本发明涉及铂金族金属冶炼方法，属于冶金技术领域。
背景技术
铂、钯、锇、铱、铑等六个元素总称铂金族、铂金族是地球上最稀少的金属元素之一。据美国地质调查局的统计，全体铂金族年生产量是292吨，其中钯的生产量是207吨最多，其它铂金族的产量更少，其中铑只有25吨。主产国是南非共和国（72%）、俄罗斯（14%）、加拿大（5.2%）、赞比亚（4%）。现代科技的发展全世界对铂金族的需求量是爆炸性增长，但铂金族金属稀少，生产量有限，价格昂贵，工业上比黄金用途广。
传统上铂金族主要在装饰品上使用最多，但随着科技的发展，铂金族金属在汽车排气净化、氢气生产、太阳光利用、移动通讯、医疗和科学实验室等领域得到广泛应用。中国黄金产量是世界首位，但矿石里包含的铂金族含量少，主要贫矿为主，没有经济价值，国内铂金族金属生产量较少，资源利用率低。
稀贵金属在矿石中，主要以容易裸露的大颗粒和被包裹不容易裸露的微粒子这两种形态存在。传统工艺是将具有经济价值的矿石（高含量），经过选矿，把其中大颗粒状态的金属部分经过富集加工生产，得到贵金属。
为了有效地利用资源，必须研究开发经济上可行，又能防止污染、保护生态、效率高、成本低、污染少的冶炼提取新工艺、新技术。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种铂金族金属的纳米催化冶炼方法，本发明方法充分利用了贵金属矿中的硫化铁原料，不仅大大简化了火法过程中冶金流程，而且充分富集了矿石的有价金属铜。
铂金族金属的纳米催化冶炼方法，包括以下步骤（1）选矿（2）复选：富集原矿精粉（3）添加添加剂（4）1400-1800℃下冶炼得到金属化合物，冶炼过程中加入纳米催化剂（5）精炼：粉碎成2毫米以下的颗粒（6）湿法分离提纯得到铂、钯、锇、铱、铑。
步骤（4）中将富集原矿精粉、还原剂、纳米催化剂混合物料在还原装置内通过配碳量5-20%，还原温度1400-1800℃下还原30-180分钟，还原矿石中的有价金属。
优选的步骤（4）中还原温度为1600℃，还原时间为120分钟。
步骤（3）中添加剂是将微米粉、纳米粉和主体金属粉经球磨混匀，以主体金属粉作为粘结剂，压制成块；金属粉与微米粉、纳米粉的重量比为4:1-12：1。
微米粉、纳米粉使用金属氧化物al2o3粉、zro2粉、caco3粉、cao粉、tin粉、aln粉；金属碳化物wc粉、sic粉；金属粉ca粉、铝粉、镁粉；合金粉；微米粉碳粉或纤维粉。
湿法冶金是将矿石、经选矿富集的精矿或其他原料经与水溶液或其他液体相接触，通过化学反应等，使原料中所含有的有用金属转入液相，再对液相中所含有的各种有用金属进行分离富集，最后以金属或其他化合物的形式加以回收的方法。主要包括浸出、液固分离、溶液净化、溶液中金属提取及废水处理等单元操作过程。
本发明方法的原理为：纳米冶金工艺流程是利用贵金属矿中的硫化铁在1600℃高温下经还原剂还原成金属铁，在高温下铁水与贵金属具有亲和力的作用，因而把贵金属捕集起来，因渣相与铁水的密度差，且在高温下铁水的流动性好，铁水被富集在炉膛下部，渣相浮在上部，从而把贵金属与渣相分离。本工艺充分利用了贵金属矿中的硫化铁原料，不仅大大简化了火法过程中冶金流程，而且充分富集了矿石的有价金属铜。
本发明方法产生的废气主要为熔炼过程中产生的二氧化碳、贵金属合金浸出、金属分离和提纯过程中产生的氮氧化物以及贵金属分离和提纯过程中的有机相的挥发，贵金属浸出和置换过程都在强氧化气氛条件下进行，因此此工序中没有砷化氢等有害气体外排。本发明方法产生的废气不会对大气环境造成污染，实现环保达标。
其他方面在制样、磨样、混合环节产生少量粉尘，通过采取通风除尘处理后，排出的废气不会对大气环境产生污染。
本发明方法产生的废水主要为熔炼工序产生的冷却水，可循环使用，无外排。
