本發(fā)明涉及鉑族金屬二次資源綜合利用，具體涉及一種fe-si-p-pgms合金中鉑族元素的浸出劑和浸出方法。

背景技術：

1、目前，等離子體熔煉鐵捕集廢汽車尾氣催化劑中的鉑族金屬技術是一種更高效、更環(huán)保以及更具有潛力的火法富集技術。然而這項技術得到的合金通常是含有硅、磷和鉑族金屬的鐵合金(fe-si-p-pgms)，這類合金具有極強的化學穩(wěn)定性，抗酸堿腐蝕性極強，即使采用王水浸出也只能實現部分溶解。為了更好的回收鉑族金屬，高效的浸出鐵硅磷合金中的鉑族金屬是一個重要的關鍵環(huán)節(jié)/工序。

2、如cn111893313a公開了通過焙燒、還原水浸、硫酸浸出和王水浸出最終實現鐵硅合金中的鉑族金屬的浸出。首先，焙燒過程中將合金與naoh堿性熔煉使fe、si以及部分鉑族金屬轉化為對應的鈉鹽。接著，還原水浸過程中na2o·nsio2溶解在水中，而鐵酸鈉發(fā)生水解隨后用水合肼還原為單質鐵，過程中鉑族金屬鹽也被還原為金屬態(tài)。隨后，在硫酸浸出工序中將鐵浸出并固液分離得到含鉑族金屬的浸出渣。最后，采用沸騰的王水浸出鉑族金屬，pt、pd和rh的浸出率分別為99％、99％和96％。

3、cn113621869a公開了采用兩步法脫除含鉑族金屬的鐵硅磷合金中的硅和磷得到鐵鉑族金屬合金。第一步采用造渣劑和鐵氧化物對含鉑族金屬的鐵硅磷合金進行造渣精煉，使硅進入渣相，渣金分離后得到含鉑族金屬的鐵磷合金。第二步通過真空精煉第一步得到的鐵磷鉑族金屬合金，脫出合金中的磷，最終得到鐵鉑族金屬合金。

4、cn105603193a公開了一種從等離子爐富集料中回收鉑族金屬前的預處理方法，包括如下步驟：(1)球磨：將富集料球磨至100-200目；(2)配料：將磨細的富集料與naoh、nano3充分混勻；(3)熔融：將混勻的物料裝入不銹鋼容器中，置于馬弗爐內升溫熔融；(4)溶解：將熔融物轉入玻璃燒杯中，加入4-6mol/l鹽酸，加熱溶解，鉑的溶解率大于95％，鈀的溶解率大于95％，銠的溶解率大于92％。

5、cn112501439a公開了一種含貴金屬鐵合金的預處理方法，按如下步驟依次進行：a、制粉：將含貴金屬鐵合金加工至粒度為30-300目的粉末料；b、加壓堿浸：將步驟a所得含貴金屬鐵合金粉末料加堿、加溫、加壓浸出合金中的硅；c、液固分離：將步驟b加壓堿浸反應后的料液冷卻過濾，得到含硅浸出液和堿性浸出渣；d、酸溶除鐵：將步驟c得到的堿性浸出渣加入鹽酸，后加水使液固比為10:1，常溫溶解4h；e、液固分離：將步驟d酸溶除鐵反應后的料液過濾，得到含鐵浸出液和含貴金屬富集料。

6、但現有的fe-si-p-pgms合金中鉑族元素回收工藝仍存在浸出過程中鉑族元素浸出率低，所用浸出劑的浸出條件苛刻，操作風險大和容易產生有毒的nox氣體，廢水量大等問題。

技術實現思路

1、鑒于現有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種fe-si-p-pgms合金中鉑族元素的浸出劑和浸出方法，以解決當前針對fe-si-p-pgms合金中鉑族元素浸出率低，浸出過程復雜，浸出過程產生nox有毒氣體，流程長，廢水量大的問題。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種fe-si-p-pgms合金中鉑族元素的浸出劑，所述浸出劑包括：

