一种溶解废旧催化剂中贵金属的方法与流程

本发明属于稀贵金属湿法冶金技术领域，具体涉及一种溶解废旧催化剂中贵金属的方法。

背景技术：

铂族金属是一类稀缺且昂贵的金属资源，应用领域非常广泛，主要应用于航空航天、石油化工、电子、医药、军工、汽车等领域的关键设备。我国是铂族金属比较稀缺的国家，每年需要进口大量铂族金属原材料满足社会发展需要，因此，铂族金属资源的回收已经成为我国铂族金属原料的重要来源。目前，回收铂族金属的二次资源主要以各行业的催化剂为主。

对于各种品位的贵金属催化剂根据原料特点一般用有色金属做捕集剂使贵金属富集在金属相中，或者用强酸强氧化剂浸出催化剂基体中的贵金属，虽然这些方法可以回收催化剂中的大部分贵金属，但是对于处理贵金属含量较低的催化剂时往往存在很多不足，如回收成本高，回收率低等，用湿法冶金方法处理废旧催化剂时贵金属回收率一般不超过95%。这是由于部分催化剂中的贵金属以合金相态存在，如果使用湿法冶金方法酸浸贵金属，则贵金属不能充分溶解。

现有技术中，废旧催化剂主要为氧化铝基体石油催化剂、堇青石基体汽车尾气催化剂和炭基体化工或制药领域催化剂，废旧催化剂贵金属回收时部分贵金属被基体材料包裹，强酸溶液无法将贵金属充分溶解。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种溶解废旧催化剂中贵金属的方法，以解决现有技术中废旧催化剂中贵金属不能充分溶解的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种溶解废旧催化剂中贵金属的方法，将废旧催化剂经过破碎机初步粉碎，再将粉碎后的催化剂粗粉末与王水、刚玉磨球按一定质量比混合后装入行星球磨机中进行球磨，球磨结束后过滤粉末得滤液，滤液为贵金属的溶解液；球磨后的粉末经过洗涤后重新装入球磨罐，再添加王水进行二次球磨，如此反复2-3次，则废旧催化剂基体中的贵金属全部溶解于王水中；具体步骤如下：

步骤a：废旧催化剂使用破碎机进行初步破碎，破碎成颗粒尺寸不超过1mm的粗料，将粗料和王水同时加入行星球磨机进行球磨，王水加入量为没过刚玉球和粗料5-15mm，球磨机转速为200~300r/min，球磨时间为8~12小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到一级球磨粉末和一级贵金属溶解液，再用去离子水洗涤一级球磨粉末，洗液并入一级贵金属溶解液；

步骤b：将步骤a中的一级球磨粉末和王水同时加入行星球磨机进行第二次球磨，王水加入量为没过刚玉球和粗料5-15mm，球磨机转速为200~300r/min，球磨时间为6~8小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到二级球磨粉末和二级贵金属溶解液，再用去离子水洗涤二级球磨粉末，洗液并入二级贵金属溶解液；

步骤c：当步骤2球磨后二级球磨粉末中的贵金属含量大于20g/t，则重复步骤b中的操作进行第三次球磨。

进一步地，所述步骤c中当二级球磨粉末中的贵金属含量小于20g/t时，将步骤a与步骤b中的一级贵金属溶解液和二级贵金属溶解液合并进行后续贵金属分离提纯。

进一步地，所述步骤a中行星球磨机球磨罐中，向球磨罐中装入刚玉磨球，刚玉磨球与粗料质量比为4：1~5：1。

进一步地，所述步骤a中行星球磨机球磨罐体积2~3l，球磨罐的内壁衬有聚四氟乙烯层。

本发明的有益效果为：简化了工艺流程，提高了劳动生产率，节约了成本，提高了贵金属直收率；通过行星球磨的过程中实现了贵金属的充分溶解，行星球磨机可以将废旧催化剂粉末充分细化至1微米以下，粉末活性大大提高并与王水充分反应，贵金属溶解率超过99%，其贵金属的浸出过程与球磨是同步的，贵金属被浸出的峰值将保持较长的时间。

附图说明

图1是本发明一种溶解废旧催化剂中贵金属的方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，一种溶解废旧催化剂中贵金属的方法，将废旧催化剂经过破碎机初步粉碎，再将粉碎后的催化剂粗粉末与王水、刚玉磨球按一定质量比混合后装入行星球磨机中进行球磨，球磨结束后过滤粉末得滤液，滤液为贵金属的溶解液；球磨后的粉末经过洗涤后重新装入球磨罐，再添加王水进行二次球磨，如此反复2-3次，则废旧催化剂基体中的贵金属全部溶解于王水中；具体步骤如下：

