从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法.pdf

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1、10申请公布号CN104073641A43申请公布日20141001CN104073641A21申请号201410332716122申请日20140714C22B7/00200601C22B1/00200601C22B11/0020060171申请人贵研资源（易门）有限公司地址651100云南省玉溪市易门县大椿树工业聚集区内72发明人贺小塘李勇王欢韩守礼郭俊梅赵雨吴喜龙谭文进李锟肖雄刘伟李子璇陈晓54发明名称从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法57摘要本发明公开了一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法，步骤如下（1）物料前期处理；（2）配料、混料，将步骤（1）中处理过的物料按比例混合，失效堇青石。

2、为载体的汽车催化剂7585份，磁铁矿24份，冶金焦炭13份，石灰1013份，萤石矿13份；（3）采用等离子炉对所得物料进行处理。向等离子炉内通入纯度为9999的氩气，使炉内保持微负压力；当等离子炉内温度在15001600范围内，开始将步骤（2）所得物料进料到等离子炉内；熔炼36小时后，渣相排放口开始放渣；步骤（2）所得物料加完后，16001650保温30分钟后，打开金属相排放口，得到富含贵金属的合金。采用本方法，铂钯铑总收率大于98，其中铂的回收率大于98；钯回收率大于98；铑的回收率大于97。51INTCL权利要求书1页说明书6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页。

3、说明书6页10申请公布号CN104073641ACN104073641A1/1页21一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法，其特征是，采用以下技术实现（1）物料前期处理物料前期处理对贵金属的回收率有很大的影响，必须满足以下要求失效堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的汽车催化剂铂钯铑总含量范围为10003000克/吨，将其球磨粒度范围为007405MM，水份小于2；磁铁矿FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM；冶金焦炭C的含量范围为9093，将其破碎至粒度范围为012MM；石灰CAO的含量范围为9699，将其破碎至粒度范围为051MM；萤石矿CAF2的含。

4、量范围为6580，将其破碎至粒度范围13MM；（2）配料、混料按重量份数计，将步骤（1）中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的汽车催化剂7585份，磁铁矿24份，冶金焦炭13份，石灰1013份，萤石矿13份，放入锥形混料机，锥形混料机转速控制为510转/分钟，混合12小时使之均匀；（3）采用等离子炉按以下工艺对步骤（2）所得物料进行处理开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气通入流量为200400升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力范围为100PA0PA；开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在15001600范围内，。

5、开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200300公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼36小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，分析渣中铂钯铑的含量；步骤（2）所得物料加完后，16001650保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到富含贵金属的合金。2根据权利要求1所述的一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法，其特征是，步骤（2）按重量份数计，将步骤（1）中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的汽。

6、车催化剂7882份，磁铁矿2635份，冶金焦炭1823份，石灰1112份，萤石矿1823份。3根据权利要求1所述的一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法，其特征是，步骤（3）中开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在15601580范围内，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内。4根据权利要求1所述的一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法，其特征是，步骤（3）中步骤（2）所得物料加完后，16201630保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到贵金属富集料。权利要求书CN104073641A1/6页3从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法技术领。

7、域0001本发明涉及失效汽车催化剂资源综合利用领域，尤其采用等离子熔炼技术富集贵金属的方法。背景技术0002由于贵金属铂钯铑对汽车尾气特有的净化能力，每年超过60的铂、钯、铑都用于生产汽车催化剂。2011年，全球汽车催化剂中的铂用量达到了966吨，钯为1876吨，铑为221吨，从失效汽车催化剂回收的铂为381吨，钯为515吨，铑为87吨。尽管很多机构都在研究新型催化剂来取代或减少贵金属的使用量，但随汽车数量的增加和环保标准的提高，贵金属的需求还会进一步增长。0003汽车尾气催化剂的种类有很多，最早的是以AL2O3为载体的颗粒状催化剂，现在最常用的是以堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载。

8、体的蜂窝状催化剂，载体表面是AL2O3涂层（重量为催化剂的10），起催化作用的铂族金属就分散在涂层中。由于汽车的大小和型号不同，汽车尾气催化剂中铂族金属的含量差别较大。铂、钯、铑三种金属的比例也没有统一的标准，三种金属总含量为10003000G/T。在使用过程中，钯、铑会氧化形成PDO、RH2O3等难溶氧化物，用过的催化剂还含有锰、碳、硫和磷等杂质，在去壳过程中，又会有硅、铁和铬等混杂进废催化剂中。高温下，AL2O3涂层部分也会转变为难溶于酸的AL2O3。由于原料组成差别大、杂质含量高且复杂，所以汽车尾气废催化剂的处理难度较大。目前，从汽车废催化剂中回收铂族金属分为湿法和火法工艺。0004湿法。