4、含氯化鐵、過氧化氫和鹽酸的溶液。

5、本發(fā)明提供的浸出劑，浸出過程中氯化鐵能夠發(fā)揮降低鹽酸用量同時提供協同氧化的作用，過氧化氫能夠發(fā)揮氧化鉑族金屬的作用，鹽酸能夠發(fā)揮提供鉑族金屬絡合物存在的有利條件的作用，進而通過氯化鐵、過氧化氫和鹽酸的協同效果，有效破壞了合金中的fe3si、fe5si3和fe2p物相，實現fe-si-p-pgms合金中鉑族元素的有效釋放，實現fe-si-p-pgms合金中鉑族元素的高效回收。采用本發(fā)明所提供的浸出劑，pd、pt和rh的浸出率可分別達到99％以上、97％以上和96％以上，鉑族金屬的總浸出率為98％以上。進一步地，對fe-si-p-pgms合金中fe也有良好的浸出效果，浸出率可達到～100％。

6、本發(fā)明所述fe-si-p-pgms合金包括但不限于等離子體熔煉鐵捕集廢汽車尾氣催化劑中產生的等離子體熔煉鐵捕集料。等離子體熔煉鐵捕集廢汽車尾氣催化劑中產生的等離子體熔煉鐵捕集料的主要物相包括fe3si、fe5si3和fe2p等，采用傳統(tǒng)的熱化學對其進行處理時，由于硅的抑制作用，h2so4、hno3和hcl對鐵的溶解度相對較差，特別是對pgms的溶解，王水的溶解效果較好，但是苛刻的操作條件明顯不適合可持續(xù)冶金。

7、本發(fā)明采用的浸出劑更為環(huán)保有效，并且在機械化學的作用下能夠更有效的破壞其中的fe3si、fe5si3和fe2p物相，有利于其中pd、pt和rh的浸出回收。

8、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述浸出劑中氯化鐵的濃度為0.7-1mol/l，過氧化氫的濃度為2.5-3mol/l，氯化氫的濃度為2-3mol/l。

9、本發(fā)明中，浸出劑中各物料的濃度為溶液中的溶質所對應的濃度，具體如氯化鐵的濃度即為溶液中氯化鐵的濃度，其他組分依次類推即可。

10、本發(fā)明中，所述浸出劑中氯化鐵的濃度為0.7-1mol/l，例如可以是0.7mol/l、0.71mol/l、0.72mol/l、0.73mol/l、0.74mol/l、0.75mol/l、0.76mol/l、0.77mol/l、0.78mol/l、0.79mol/l、0.8mol/l、0.81mol/l、0.82mol/l、0.83mol/l、0.84mol/l、0.85mol/l、0.86mol/l、0.87mol/l、0.88mol/l、0.89mol/l、0.9mol/l、0.91mol/l、0.92mol/l、0.93mol/l、0.94mol/l、0.95mol/l、0.96mol/l、0.97mol/l、0.98mol/l、0.99mol/l或1mol/l等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

11、本發(fā)明中，所述浸出劑中過氧化氫的濃度為2.5-3mol/l，例如可以是2.5mol/l、2.52mol/l、2.54mol/l、2.56mol/l、2.58mol/l、2.6mol/l、2.62mol/l、2.64mol/l、2.66mol/l、2.78mol/l、2.7mol/l、2.72mol/l、2.74mol/l、2.76mol/l、2.78mol/l、2.8mol/l、2.82mol/l、2.84mol/l、2.86mol/l、2.88mol/l、2.9mol/l、2.92mol/l、2.94mol/l、2.96mol/l、2.98mol/l或3mol/l等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

12、本發(fā)明中，所述浸出劑中氯化氫的濃度為2-3mol/l，例如可以是2mol/l、2.05mol/l、2.1mol/l、2.15mol/l、2.2mol/l、2.25mol/l、2.3mol/l、2.35mol/l、2.4mol/l、2.45mol/l、2.5mol/l、2.55mol/l、2.6mol/l、2.65mol/l、2.7mol/l、2.75mol/l、2.8mol/l、2.85mol/l、2.9mol/l、2.95mol/l或3mol/l等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

