失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法与流程

本发明涉及有色金属资源循环综合利用领域。具体涉及一种失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法。

背景技术：

1、我国是金属镁的生产大国，仅2022年金属镁产量约为93万吨，90%以上的金属镁的采用皮江法进行生产，该工艺每生产1吨原镁约产生5—10吨的镁渣，仅2022年产出镁渣有450万吨，我国的镁渣堆存量十分巨大，但利用率较低，大量镁渣采用堆存处理，造成严重的资源浪费和环境负担。我国《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》中也提出镁渣综合利用率不低于70%，说明镁渣具有巨大的利用价值，亟需综合治理。失效含铂族金属催化剂是汽车工业、石油化工中常用的催化剂，其中含有pt、pd、rh等高价值的贵金属元素，含量约为2000g/t以上。以失效汽车催化剂为例，截至2023年9月中国汽车保有量达3.3亿辆，随着新能源汽车的不断发展和进步，大批燃油汽车将面临报废，2022年全国汽车理论报废量约1800万辆，每辆报废车辆汽车尾气净化催化剂约含2g铂族金属，我国每年将有36吨的铂族金属等待回收，是宝贵的贵金属资源。目前我国主要采用火法熔炼工艺从失效含铂族金属催化剂中回收贵金属，火法熔炼捕集回收失效含铂族金属催化剂的方法是向等离子炉或电弧炉中加入原料及造渣剂、捕集剂、还原剂、助熔剂等辅料进行熔炼，捕集剂主要包括铁、铜、铅、铋、镍，或其他一种或多种金属捕集剂，所得铂族金属pt、pd、rh捕集进入合金相中。

2、中国专利cn111893314a专利发明了一种采用铁为捕集剂捕集废催化剂中铂族金属的方法，cn113684372a专利中发明了一种从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法，其催化剂为铁、镍、锑、铅中的一种或多种，cn113802015a专利中发明了一种采用铜、锡和镍作为捕集剂回收捕集废催化剂中铂族金属的方法，cn110735045a专利提出了一种火法熔炼还原铋富集废汽车尾气催化剂中铂族金属的方法，这些方法均需要重新加入金属捕集剂和造渣剂进行熔炼，能够有效的提高铂族金属回收率，但新加捕集剂和造渣剂造成了生产工艺成本的增加。

3、中国专利cn111705223a专利中提出了一种用铅玻璃协同处理废催化剂回收铂族金属的方法，该方法能有效地将两种废料协同处理，但熔炼后得到铅合金，在后续处理过程中重金属铅会对环境造成一定的污染。cn114058852a专利中将含铜电镀污泥和失效含铂族金属催化剂混合，添加造渣剂和助溶剂后熔炼将铂族金属进行回收，但其含铜电镀污泥中含有8%—15% s，在熔炼过程中会产生so2或so3污染环境。

4、因此，在生产绿色、环境友好的背景下，固废减量和以废制废是现如今回收含pt、pd、rh的失效含铂族金属催化剂新方向。

技术实现思路

1、本发明的目的提供一种失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，该方法将失效含铂族金属催化剂、镁渣和少量助溶剂等球团预制熔融，富集其中铂族金属pt、pd、rh，该方法不再另外添加金属捕集剂和造渣剂，有效降低生产成本，同时实现了镁渣的再利用，环保绿色，提高了固废资源综合利用率。解决了失效含铂族金属催化剂与镁渣中有价金属的综合回收利用问题。

2、为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

3、一种失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，按如下步骤依次进行：

4、a、预处理：将失效含铂族金属催化剂和镁渣进行碎化、细磨处理，失效含铂族金属催化剂碎化后物料粒径小于12mm，细化后物料粒径为60-200目；

5、b、球团预制：将步骤a中所得失效含铂族金属催化剂100份与镁渣粉末20—100份：均匀混合，添加硼砂4—6份或氟化钙3—4份，混合物加入粘结剂1—4份和水2—5份进行球团预制，预制球团为椭球状，椭球状球团尺寸为长×宽×高为27—29mm×17—19mm×11—13mm；所述份数为重量份数；