纳米冶金工艺特点是将矿石中的大颗粒和微粒子形态的贵金属经过纳米催化剂的作用下，提取所有金属元素，得到金属化合物，采用纳米催化剂从经济价值较低的贫矿中经过捕集提取铂金族，可提高4-10被的经济效益。
纳米冶金工艺流程还具有以下几个优点：
纳米冶金工艺可以将矿石中的金属全部熔炼成金属化合物，充分利用了资源。
酸溶解金属化合物的过程，银的浸出率超过98.5%，银的回收率高；通过王水浸出，金、铂都得到了回收，通过分离和提纯，金、铂的回收率分别达到了96%、92%，产品品味达99%；
铑等贵金属通过处理得到回收，铑和钯的回收率分别达86%和84%，产品品味达99%。
整个工艺所需要时间在72小时左右，缩短了贵金属回收时间，使资金的运转周期缩短；既可小规模和间歇式生产，又可扩大规模，实行连续作业；
本工艺产生的炉渣可作为筑路或水泥原料外卖，萃余液可返浸出，无废水排放，“三废”中仅有废气通过碱吸收和收尘系统，可达标排放。
本项目以火法熔炼工艺为基础，采用纳米冶金工艺对贵金属矿活铁合金样富集过程进行了系列条件试验，确定了最佳工艺条件，并用此条件对贵金属矿进行了流程试验，研究证实，采用纳米冶金工艺+湿法分离和贵金属提纯工艺，贵金属的技术指标，金、铂、铑和钯的回收率分别达96%、92%、86%和84%，金、铂、铑和钯的品味达99%。
具体实施方式
下面结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
铂金族金属的纳米催化冶炼方法，包括以下步骤（1）选矿（2）复选：富集原矿精粉（3）添加添加剂（4）将富集原矿精粉、还原剂、纳米催化剂混合物料在还原装置内通过配碳量5-20%，还原温度1600℃下还原120分钟，还原矿石中的有价金属，冶炼过程中加入纳米催化剂（5）精炼：粉碎成2毫米以下的颗粒（6）湿法分离提纯得到铂、钯、锇、铱、铑。
步骤（3）中添加剂是将微米粉、纳米粉和主体金属粉经球磨混匀，以主体金属粉作为粘结剂，压制成块；金属粉与微米粉、纳米粉的重量比为4:1-12：1。
微米粉、纳米粉使用金属氧化物al2o3粉、zro2粉、caco3粉、cao粉、tin粉、aln粉；金属碳化物wc粉、sic粉；金属粉ca粉、铝粉、镁粉；合金粉；微米粉碳粉或纤维粉。
实施例2
铂金族金属的纳米催化冶炼方法，包括以下步骤（1）选矿（2）复选：富集原矿精粉（3）添加添加剂（4）将富集原矿精粉、还原剂、纳米催化剂混合物料在还原装置内通过配碳量5-20%，还原温度1800℃下还原90分钟，还原矿石中的有价金属，冶炼过程中加入纳米催化剂（5）精炼：粉碎成2毫米以下的颗粒（6）湿法分离提纯得到铂、钯、锇、铱、铑。
步骤（3）中添加剂是将微米粉、纳米粉和主体金属粉经球磨混匀，以主体金属粉作为粘结剂，压制成块；金属粉与微米粉、纳米粉的重量比为4:1-12：1。
微米粉、纳米粉使用金属氧化物al2o3粉、zro2粉、caco3粉、cao粉、tin粉、aln粉；金属碳化物wc粉、sic粉；金属粉ca粉、铝粉、镁粉；合金粉；微米粉碳粉或纤维粉。
实施例3
铂金族金属的纳米催化冶炼方法，包括以下步骤（1）选矿（2）复选：富集原矿精粉（3）添加添加剂（4）将富集原矿精粉、还原剂、纳米催化剂混合物料在还原装置内通过配碳量5-20%，还原温度1600℃下还原60分钟，还原矿石中的有价金属，冶炼过程中加入纳米催化剂（5）精炼：粉碎成2毫米以下的颗粒（6）湿法分离提纯得到铂、钯、锇、铱、铑。
步骤（3）中添加剂是将微米粉、纳米粉和主体金属粉经球磨混匀，以主体金属粉作为粘结剂，压制成块；金属粉与微米粉、纳米粉的重量比为4:1-12：1。
微米粉、纳米粉使用金属氧化物al2o3粉、zro2粉、caco3粉、cao粉、tin粉、aln粉；金属碳化物wc粉、sic粉；金属粉ca粉、铝粉、镁粉；合金粉；微米粉碳粉或纤维粉。