专利名称：微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中铂族金属的方法
技术领域：
本发明涉及微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属，属于冶金化工技术领域。
背景技术：
钼族金属(PGM)如Pt、Pd、Rh等具有非常好的耐高温特性和良好的耐化学腐蚀性，并具有独特的还原催化作用等化学特性。现在全世界每年钼族金属的产量在300吨左右，其中的90%来源于俄罗斯和南非国家，我国钼族金属的储量和产量极少，不到全世界储量和产量的1%，所以增强汽车尾气废催化剂中钼族金属的回收利用对我国而言显得尤为重 要。目前，从汽车尾气废催化剂中回收钼族金属的主要方法有湿法浸出，火法和火法湿法联合法。湿法浸出エ艺一般是将汽车尾气废催化剂中钼族金属的活性组分溶解，大体流程是将汽车尾气废催化剂磨碎，加酸浸出使钼族金属进入溶液，然后固液分离。在エ业上有所应用的是常压酸浸溶解和加压酸浸溶解，但是湿法浸出エ艺仅对汽车尾气废催化剂中钼族金属Pt，Pd有效，钼族金属Rh和其氧化物则很难进入溶液，往往需要对浸出渣进行ニ段处理，加压酸浸溶解又需要特殊的浸出设备，増加了成本和操作过程的危险性，所以湿法浸出エ艺提取钼族金属Rh —直是难题。由于湿法提取存在的问题，很多贵金属回收公司均采用火法回收贵金属，但是火法エ艺的根本是富集汽车尾气废催化剂中的钼族金属，其利用铅，铜，鉄，镍等捕集剂金属或者利用硫化鉄，硫化镍等硫化物具有对钼族金属的强亲合力而造渣富集钼族金属，但是钼族金属经过富集以后，还要经过吹炼等过程得到钼族金属的合金或者锍，最終还是经过湿法处理来实现钼族金属的回收，而且火法エ艺熔炼温度普遍较高，对设备有着特殊要求，而捕集剂的加入，也意味着杂质元素的引入和试剂的消耗。也有研究将湿法エ艺和火法エ艺相结合，主要是先除去一部分载体，以提高后续处理的效率，火湿联合大g在解决二者存在的问题，达到优势互补，但是存在着工艺流程长，冶炼成本增加等问题。加压碱浸预处理-加压氰化法提取汽车尾气废催化剂中钼族金属的方法先通过加压碱浸预处理，消除废催化剂表面的油污污染，并打开汽车尾气废催化剂载体对钼族金属的包裹，増加了后续的氰化浸出效率，再使用氢氰酸加压浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属，钼族金属的浸出率较常规湿法浸出有了很大提高，但是其使用了氢氰酸，对环境有着潜在危险，加压浸出的条件对设备的要求也相应提高，后续エ艺要単独破坏CN^在一定程度上增加了成本。由于汽车催化剂在使用过程中高温长时间作用，会造成载体金属对钼族金属的包裹和表面有机质的污染，増加了浸出提取难度，虽然各种方法多有报道，但是各种方法都有自身的缺点，整体上讲，方法新颖，浸出率较高的方法则存在着工艺流程较长，浸出成本高，设备有特殊要求的缺点。エ艺流程短的方法则存在着浸出率不高，试剂消耗量大的缺点。考虑到汽车尾气废催化剂中钼族金属提炼的难点在干一方面载体金属对钼族金属的颗粒产生包裹，使其难于和溶剂发生作用，另ー方面钼族金属Rh本身的化学性质稳定，不和大部分的试剂发生反应，使其难以浸出。
发明内容
为提高汽车尾气废催化剂中钼族金属的浸出率，本发明提供了ー种采取微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属的新方法，避免了传统的提取方法，采取非常规微波加热的方法来提取汽车废中的钼族金属Pd、Rh。本发明通过下列技术方案实现ー种微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属的方法，经过下列各步骤
A.将汽车尾气废催化剂破碎细磨至粒径小于75um； B.按汽车尾气废催化剂和硫酸氢钠的质量比为I: 6 I : 14，以硫酸氢钠作为浸出剂，与步骤A所得的汽车尾气废催化剂混合均匀，再在微波下以温度为300 700°C加热30 150min，得到烧结物；
C.对步骤B所得烧结物进行常温水溶搅拌浸出10 60min，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含钼族金属Pd、Rh的溶液。所述步骤A中的汽车尾气废催化剂中钼族金属Pd的含量为1300 1700g/t、Rh的含量为180 240g/t。 所述步骤B的微波辐射条件是微波频率为2450MHz。所述步骤B中的硫酸氢钠为分析纯。微波浸出渣颗粒外形不规则，表面明显可见有大量裂纹，表明物料在參与反应的同时，内部分子振动也引起了自身结构的破坏，将包裹的钼族金属暴露出来，使钼族金属更易和试剂接触而反应，増大了固液交换面积，增强了传热传质，因此促进了反应，提高了浸出率。而传统方法的浸出渣微观结构和原料的相似，基本上为圆形颗粒，对常规实验而言，表明固液反应只能单纯的在物料颗粒表面进行，传热传质过程也在颗粒的表面上由外向里进行，试剂要与载体颗粒内部的钼族金属反应，就必须先破坏载体，所以在传统方法中，必须增加试剂量和反应温度，才能提高浸出率。因此本发明的浸出具有明显的优越性。本发明的效果和优点该方法采取微波加热，使Pd和Rh 二者同时浸出，钼族金属Pd的浸出率达到99. 97%，钼族金属Rh的浸出率达到98. 91%以上，较单纯的湿法或火法浸出的浸出率均有所提高，且提取过程简单，エ艺流程短，试剂单一，试剂消耗量小，溶液杂质元素少，浸出速率快，浸出时间短，能耗低，有广阔的エ业运用前景。
