基于铜捕集回收铂族金属的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及基于铜捕集回收铂族金属的方法，具体涉及基于铜捕集从失效汽车尾气催化剂、石油化工催化剂、精细化工催化剂等含铂族金属废料中回收铂族金属的方法。
【背景技术】
[0002]我国铂族金属矿产资源十分贫乏，远景储量不到400吨，我国每年从铂族金属矿产资源中产出的铂族金属仅3吨左右。目前，我国处于经济快速发展时期，铂族金属用量逐年增加，已成为世界铂族金属第一消耗大国，我国铂族金属年需求量达到140吨以上，依靠矿产资源远不能满足工业发展的需要，供需矛盾十分突出。我国汽车、石油化工及精细化工等产业处于高速发展阶段，需要使用大量的铂族金属催化剂。随着铂族金属产品的不断更新换代，产生大量的失效汽车尾气净化催化剂、石油重整催化剂、精细化工行业催化剂等铂族金属废料。因此，开展铂族金属废料高效回收，实现资源循环利用，是解决我国铂族金属矿产资源严重不足、供需矛盾突出问题的必然选择。同时，也具有明显的经济效益。
[0003]目前，从铂族金属废料中回收铂族金属分为湿法和火法工艺。湿法工艺一般都是将铂族金属溶解，再通过后续精炼回收，铂族金属的回收率偏低，产生大量的废液严重污染环境。火法工艺中以等离子熔炼铁捕集、电炉熔炼铜捕集回收铂族金属技术在国外应用较为广泛，但对技术要求高。专利ZL03818803.1、ZL200480006344.8提到将含有铂族金属的物料、氧化铜、固体炭、熔剂装入密闭电炉中在1200?1500°C温度下熔炼5?10h，铂族金属富集在熔融的金属铜中，在氧化炉中熔融铜通入富氧空气进行氧化吹炼，将氧化层倒出，获得铂族金属富集物中铂族金属含量大于28%，熔炼渣中铂族金属含量小于2g/t。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有铂族金属废料回收技术存在的问题，提出了基于铜捕集回收铂族金属的方法，实现铂族金属的高效回收，工艺简单，还原温度低，清洁无污染，易于实施。
[0005]本发明所述的基于铜捕集回收铂族金属的方法包括:
[0006](I)混合、制团:将含铂族金属废料与铜捕集剂、添加剂、粘结剂按一定比例混合、细磨后，加水制成直径为10?20mm球团，烘干；
[0007](2)还原:将步骤⑴所得的球团置于坩祸内在还原炉内加入一定的还原剂在400?800°C下还原5?10h，还原产物为金属化球团；
[0008](3)重选分离:将步骤(2)所得的金属化球团破碎、球磨后，矿浆进行重选分离，获得的精矿即为含铂族金属的金属铜粉，实现铂族金属的回收。
[0009]本发明的原理在于，一、在还原过程中，球团内氧化铜被还原为金属铜并捕集铂族金属形成合金。二、还原球团经破碎、球磨后，根据球团内非金属与金属相比重的差异，采用重选方式分离，获得的精矿即为含铂族金属的金属铜粉，实现铂族金属的回收。
[0010]本发明的优点主要在于，基于铜捕集回收铂族金属工艺，采用固态还原+摇床分离这一冶金、选矿结合的技术路线实现铂族金属的回收。工艺流程简单，还原温度低(400?800°C )，铂族金属回收率高(99%以上)，重选尾矿中铂族金属含量小于10g/t，反应条件和技术要求低，所用设备均为常规冶金、选矿设备，易于实施；整个过程清洁无污染。采用本发明可有效从失效汽车催化剂、石油化工催化剂、精细化工催化剂中回收铂族金属，无有害气体排出，尾矿可作为建材原料。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0012]图1为本发明的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考实施例对发明进行进一步详细描述及验证其效果。
[0014]实施例1，参见附图1，将200g失效汽车催化剂(其中Si0240%左右，Al20335%左右，Mg08%左右，Pt 357.49g/t，Pd 963.77g/t，Rh 192.90g/t)与 10g 氧化铜、20g 石灰、2g羧甲基纤维素混合后细磨，加水制成球团，烘干，置于坩祸中加入煤粉，在还原炉内进行还原，还原温度600°C，时间10h，将还原产物破碎、细磨后，采用摇床进行重选分离，获得含铂、钯、铑的金属铜粉，Pt、Pd、Rh的回收率分别为99.3%,99.3%,99.2%，尾渣中Pt、Pd、Rh总量小于20g/t。
