本发明属于稀贵金属冶金领域，涉及一种从失效汽车尾气催化剂金属载体中富集铂族金属的方法。
背景技术：
失效汽车尾气催化剂载体有堇青石和金属载体等，目前，从失效汽车尾气催化剂载体富集或提取铂族金属的方法如下：
安峰等人发明为一种铁载体失效汽车尾气催化剂铂族金属回收方法（申请公布号：CN104294048A），其特征在于步骤：1)将失效催化剂进行破碎，收集粉体颗粒；2)粉体颗粒与碎片放入超声波清洗机进行分离；将铁片表面清洗，清洗后的液体与超声波清洗机里面的液体合并过滤；3)将滤渣干燥，焙烧，固体取出；4)粉碎；5)粉体加入反应釜，按照固液比1:1-5的重量比量加入盐酸，加热，向液面下通入氯气，反应结束后过滤，用0.5-5倍固体重量的去离子水洗滤饼，铂族金属浸出的反应温度在40-90℃，反应时间2-10h；得到浸出液；6)浸出液依次用萃取分离Pd，Pt，Rh；Pd萃取剂是二异戊基硫醚、二正辛基亚砜、2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟中的一种，Pt萃取剂是三烷基胺，Rh萃取剂是磷酸三丁酯。
贺小塘等人公开了一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法（申请公布号：CN104073641A），步骤如下：（1）物料前期处理；（2）配料、混料，将步骤（1）中处理过的物料按比例混合，失效堇青石为载体的汽车催化剂75-85份，磁铁矿2-4份，冶金焦炭1-3份，石灰10-13份，萤石矿1-3份；（3）采用等离子炉对所得物料进行处理。①向等离子炉内通入纯度为99.99%的氩气，使炉内保持微负压力；②当等离子炉内温度在1500-1600℃范围内，开始将步骤（2）所得物料进料到等离子炉内；③熔炼3-6小时后，渣相排放口开始放渣；④步骤（2）所得物料加完后，1600-1650℃保温30分钟后，打开金属相排放口，得到富含贵金属的合金。采用本方法，铂钯铑总收率大于98%，其中铂的回收率大于98%；钯回收率大于98%；铑的回收率大于97%。
董海刚等人发明了一种从失效汽车催化剂中高效清洁回收铂族金属的方法（申请公布号：CN104178634A），其步骤包括(1)熔炼捕集：将失效汽车尾气催化剂与捕集剂、还原剂、造渣剂混合后进行高温熔炼，获得捕集金属-铂族金属合金；(2)合金相氧化吹炼：捕集金属-铂族金属合金相通过鼓入氧化性气体进行吹炼；(3)高品位铂族金属富集物溶解分离：通过氧化性溶剂溶解、离子交换分离，获得铂族金属溶液，交换尾液添加碱中和沉淀，沉淀物返回作为熔炼工序捕集剂；(4)铂族金属精炼：铂族金属溶液通过精炼提纯获得铂族金属产品。本发明实现了铂族金属的高效回收，铂族金属回收率大于99％，熔炼渣中铂+钯+铑含量小于10g/t，捕集剂循环使用，清洁无污染，易于工业化实施。
干方良介绍了熔炼富集-湿法分离工艺从失效汽车催化剂中提取贵金属的方法（发明专利号：201210060308.6），涉及一种从汽车催化剂中提取铂族金属的方法。本发明步骤包括有：将催化剂与熔剂等辅料混合均匀后经熔炼过程把贵金属富集在合金相中；合金相粉化后经酸性溶剂选择性浸出分离贱金属并获得贵金属精矿；对贵金属精矿进行精炼产出贵金属产品。本发明与单一湿法处理流程相比较具有明显的优势：单位产品试剂消耗量及污染物大幅减少，贵金属回收率大幅提高、缩短流程、成本降低，经济和环境效益显著提高。
李勇等人发明一种从失效汽车尾气催化剂中熔炼富集贵金属的方法（CN103334010A）。该方法采用硫化铜矿为捕集剂，主要流程为：（1）磨料：将失效汽车尾气催化剂研磨得到粒度为30~200目的粉末；（2）混料：将研磨好的物料与捕集剂、熔剂及其它辅料均匀混合；（3）熔炼：将混合均匀的物料装入石墨坩埚中，在高温电炉内进行熔炼；（4）相分离：将熔炼后的两相进行分离，得到富集了98.5%以上的贵金属铜锍相和贵金属＜3 g/t的渣相。采用本发明的方法能够有效的缩短操作流程，降低生产成本，而且对环境更友好。
毕向光等人公开了一种汽车失效催化剂富集物中铂族金属的溶解方法（申请公布号：CN103526033A）。更具体而言，本发明涉及一种汽车失效催化剂富集物中铂族金属的溶解方法。本发明的步骤包括有：将汽车失效催化剂富集得到的含铂族金属富集物，经预处理后，在盐酸介质中添加氧化剂使铂族金属充分、快速的溶解转入溶液中，不溶物过滤后再处理。该方法具有铂族金属回收率高、流程短、环保压力小、成本低等优点。