9、工艺汽车尾气催化剂多是以堇青石为载体的蜂窝状催化剂，湿法处理这种汽车尾气废催化剂一般都是将铂族金属活性组分溶解。由于技术相对简单，设备投资较小，湿法工艺回收废催化剂中铂族金属的研究比较多，其大致工艺流程为废催化剂磨碎后，用酸溶液处理，使铂族金属溶解进入溶液与载体分离。工艺的核心在于浸出过程，按照浸出压力可以分为常压化学溶解法和加压化学溶解法。0005火法工艺由于湿法存在着诸多问题，很多研究人员倾向用火法工艺富集汽车尾气废催化剂中的铂族金属。很多国际知名的贵金属公司都采用火法富集铂族金属。火法工艺利用熔融状态的铅、铜、铁、镍等捕集金属或利用硫化铜、硫化镍、硫化铁对铂族金属具有特殊的亲合力实现铂族。

10、金属的转移和富集。大致工艺包括粉碎、配料、造粒、熔炼造渣、吹炼等过程。最后用湿法处理含有铂族金属的合金或锍，实现铂族金属的回收。同时，由于无铅汽油的使用，废催化剂的含铅量大大降低，避免了火法工艺中铅污染的难题。0006CN2009100941127发明涉及一种从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法，该方法流程为（1）将失效汽车催化剂与还原剂、添加剂及捕集剂混；（2）将混合后的物料放入黏土石墨坩埚中置于电炉内或在电弧炉内进行熔炼，获得贵金属相；（3）选择性浸出贵金属相中的贱金属，即可得到贵金属富集物，贵金属富集物精炼产出铂钯铑产品。0007CN2009100943175发明涉及一种从失效汽车催化剂中。

11、回收贵金属的方法，该方法流程为（1）湿法浸出失效汽车催化剂中的贵金属，浸出液置换获得贵金属精矿；（2）火法说明书CN104073641A2/6页4捕集残渣中的贵金属获得贵金属相，选择性浸出其中的贱金属，即可得到贵金属精矿；（3）合并以上两步的贵金属精矿进行精炼产出铂钯铑产品。发明内容0008本发明目的是提供一种采用等离子熔炼技术从失效汽车催化剂中回收贵金属的方法。0009本发明采用以下技术实现上述目的（1）物料前期处理物料前期处理对贵金属的回收率有很大的影响，必须满足以下要求失效堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的汽车催化剂铂钯铑总含量范围为10003000克/吨，将其球磨粒度范围。

12、为007405MM，水份小于2；磁铁矿FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM。0010冶金焦炭C的含量范围为9093，将其破碎至粒度范围为012MM；石灰CAO的含量范围为9699，将其破碎至粒度范围为051MM；萤石矿CAF2的含量范围为6580，将其破碎至粒度范围13MM；（2）配料、混料按重量份数计，将步骤（1）中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的汽车催化剂7585份，磁铁矿24份，冶金焦炭13份，石灰1013份，萤石矿13份，放入锥形混料机，锥形混料机转速控制为510转/分钟，混合12小时使之均匀；优选地，。

13、步骤（2）按重量份数计，将步骤（1）中处理过的物料按以下比例进行混合，失效堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的汽车催化剂7882份，磁铁矿2635份，冶金焦炭1823份，石灰1112份，萤石矿1823份；（3）采用等离子炉按以下工艺对步骤（2）所得物料进行处理开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气通入流量为200400升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力范围为100PA0PA；开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在15001600范围内，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200300公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上。

14、面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼36小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，分析渣中铂钯铑的含量；步骤（2）所得物料加完后，16001650保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到富含贵金属的合金。0011优选地，步骤（3）中开启等离子炉电源，当等离子炉内温度在15601580范围内，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内；优选地，步骤（3）中步骤（2）所得物料加完后，16201630保温30分钟后，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将含贵金属的液体状金属相自然冷却，得到贵金属富集料。001。