13、示例性地，所述浸出劑的制備過程為依據配方將氯化鐵、過氧化氫和鹽酸與溶劑混合得到。

14、本發(fā)明中，所述溶劑可以是水等不影響浸出過程的本領域中常規(guī)使用的溶劑。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種fe-si-p-pgms合金中鉑族元素的浸出方法，所述浸出方法包括將第一方面所述浸出劑和fe-si-p-pgms合金混合進行機械活化浸出。

16、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述混合時浸出劑和fe-si-p-pgms合金的液固比為(25-40):1，例如可以是25:1、26:1、27:1、28:1、29:1、30:1、31:1、32:1、33:1、34:1、35:1、36:1、37:1、38:1、39:1或40:1等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用，液固比的單位ml/g。

17、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述機械活化浸出中fe-si-p-pgms合金和磨球的質量比為1:(40-60)，例如可以是1:40、1:41、1:42、1:43、1:44、1:45、1:46、1:47、1:48、1:49、1:50、1:51、1:52、1:53、1:54、1:55、1:56、1:57、1:58、1:59或1:60等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

18、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述機械活化浸出中的轉速為≥500r/min，例如可以是500r/min、550r/min、600r/min、650r/min、700r/min、750r/min、800r/min、850r/min、900r/min、950r/min或1000r/min等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

19、本發(fā)明中，當浸出過程中轉速過低時，會顯著降低合金和浸出劑的反應效果，導致合金中鉑族元素的浸出出現明顯的降低，如浸出過程中轉速降低至300r/min時，pd、pt和rh的浸出率均降低至60％以下，但是浸出過程中轉速并非越高越好，當轉速過高時能耗會增加，對設備的要求也顯著增高，所以本發(fā)明中進一步地將機械活化中的轉速優(yōu)選為500-800r/min，所述機械活化浸出中的轉速為500-800r/min，例如可以是500r/min、510r/min、520r/min、530r/min、540r/min、550r/min、560r/min、570r/min、580r/min、590r/min、600r/min、610r/min、620r/min、630r/min、640r/min、650r/min、660r/min、670r/min、680r/min、690r/min、700r/min、710r/min、720r/min、730r/min、740r/min、750r/min、760r/min、770r/min、780r/min、790r/min或800r/min等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

20、本發(fā)明中，所述機械活化浸出能夠采用行星球磨機進行，或其他本領域中常用的機械活化球磨設備進行處理即可，比如滾筒式磨機、攪拌式球磨機、振動磨機等。其中，當采用行星球磨機時，所限定的轉速為自轉速度。

21、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述機械活化浸出的時間為≥4h，例如可以是4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h或10h等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

22、本發(fā)明中，當機械活化浸出時間達到4h時即可保證對pd、pt和rh的浸出有良好的浸出率，浸出率可分別達到99％以上、97％以上和96％以上，過度延長延長機械活化的浸出時間，會導致設備的能耗增加，進而本發(fā)明進一步地將機械活化浸出的時間選擇為4-5h。

23、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述機械活化浸出的時間為4-5h，例如可以是4h、4.1h、4.2h、4.3h、4.4h、4.5h、4.6h、4.7h、4.8h、4.9h或5h等，但不限于所列舉數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

24、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述浸出方法包括將浸出劑和fe-si-p-pgms合金混合進行機械活化浸出；

25、所述混合時浸出劑和fe-si-p-pgms合金的液固比為(25-40):1，液固比的單位ml/g；所述機械活化浸出中fe-si-p-pgms合金和磨球的質量比為1:(40-60)；所述機械活化浸出中的轉速為500-800r/min；所述機械活化浸出的時間為4-5h。

26、與現有技術方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

27、(1)本發(fā)明提供的浸出劑為hcl、h2o2和fecl3組成的三元浸出體系，明顯區(qū)別于典型的王水浸出體系，不會產生對環(huán)境有害的氮氧化合物，而且浸出僅包含一步工序，工藝簡單，容易實施。

28、(2)本發(fā)明提供的浸出方法，針對fe-si-p-pgms合金中的鉑族金屬具有較高的浸出率，pd、pt和rh的浸出率可分別達到99％以上、97％以上和96％以上，鉑族金屬的總浸出率為98％以上，進一步地，fe-si-p-pgms合金中的fe也有較高的浸出率，可以達到100％。