毕向光等人公开了从汽车失效催化剂中回收铂族金属的方法（申请公布号：CN103526034A）。更具体而言，涉及一种汽车失效催化剂中铂族金属湿法活化浸出方法。本发明通过湿法活化预处理后添加氧化剂强化浸出汽车失效催化剂中的铂族金属，使铂族金属特别是铑的浸出率大幅度提高，该方法安全可靠、金属回收率高、生产成本较低。
范兴祥在《稀有金属》2014年第2期介绍了针对废催化剂，以铁作为补集剂，提出了低温还原-磨选-酸浸的工艺路线来富集废催化剂中的贵金属。重点研究了残渣与捕集剂配比、还原温度、还原时间、添加剂配比、还原剂配比、磨矿细度对指标的影响。通过实验，确定了最佳工艺参数：残渣与捕集剂配比为1.0∶1.5，还原温度为1220℃，还原时间为6 h，添加剂配比为捕集剂重量比的10%，煤粉配比为捕集剂重量比的9%，球磨时间45 min。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射物相分析(XRD)对还原产物进行了分析，结果表明，在还原过程中加入添加剂可促进铁晶粒聚集长大并能够有效捕集铂族金属，经还原后铁晶粒大小范围为50~150μm，并与渣相呈现物理镶嵌分布，有利于后续磨选分离。通过磨选，获得含铂族金属还原铁粉，采用X射线衍射物相分析(XRD)对铁粉进行分析，分析表明其物相主要为金属铁，实现了金属铁与脉石分离，为后续酸溶富集铂族金属奠定基础。在确定的工艺条件下，得到铂族金属富集物，其中:Pt 47495.3 g/t；Pd 12756.8 g/t；Rh 23145.5 g/t，从原料到酸溶，铂钯铑富集比分别为551.30，512.73，545.90，回收率分别为98.16%，91.22%，97.35%。通过实验可知，金属铁可有效富集催化剂中的铂族金属，该工艺具有操作简单、环境友好、高富集率和实用性强等优点，可为铂族金属二次资源富集技术的提供参考。
吴国元在《稀有金属》2002年第3期介绍了从湿法、火法及气相挥发三个角度，综述了贵金属催化剂中贵金属的富集方法，并介绍了用低价硫化铝法，挥发载体材料三氧化二铝富集贵金属的方法。
韩国金炳洙发明了一种使用有色金属废渣从废弃的移动电话印刷电路板和废弃的汽车催化剂中富集和回收贵金属的方法（申请公布号：CN103649348A），所述有色金属废渣是从精炼有色金属如铜、铅和锌等的工艺过程中排放的工业废料。更具体而言，本发明涉及在高温下通过单一过程将有色金属废渣、废弃移动电话PCB和废弃的汽车催化剂熔融以还原和分离包含在有色金属废渣中的氧化铁，并同时通过熔融分离废弃的移动电话PCB中所含的铜、铁、锡和镍，以使用所生成的铁、铜、锡和镍的合金作为贵金属的金属收集体，而从包含在废弃移动电话PCB和废弃的汽车催化剂中富集和回收金、银、铂、钯和铑等的方法。本发明使用有色金属废渣从废弃的移动电话PCB和废弃的汽车催化剂中富集和回收贵金属的方法包括以下步骤：混合和熔融有色金属废渣和溶剂，其为残渣组合物控制物；将废弃的移动电话PCB和废弃的汽车催化剂引入到所获得的熔融金属中，接着进行熔融；和将熔融金属保持预定的时间以便将其分为贵金属富集的合金相和不含贵金属的矿渣相。
贺小塘等人发明一种从氧化铝基废催化剂中富集铂族金属的方法（发明专利申请号：201310104285.9）。本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种从氧化铝基废催化剂中富集铂族金属的方法，该方法适应物料范围广、溶解载体效果好、铂族金属富集倍数高、富集渣中铂族金属含量高、铂族金属回收高、设备腐蚀低。一种从氧化铝基废催化剂中富集铂族金属的方法，包括以下步骤：A、一次焚烧；B、粉碎；C、加压碱溶；D、过滤；E、二次焚烧。本发明适应物料范围广；氧化铝溶解率大于95%；铂族金属富集80～120倍，富集效果好；渣中在铂族金属含量10～40%范围内，有利于后序铂族金属精炼；富集工艺中铂族金属的回收率大于99%；设备腐蚀低。
山田耕司等人公开了一种回收铂族元素的方法（发明专利号：200710153756.X），包括将待处理的含铂族元素物质以及含氧化铜的铜源材料，和熔剂组分及还原剂一起装入封闭电炉中，使之熔化；主要是金属铜的熔融金属沉降在主要是氧化物的液态熔渣层下面；;富集沉降在下面的熔融金属中的铂族元素，其特征在于，从电炉中排放出铜含量已降至3.0重量%或更低的液态熔渣，而且装入电炉中的铜源材料是颗粒直径不小于0.1MM且不超过10MM的颗粒状铜源材料。
