的相似，基本上為圓形顆粒，對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)而言，表明固液反應(yīng)只能單純的在物料顆粒表面進(jìn)行，傳熱傳質(zhì)過(guò)程也在顆粒的表面上由外向里進(jìn)行，試劑要與載體顆粒內(nèi)部的鉬族金屬反應(yīng)，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(yīng)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(diǎn)該方法采取微波加熱，使Pd和Rh 二者同時(shí)浸出，鉬族金屬Pd的浸出率達(dá)到99. 97%，鉬族金屬Rh的浸出率達(dá)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(guò)程簡(jiǎn)單，エ藝流程短，試劑單一，試劑消耗量小，溶液雜質(zhì)元素少，浸出速率快，浸出時(shí)間短，能耗低，有廣闊的エ業(yè)運(yùn)用前景。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)ー步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I
A.將Pd的含量為1300 1700g/t、Rh的含量為180 240g/t的汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨至粒徑小于75um ；
B.按汽車(chē)尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質(zhì)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(chē)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(jié)物；
C.對(duì)步驟B所得燒結(jié)物進(jìn)行常溫水溶攪拌浸出60min，再經(jīng)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(shí)施例2
A.將Pd的含量為1400g/t、Rh的含量為240g/t的汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨至粒徑為 70um ；
B.按汽車(chē)尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質(zhì)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(chē)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(jié)物；
C.對(duì)步驟B所得燒結(jié)物進(jìn)行常溫水溶攪拌浸出50min，再經(jīng)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(shí)施例3
A.將Pd的含量為1300g/t、Rh的含量為180g/t的汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨至粒徑為 65um ；
B.按汽車(chē)尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質(zhì)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(chē)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(jié)物；
C.對(duì)步驟B所得燒結(jié)物進(jìn)行常溫水溶攪拌浸出lOmin，再經(jīng)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(shí)施例4
A.將Pd的含量為1700g/t、Rh的含量為200g/t的汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨至粒徑為 55um ；
B.按汽車(chē)尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質(zhì)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(chē)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(jié)物；
C.對(duì)步驟B所得燒結(jié)物進(jìn)行常溫水溶攪拌浸出40min，再經(jīng)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(quán)利要求
1.ー種微波加熱熔融浸出汽車(chē)尾氣廢催化劑中鉬族金屬的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)下列各步驟 A.將汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨至粒徑小于75um； B.按汽車(chē)尾氣廢催化劑和硫酸氫鈉的質(zhì)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(chē)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(jié)物； C.對(duì)步驟B所得燒結(jié)物進(jìn)行常溫水溶攪拌浸出10 60min，再經(jīng)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(jù)權(quán)利要求I所述的微波加熱熔融浸出汽車(chē)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(chē)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(jù)權(quán)利要求I所述的微波加熱熔融浸出汽車(chē)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(jù)權(quán)利要求I所述的微波加熱熔融浸出汽車(chē)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(chē)尾氣廢催化劑中鉑族金屬的方法，將汽車(chē)尾氣廢催化劑破碎細(xì)磨，以硫酸氫鈉作為浸出劑，與汽車(chē)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(jié)物；然后常溫水溶攪拌浸出10～60min，再經(jīng)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(shí)浸出，鉑族金屬Pd的浸出率達(dá)到99.97%，鉑族金屬Rh的浸出率達(dá)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(guò)程簡(jiǎn)單，工藝流程短，試劑單一，試劑消耗量小，溶液雜質(zhì)元素少，浸出速率快，浸出時(shí)間短，能耗低，有廣闊的工業(yè)運(yùn)用前景。
文檔編號(hào)C22B3/04GK102839287SQ20121036855
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)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(wàn)坤, 王子陽(yáng) 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)