[0015]实施例2，参见附图1，将200g失效石化催化剂(以Al2O3为载体，Pt 0.37% )与10g氧化铜、20g石灰、40g石英砂、1g硼砂，2g羧甲基纤维素混合后细磨，加水制成球团，烘干，置于坩祸中加入煤粉，在还原炉内进行还原，还原温度600°C，时间8h，将还原产物破碎、细磨后，采用摇床进行重选分离，获得含铂的金属铜粉，Pt的回收率为99.5%，尾渣中Pt含量小于15g/t。
[0016]实施例3，参见附图1，将200g失效汽车催化剂(其中Si0240%左右，Al20335%左右，Mg08%左右，Pt 199.6g/t，Pd 2037.8g/t，Rh 215.9g/t)与 10g 氧化铜、20g 石灰、1g硼砂，20g石英砂、2g羧甲基纤维素混合后细磨，加水制成球团，烘干，置于坩祸中加入煤粉，在还原炉内进行还原，还原温度700°C，时间8h，将还原产物破碎、细磨后，采用摇床进行重选分离，获得含铂、钯、铑的金属铜粉，Pt、Pd、Rh的回收率均为99.2%，尾渣中Pt、Pd、Rh总量小于20g/t。
[0017]实施例4，参见附图1，将200g失效双氧水催化剂(以Al2O3为载体，Pd 0.23% )与160g碳酸铜、20g石灰、40g石英砂、1g硼砂，2g羧甲基纤维素混合后细磨，加水制成球团，烘干，置于坩祸中加入煤粉，在还原炉内进行还原，还原温度800°C，时间8h，将还原产物破碎、细磨后，采用摇床进行重选分离，获得含钯的金属铜粉，Pd的回收率为99.4%，尾渣中Pd含量小于12g/t。
【主权项】
1.基于铜捕集回收铂族金属的方法，其特征在于包含以下工艺步骤: (1)混合、制团； (2)还原; (3)重选分离， 具体步骤为:将含钼族金属废料与铜捕集剂、添加剂、粘结剂按一定比例混合、细磨后，加水制成球团，烘干，置于坩祸内加入一定的还原剂在一定的温度下进行固态还原；将还原所得的金属化球团破碎、球磨后，进行重选分离，获得的精矿为含铂族金属的金属铜粉。2.根据权利要求1所述的基于铜捕集回收铂族金属的方法，其特征在于步骤(I)所述的铜捕集剂为氧化铜、碳酸铜、氢氧化铜中的一种或多种，用量为铂族金属废料重量的20 ?80%。3.根据权利要求1所述的从基于铜捕集回收铂族金属的方法，其特征在于步骤(I)所述还原剂为煤、焦炭中的任意一种，用量为铂族金属废料重量的5?10% ;所述的添加剂为石灰、石英砂、硼砂，其中石灰用量为铂族金属废料重量的O?15%，石英砂用量为O?20%，硼砂用量为3?5% ;粘结剂为羧甲基纤维素或淀粉，用量为0.5?1%。4.根据权利要求1所述的基于铜捕集回收铂族金属的方法，其特征在于，步骤(I)所述的还原温度为400?800°C，熔炼时间为5?10h。
【专利摘要】本发明公开了基于铜捕集回收铂族金属的方法，将含铂族金属废料与铜捕集剂、添加剂、粘结剂按比例混合、细磨后，加水制成球团，烘干，置于坩埚内加入一定的还原煤在一定的温度下进行还原；将还原所得的金属化球团破碎、球磨后，进行重选分离，获得的精矿为含铂族金属的金属铜粉，实现了铂族金属的回收。本发明工艺流程简单，还原温度低，所用设备均为常规冶金、选矿设备，易于实施；铂族金属回收率大于99％，重选尾矿中铂族金属含量小于10g/t。采用本发明可有效从失效汽车催化剂、石油化工催化剂、精细化工催化剂中回收铂族金属，无有害气体排出，尾矿可作为建材原料，整个过程清洁无污染。
【IPC分类】C22B15/00, C22B11/00, C22B7/00
【公开号】CN104988314
【申请号】CN201510235965
【发明人】董海刚, 陈家林, 赵家春, 保思敏, 吴跃东, 李博捷, 杨海琼, 童伟锋, 王亚雄, 吴晓峰
【申请人】昆明贵金属研究所
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年5月11日