15、2有益效果采用本发明所述技术从失效汽车催化剂中回收贵金属，具有以下有益效果（1）贵金属富集倍数高，大于30倍，且能耗低，生产成本低；说明书CN104073641A3/6页5（2）得到的合金中铂钯铑总含量范围为47，铂钯铑总收率大于98，其中铂的回收率大于98；钯回收率大于98；铑的回收率大于97；（3）产生过程中排放的渣无毒无害，可用作建筑工业中骨料，修筑公路的辅料。具体实施例0013实施例1（1）将失效汽车催化剂堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0074059MM，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为铂含量为680克/。

16、吨，钯含量1200克/吨，铑含量为320克/吨，铂钯铑总含量为2200克/吨；磁铁矿中FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM；冶金焦炭中C的含量范围为9093，将冶金焦炭破碎至粒度范围为012MM；石灰中CAO的含量范围为9699，将石灰破碎至粒度范围为051MM；萤石矿中CAF2的含量范围为6580，将萤石矿破碎至粒度范围13MM。0014（2）将前处理好的物料4000KG失效汽车催化剂、941KG磁铁矿、1412KG焦炭、4706KG石灰、1412KG萤石矿加入锤形混料机内，转速为8转/分钟，混料15小时，物料混合均匀。0015（3）开动等离子炉尾气系统，向等。

17、离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气通入流量为300升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为50PA，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1560，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度250公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼4小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为16克/吨，其中铂钯铑含量平均值铂为3克/吨，钯为11克/吨，铑为2克/吨。物料加完后，1620保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑。

18、平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富集料。0016（4）将贵金属富集料破碎至粒度范围为0174042MM，混合均匀，贵金属富集料粉末重量为13011KG。贵金属富集料粉末中铂的含量为206，铂的回收率为9831；钯含量为364，钯回收率为9855；铑含量为096，铑的回收率为9758，铂钯铑总含量为666，铂钯铑总回收率为9823。0017实施例2（1）将失效汽车催化剂堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0074059MM，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为铂含量为620克/吨，钯含量1450克/吨，铑含量。

19、为220克/吨，铂钯铑总含量为2290克/吨；磁铁矿中FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM；冶金焦炭中C的含量范围为9093，将冶金焦炭破碎至粒度范围为012MM；石灰中CAO的含量范围为9699，将石灰破碎至粒度范围为051MM；萤石矿中CAF2的含量范围为6580，将萤石矿破碎至粒度范围13MM。0018（2）将前处理好的物料3000KG失效汽车催化剂、120KG磁铁矿、160KG焦炭、600KG石灰、120KG萤石矿加入锤形混料机内，转速为8转/分钟，混料2小时，物料混合均匀。说明书CN104073641A4/6页60019（3）开动等离子炉尾气系统，向等。

20、离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气通入流量为250升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为20PA，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1580，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度280公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼5小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为32克/吨，其中铂钯铑含量平均值铂为8克/吨，钯为21克/吨，铑为4克/吨。物料加完后，1630保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑。

21、平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富集料。0020（4）将贵金属富集料破碎至粒度范围为0174042MM，混合均匀，贵金属富集料粉末重量为1528KG。贵金属富集料粉末中铂的含量为120，铂的回收率为9828；钯含量为279，钯回收率为9818；铑含量为042，铑的回收率为978，铂钯铑总含量为441，铂钯铑总回收率为9817。0021实施例3（1）将失效汽车催化剂堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0074059MM，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为铂含量为860克/吨，钯含量1700克/吨，铑含量为4。

22、10克/吨，铂钯铑总含量为2970克/吨；磁铁矿中FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM；冶金焦炭中C的含量范围为9093，将冶金焦炭破碎至粒度范围为012MM；石灰中CAO的含量范围为9699，将石灰破碎至粒度范围为051MM；萤石矿中CAF2的含量范围为6580，将萤石矿破碎至粒度范围13MM。0022（2）将前处理好的物料2500KG失效汽车催化剂、125KG磁铁矿、1875KG焦炭、46875KG石灰、156KG萤石矿加入锤形混料机内，转速为8转/分钟，混料2小时，物料混合均匀。0023（3）开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气。

23、通入流量为280升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为5PA，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1580，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度250公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼6小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为32克/吨，其中铂钯铑含量平均值铂为9克/吨，钯为17克/吨，铑为6克/吨。物料加完后，1620保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得。