6、c、烘干：将步骤b所得球团进行烘干处理，烘干温度为120℃-300℃，烘干时间大于3h；

7、d、熔融富集：将步骤c中所得干燥球团置于超重力熔融炉中进行高温熔融富集，熔融时温度区间为1500℃-1800℃，物料停留时间为1—24h，得到熔融液；

8、e、超重力渣金分离：将步骤d所得熔融液经过超重力渣金分离后分别倒出自然冷却，得到含铂钯铑合金；所述熔融液在超重力熔融炉中进行，在倒出玻璃态渣与含铂钯铑合金前0.5—5h开启超重力设备，转速为200-800r/min，超重力渣金分离后产生的上层熔炼渣倒出后自然冷却，下层含铂钯铑合金倒出进行精炼处理。

9、所述失效含铂族金属催化剂为失效汽车尾气净化催化剂、失效异构化载体催化剂、失效丙烷脱氢催化剂中的一种或两种以任意比例混合；所述镁渣为皮江法炼镁生产过程中产生工业固体废弃物。

10、所述粘结剂为膨润土、甲基纤维素或羧甲基纤维素钠中的一种或两种以任意比例混合。

11、所述含铂钯铑合金为含铂合金、含钯合金、含铑合金或其中的两种或三种，其中铂钯铑为任意比例。

12、本发明的有益效果：

13、1、本发明所述的镁渣作为富集剂，可直接富集失效含铂族金属催化剂中铂族金属，无需再添加其他金属捕集剂和造渣剂，且镁渣为皮江法炼镁过程所得固体废弃物，廉价易得，显著降低工艺成本。

14、2、本发明所述的方法是利用镁渣进行富集，较之采用铅、镍、铜等重金属来说，避免了重金属带来的环境污染，更适应于工业化生产。

15、3、本发明所述失效含铂族金属催化剂和镁渣均为废弃物，采用本方法可以有效减少危险废弃物和固体废弃物的排放，达到资源综合利用的效果。

16、4、本发明所述熔炼后得到的玻璃态渣是一种无毒无害的产品，经二次提炼后可以用于制作微晶玻璃或建筑材料辅料，整个生产环节绿色环保。

技术特征：

1.失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，其特征为，按如下步骤依次进行：

2.根据权利要求1所述的失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，其特征为，所述失效含铂族金属催化剂为失效汽车尾气净化催化剂、失效异构化载体催化剂、失效丙烷脱氢催化剂中的一种或两种以任意比例混合；所述镁渣为皮江法炼镁生产过程中产生工业固体废弃物。

3.根据权利要求1或2所述的失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，其特征为，所述粘结剂为膨润土、甲基纤维素或羧甲基纤维素钠中的一种或两种以任意比例混合。

4.根据权利要求1或2所述的失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，其特征为，所述含铂钯铑合金为含铂合金、含钯合金、含铑合金或其中的两种或三种，其中铂钯铑为任意比例。

5.根据权利要求3所述的失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，其特征为，所述含铂钯铑合金为含铂合金、含钯合金、含铑合金或其中的两种或三种，其中铂钯铑为任意比例。

技术总结
本发明涉及有色金属资源循环综合利用领域。具体涉及一种失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法。一种失效含铂族金属催化剂与镁渣的协同处理资源化利用方法，按如下步骤依次进行：A、预处理：细化后物料粒径为60‑200目；B、球团预制：预制球团为椭球状；C、烘干：烘干温度为120℃‑300℃，烘干时间大于3h；D、熔融富集：得到熔融液；E、超重力渣金分离：得到含铂钯铑合金。本发明将失效含铂族金属催化剂、镁渣和少量助溶剂等球团预制熔融，富集其中铂族金属Pt、Pd、Rh，该方法不再另外添加金属捕集剂和造渣剂，有效降低生产成本，同时实现了镁渣的再利用，环保绿色，提高了固废资源综合利用率。

技术研发人员：韩继标,杨泉,李勇,赵雨,吴喜龙,马王蕊,宁显雄,鲁俊余,付豪,张天琦
受保护的技术使用者：贵研资源（易门）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21