2011年第4季度评述

 

近期贵金属科技研究方面的热点动态

 

2011年第四季度评述)

新近的研究热点:回收失效汽车催化剂中的铂族金属研究(2

 

从汽车催化剂中回收铂族金属的现行工业生产方法主要有湿法、加压氰化法和等离子体熔炼。湿法选用强氧化性的酸、碱或适当的配合剂将废料全部溶解或部分溶解,然后从溶液或不溶渣中回收贵金属。处理成本较低,技术可行。但贵金属回收率低,特别是铑的回收率较低(一般不超过9O% ),污染处理费用高,并且很难处理低品位物料。加压氰化利用氰化物高温加压直接从失效汽车催化剂中选择性浸出回收铂族金属的方法是最近几年才提出的新工艺,是靠提高反应温度来加快浸出速度,使常温常压下不能氰化的铂钯发生氰化反应。氰化法铂族金属回收率高,对物料适应性强,无有害废渣和废气排放,废液易处理。但氰化物属剧毒物,控制严格,管理困难,设备投资大。上述方法虽然简单并且广泛应用于汽车尾气催化剂中贵金属的回收,但回收贵金属均不彻底,无论采用何种方法残渣均含有一定量的贵金属,低至几十克吨,高到几百克吨。等离子体熔炼:等离子体熔炼是在捕集剂存在下,用等离子体熔炼失效汽车催化剂,富集回收铂族金属,是20世纪80年代中期才出现的高新技术。优点:等离子体熔炼过程中,由于等离子弧的热通量高,熔炼过程效率及速率明显提高,此法用极高的温度使得载体熔化造渣,温度可达到2000 以上。富集比大、流程简短、生产效率高、无废水和废气污染。缺点:等离子体熔炼法用于处理蜂窝状堇青石载体汽车催化剂时,存在两方面的不足:一是堇青石生成的渣黏性大,金属与渣分离困难;二是在熔炼温度下,如果存在碳,堇青石中的二氧化硅(至少一部分)被还原为单质硅,与作为铂族金属捕集剂添加的铁生成高硅铁,硅铁与铂族金属形成新合金相,此合金具有极强的抗酸、抗碱性质,使后续工艺十分困难。另外,由于设备特殊,目前我国尚无大型的是等离子体熔炼设备生产,等离子枪使用寿命短,限制了其实际应用,需进一步研制易替换的轻型等离子枪。此外,还需研究如何利用凝结炉渣层代替耐火材料内衬,以解决因高温引起的耐火材料磨损问题(参见杨洪飚论文第87页第2.2.3节)。

     昆明理工大学杨洪飚研究属于铂族金属二次资源再生回收科技领域,针对成分复杂、品位较低的含铂废催化剂的再生回收,制定了用硫酸溶解γ-Al2O3-焚烧脱炭-“消化”转溶α-Al2O3-铂精矿精炼铂的火湿法冶金工艺。分析了工艺过程原理,进行了工艺技术条件研究和生产实践,并作了技术经济评价和环境影响分析。研究表明,用该工艺处理含Pt0.186%,Al2O383.95%(包含α-Al2O311.75%)和C13.99%的失效催化剂,工艺技术可行,流程畅通,设备运行正常,各项技术指标稳定,并建成了日处理200kg失效催化剂生产线。铂产品纯度>99.95%,从失效催化剂到铂产品铂的直收率>96%,全流程铂回收率>97.5%,加工成本为5500元/kg·Pt;含铝溶液可制成铝产品。该工艺可获得较好的经济效益,生产过程不会造成环境二次污染(杨洪飚.从失效催化剂回收铂的工艺及应用研究.2004.p.1-106.硕士.昆明理工大学.导师姓名:何蔼平;刘时杰.冶金工程)。

杨洪飚等用硫酸溶解γ-Al2O3-焚烧脱炭-"消化"转溶α-Al2O3-铂精矿精炼铂的火湿法冶金工艺处理复杂成份失效载体催化剂效果好,铂产品纯度>99.5%,回收率>97.5%.(杨洪飚等.从失效载体催化剂回收铂的工艺研究.昆明理工大学.贵金属.vol.26.2005.no.4.P.9-13)

 

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