24、到贵金属富集料。0024（4）将贵金属富集料破碎至粒度范围为0174042MM，混合均匀，贵金属富集料粉末重量为1486KG。贵金属富集料粉末中铂的含量为143，铂的回收率为9876；钯含量为283，钯回收率为9884；铑含量为068，铑的回收率为9825，铂钯铑总含量为493，铂钯铑总回收率为9874。0025实施例4（1）将失效汽车催化剂堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的失效汽车催化剂送入说明书CN104073641A5/6页7失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0074059MM，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为铂含量为230克/吨，钯含量840克/吨，铑含量为1。

25、56克/吨，铂钯铑总含量为1226克/吨；磁铁矿中FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM；冶金焦炭中C的含量范围为9093，将冶金焦炭破碎至粒度范围为012MM；石灰中CAO的含量范围为9699，将石灰破碎至粒度范围为051MM；萤石矿中CAF2的含量范围为6580，将萤石矿破碎至粒度范围13MM。0026（2）将前处理好的物料2000KG失效汽车催化剂、50KG磁铁矿、75KG焦炭、325KG石灰、50KG萤石矿加入锤形混料机内，转速为8转/分钟，混料2小时，物料混合均匀。0027（3）开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气通入流量为2。

26、50升/分钟，使等离子炉内始终保持微负压力，压力为5PA，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1580，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度300公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼45小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为20克/吨，其中铂钯铑含量平均值铂为4克/吨，钯为12克/吨，铑为4克/吨。物料加完后，1630保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富。

27、集料。0028（4）将贵金属富集料破碎至粒度范围为0174042MM，混合均匀，贵金属富集料粉末重量为545KG。贵金属富集料粉末中铂的含量为083，铂的回收率为9803；钯含量为303，钯回收率为9830；铑含量为056，铑的回收率为9800，铂钯铑总含量为442，铂钯铑总回收率为9816。0029实施例5（1）将失效汽车催化剂堇青石（2MGO2AL2O35SIO2）为载体的失效汽车催化剂送入失效汽车催化剂制取样系统，球磨至粒度范围为0074059MM，混合均匀，取样分析，贵金属含量分别为铂含量为580克/吨，钯含量1240克/吨，铑含量为260克/吨，铂钯铑总含量为2080克/吨；磁铁矿中。

28、FE3O4的含量范围为9598，将磁铁矿破碎至粒度范围为0306MM；冶金焦炭中C的含量范围为9093，将冶金焦炭破碎至粒度范围为012MM；石灰中CAO的含量范围为9699，将石灰破碎至粒度范围为051MM；萤石矿中CAF2的含量范围为6580，将萤石矿破碎至粒度范围13MM。0030（2）将前处理好的物料4500KG失效汽车催化剂、16875KG磁铁矿、225KG焦炭、61875KG石灰、1125KG萤石矿加入锤形混料机内，转速为10转/分钟，混料15小时，物料混合均匀。0031（3）开动等离子炉尾气系统，向等离子炉内通入纯度为9999的氩气，氩气通入流量为300升/分钟，使等离子炉内始终。

29、保持微负压力，压力为50PA，开启等离子炉电源，当等离子炉内温度为1570，开始将步骤（2）所得物料采用螺旋方式进料到等离子炉内，进料速度200公斤/小时；等离子炉有二个物料排放口，上面的是渣相排放口，下面的是金属相排放口，熔炼55小时后，渣相排放口开始放渣，此后渣连续放出，每间隔12小时，取一个渣样品，渣中铂钯铑总含量平均值为21克/吨，其中铂钯铑含量平均值铂为6克/吨，钯为12克/吨，铑为3克/吨。物料加完后，1630保温30分钟，堵塞渣排放口，打开金属说明书CN104073641A6/6页8相排放口，将液体状金属相放入中间包，用叉车将中间包转移到浇筑平台，将熔融的金属相倾倒在浇筑平台上，得到贵金属富集料。0032（4）将贵金属富集料破碎至粒度范围为0174042MM，混合均匀，贵金属富集料粉末重量为188KG。贵金属富集料中铂的含量为137，铂的回收率为9876；钯含量为274，钯回收率为9888；铑含量为061，铑的回收率为9800，铂钯铑总含量为492，铂钯铑总回收率为9880。说明书CN104073641A。