综上，失效汽车尾气催化剂金属载体采用高温熔化，倒在水冷器上快速冷却或雾化喷粉，前者使含铂族金属合金形成具有脆性便于破碎成颗粒细小的合金，后者形成细小含铂族金属合金，加酸选择性浸出，实现铂族金属高效富集。此方法在查阅资料表明尚未见报道。
技术实现要素：
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种从失效汽车尾气催化剂金属载体中富集铂族金属的方法，该方法：熔化，水冷或雾化喷粉，加酸选择性浸出富集铂族金属。本方法流程简单、铂收率高、富集比高、环保、成本低，产业化前景好。
本发明采用的技术方案是：一种从失效汽车尾气催化剂金属载体中富集铂族金属的方法，一种从失效汽车尾气催化剂金属载体中富集铂族金属的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）将失效金属载体汽车尾气催化剂直接加入到高温熔化炉熔化；（2）倒在水冷器上快速冷却或雾化喷粉，前者使含铂族金属合金形成具有脆性便于破碎成颗粒细小的合金，后者形成细小含铂族金属合金；（3）获得含铂族金属细小和金加酸选择性浸出贱金属，经过过滤和洗涤，获得铂族金属精矿，实现铂族金属高效富集。从原料到铂族金属精矿，铂族金属收率大于98.50%，富集比大于20倍。此方法在高温熔炼时，技术载体本身作为铂族金属捕集剂，经熔化后，铂族金属进入合金熔体中，后续冷却或雾化喷粉，形成颗粒细小的合金便于选择性浸出贱金属。
步骤（1）将失效金属载体汽车尾气催化剂直接加入到高温熔化炉熔化，其中高温熔化炉为等离子炉、中频炉、高频炉等，熔化温度在1300~1650℃，时间在0.5-4.0h。步骤（2）倒在水冷器上快速冷却或雾化喷粉，前者使含铂族金属合金形成具有脆性便于破碎成颗粒细小的合金，后者形成细小含铂族金属合金，其中水冷器为金属箱体，通冷却水进行冷却，雾化喷粉为熔体倒入雾化器里经高压气体雾化。步骤（3）获得含铂族金属细小和金加酸选择性浸出贱金属，经过过滤和洗涤，获得铂族金属精矿，实现铂族金属高效富集，其中酸为硫酸、盐酸、硝酸等，用量为合金锍相重量比的10-70%、温度为30-95℃，时间为1-5h，液固比为3:1~5:1。
本发明的优点主要在于：
（1）在高温熔炼时，技术载体本身作为铂族金属捕集剂，高温熔炼实现铂族金属高效捕集；
（2）经熔化后，铂族金属进入合金熔体中，后续冷却或雾化喷粉，形成颗粒细小的合金便于选择性浸出贱金属实现铂族金属高效富集；
（3）此法操作简单、铂收率高、富集比高、环保、成本低，产业化前景好。
附图说明
图1是一种从失效汽车尾气催化剂金属载体中富集铂族金属的方法的工艺流程图 。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实例对本发明进一步详述：
实施例1
参见附图1，条件：失效金属载体汽车尾气催化剂1000g，采用等离子炉熔炼，经雾化喷粉，形成细小含铂族金属粉末；采用硫酸浸出贱金属，用量为合金锍相重量比的60%、温度为55℃，时间为4h，液固比为5:1，铂族金属富集达到25倍，收率为98.67%。
实施例2
参见附图1，条件：失效金属载体汽车尾气催化剂3000g，采用高频炉熔炼，经水冷后，破碎，形成细小含铂族金属粉末；采用硫酸浸出贱金属，用量为合金锍相重量比的80%、温度为85℃，时间为4h，液固比为5:1，铂族金属富集达到30倍，收率为99.10%。
实施例3
参见附图1，条件：失效金属载体汽车尾气催化剂5000g，采用高频炉熔炼，经雾化喷粉，形成细小含铂族金属粉末；采用盐酸浸出，用量为合金锍相重量比的50%、温度为65℃，时间为5h，液固比为3:1，铂族金属富集达到24倍，收率为98.67%。
实施例4
参见附图1，条件：失效金属载体汽车尾气催化剂8000g，采用高频炉熔炼，经水冷后，破碎，形成细小含铂族金属粉末；采用硫酸，用量为合金锍相重量比的60%、温度为55℃，时间为4h，液固比为5:1，铂族金属富集达到28倍，收率为98.43%。
实施例5
参见附图1，条件：失效金属载体汽车尾气催化剂4000g，采用等离子炉熔炼，经雾化喷粉，形成细小含铂族金属粉末；采用硝酸浸出贱金属，用量为合金锍相重量比的90%、温度为95℃，时间为4h，液固比为5:1，铂族金属富集达到30倍，收率为98.81%。