步骤a：废旧催化剂使用破碎机进行初步破碎，破碎成颗粒尺寸不超过1mm的粗料，将粗料和王水同时加入行星球磨机进行球磨，球磨罐中装入刚玉磨球，刚玉磨球与粗料质量比为4：1~5：1，行星球磨机球磨罐体积2~3l，球磨罐的内壁衬有聚四氟乙烯层，耐强酸强碱，耐磨，强度好，耐200℃以下的温度，因此不会发生腐蚀，刚玉磨球尺寸为3~5mm，王水加入量为没过刚玉球和粗料5-15mm，球磨机转速为200~300r/min，球磨时间为8~12小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到一级球磨粉末和一级贵金属溶解液，再用去离子水洗涤一级球磨粉末，洗液并入一级贵金属溶解液；

步骤b：将步骤a中的一级球磨粉末和王水同时加入行星球磨机进行第二次球磨，王水加入量为没过刚玉球和粗料5-15mm，球磨机转速为200~300r/min，球磨时间为6~8小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到二级球磨粉末和二级贵金属溶解液，再用去离子水洗涤二级球磨粉末，洗液并入二级贵金属溶解液；

步骤c：当步骤2球磨后二级球磨粉末中的贵金属含量大于20g/t，则重复步骤b中的操作进行第三次球磨，当二级球磨粉末中的贵金属含量小于20g/t时，将步骤a与步骤b中的一级贵金属溶解液和二级贵金属溶解液合并进行后续贵金属分离提纯。

以下通过具体实例说明本发明的效果。

实施例一：一种失效的汽车尾气催化剂，化学成分是pt0.2%，pd0.1%，基体为氧化铝，具体步骤：

步骤a：使用破碎机将该废旧汽车尾气催化剂进行初步破碎，破碎后颗粒尺寸不超过1mm，将破碎后的物料装入体积为2l的球磨罐中，球磨罐的内壁与外壁衬有聚四氟乙烯层，向罐中装入刚玉磨球，刚玉球与待磨物料质量比为4：1，磨球尺寸为3mm，向罐中添加王水，王水加入量为没过刚玉球和物料5mm，球磨罐装入行星球磨机进行球磨，球磨机转速为200r/min，球磨时间为8小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到王水溶解液，再用去离子水洗涤球磨粉末，洗液并入一级贵金属溶解液；

步骤b：将步骤1中的球磨粉末装入球磨罐中，球磨罐为步骤1中所使用球磨罐，向罐中装入刚玉磨球，刚玉球与磨料质量比为4：1，磨球尺寸为3mm，向罐中添加王水，王水加入量为没过刚玉球和物料5mm，球磨罐装入行星球磨机进行球磨，球磨机转速为200r/min，球磨时间为6小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到王水溶解液，再用去离子水洗涤球磨粉末，洗液并入二级贵金属溶解液；

步骤c：分析测得球磨粉末中的贵金属含量为56g/t，因此重复步骤2中的操作，球磨后粉末贵金属含量为17g/t，王水对贵金属的溶解率是99.4%。最后将步骤a、b、c中的一级贵金属溶解液、二级贵金属溶解液和球磨粉末洗液合并进行后续贵金属分离提纯工作。

实施例二：一种废旧催化剂的混合物料，包括部分石油及化工催化剂，其中pt3.5%，pd1.64%，rh6.26%，fe15.6%，sio223.49%，剩余部分为氧化铝和碳，具体步骤为：

步骤1：使用破碎机将含有贵金属的废旧催化剂进行初步破碎，破碎后颗粒尺寸不超过1mm，将破碎后的物料装入体积为3l的球磨罐中，球磨罐的内壁与外壁衬有聚四氟乙烯层。向罐中装入刚玉磨球，刚玉球与待磨物料质量比为4：1，磨球尺寸为5mm。向罐中添加王水，王水加入量为没过刚玉球和物料5mm。球磨罐装入行星球磨机进行球磨，球磨机转速为250r/min，球磨时间为10小时。球磨结束后过滤球磨粉末得到王水溶解液，再用去离子水洗涤球磨粉末，洗液并入一级贵金属溶解液；

步骤2：将步骤1中的球磨粉末装入球磨罐中，球磨罐为步骤1中所使用球磨罐，向罐中装入刚玉磨球，刚玉球与磨料质量比为4：1，磨球尺寸为5mm，向罐中添加王水，王水加入量为没过刚玉球和物料5mm，球磨罐装入行星球磨机进行球磨，球磨机转速为250r/min，球磨时间为8小时，球磨结束后过滤球磨粉末得到王水溶解液，再用去离子水洗涤球磨粉末，洗液并入二级贵金属溶解液；

步骤3：分析测得球磨粉末中的贵金属含量为162g/t，因此重复步骤2中的操作，球磨后粉末贵金属含量为20g/t，王水对贵金属的溶解率是99.9%。最后将步骤a、b、c中的一级贵金属溶解液、二级贵金属溶解液和球磨粉末洗液合并进行后续贵金属分离提纯工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。