具体实施例方式下面将结合实施例进ー步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。实施例I
A.将Pd的含量为1300 1700g/t、Rh的含量为180 240g/t的汽车尾气废催化剂破碎细磨至粒径小于75um ；
B.按汽车尾气废催化剂和硫酸氢钠的质量比为I: 6，以分析纯硫酸氢钠作为浸出剂，与步骤A所得的汽车尾气废催化剂混合均匀，再在频率为2450MHz的微波下以温度为400°C加热60min，得到烧结物；
C.对步骤B所得烧结物进行常温水溶搅拌浸出60min，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含钼族金属PcURh的溶液。Pd的浸出率为98. 86%，Rh的浸出率为92. 42 %。实施例2
A.将Pd的含量为1400g/t、Rh的含量为240g/t的汽车尾气废催化剂破碎细磨至粒径为 70um ；
B.按汽车尾气废催化剂和硫酸氢钠的质量比为I: 10，以分析纯硫酸氢钠作为浸出齐U，与步骤A所得的汽车尾气废催化剂混合均匀，再在频率为2450MHz的微波下以温度为 600°C加热30min，得到烧结物；
C.对步骤B所得烧结物进行常温水溶搅拌浸出50min，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含钼族金属PcURh的溶液。Pd的浸出率为98. 97%，Rh的浸出率为92. 91 %。实施例3
A.将Pd的含量为1300g/t、Rh的含量为180g/t的汽车尾气废催化剂破碎细磨至粒径为 65um ；
B.按汽车尾气废催化剂和硫酸氢钠的质量比为I: 14，以分析纯硫酸氢钠作为浸出齐U，与步骤A所得的汽车尾气废催化剂混合均匀，再在频率为2450MHz的微波下以温度为300°C加热150min，得到烧结物；
C.对步骤B所得烧结物进行常温水溶搅拌浸出lOmin，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含钼族金属PcURh的溶液。Pd的浸出率为92. 15%，Rh的浸出率为91.497%，能耗O. 45kffh ;而同样条件下采用常规加热Pd的浸出率为89. 94%, Rh 的浸出率为 83. 397%,能耗 2. Ikffh0实施例4
A.将Pd的含量为1700g/t、Rh的含量为200g/t的汽车尾气废催化剂破碎细磨至粒径为 55um ；
B.按汽车尾气废催化剂和硫酸氢钠的质量比为I: 12，以分析纯硫酸氢钠作为浸出齐U，与步骤A所得的汽车尾气废催化剂混合均匀，再在频率为2450MHz的微波下以温度为700°C加热lOOmin，得到烧结物；
C.对步骤B所得烧结物进行常温水溶搅拌浸出40min，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含钼族金属PcURh的溶液。Pd的浸出率为98. 24%，Rh的浸出率为93. 16%。
权利要求
1.ー种微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属的方法，其特征在于经过下列各步骤 A.将汽车尾气废催化剂破碎细磨至粒径小于75um； B.按汽车尾气废催化剂和硫酸氢钠的质量比为I: 6 I : 14，以硫酸氢钠作为浸出剂，与步骤A所得的汽车尾气废催化剂混合均匀，再在微波下以温度为300 700°C加热30 150min，得到烧结物； C.对步骤B所得烧结物进行常温水溶搅拌浸出10 60min，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含钼族金属PcURh的溶液。
2.根据权利要求I所述的微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属的方法，其特征在于所述步骤A中的汽车尾气废催化剂中钼族金属Pd的含量为1300 1700g/t、Rh 的含量为180 240g/t。
3.根据权利要求I所述的微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属的方法，其特征在于所述步骤B的微波辐射条件是微波频率为2450MHz。
4.根据权利要求I所述的微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中钼族金属的方法，其特征在于所述步骤B中的硫酸氢钠为分析纯。
全文摘要
本发明提供一种微波加热熔融浸出汽车尾气废催化剂中铂族金属的方法，将汽车尾气废催化剂破碎细磨，以硫酸氢钠作为浸出剂，与汽车尾气废催化剂混合均匀，再在微波下以温度为300～700℃加热30～150min，得到烧结物；然后常温水溶搅拌浸出10～60min，再经固液分离后，洗涤滤渣三次，弃去滤渣，收集滤液和洗涤液即得到富含铂族金属Pd、Rh的溶液。该方法采取微波加热，使Pd和Rh二者同时浸出，铂族金属Pd的浸出率达到99.97%，铂族金属Rh的浸出率达到98.91%以上，较单纯的湿法或火法浸出的浸出率均有所提高，且提取过程简单，工艺流程短，试剂单一，试剂消耗量小，溶液杂质元素少，浸出速率快，浸出时间短，能耗低，有广阔的工业运用前景。
文档编号C22B3/04GK102839287SQ20121036855
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者张泽彪, 陈安然, 王仕兴, 彭金辉, 常军, 王万坤, 王子阳 申请人:昆明理工大学