2011年第4季度評述

 

近期貴金屬科技研究方面的熱點動態

 

2011年第四季度評述)

新近的研究熱點:回收失效汽車催化劑中的鉑族金屬研究(2

 

從汽車催化劑中回收鉑族金屬的現行工業生產方法主要有濕法、加壓氰化法和等離子體熔煉。濕法選用強氧化性的酸、堿或適當的配合劑將廢料全部溶解或部分溶解,然后從溶液或不溶渣中回收貴金屬。處理成本較低,技術可行。但貴金屬回收率低,特別是銠的回收率較低(一般不超過9O% ),污染處理費用高,并且很難處理低品位物料。加壓氰化利用氰化物高溫加壓直接從失效汽車催化劑中選擇性浸出回收鉑族金屬的方法是最近幾年才提出的新工藝,是靠提高反應溫度來加快浸出速度,使常溫常壓下不能氰化的鉑鈀發生氰化反應。氰化法鉑族金屬回收率高,對物料適應性強,無有害廢渣和廢氣排放,廢液易處理。但氰化物屬劇毒物,控制嚴格,管理困難,設備投資大。上述方法雖然簡單并且廣泛應用于汽車尾氣催化劑中貴金屬的回收,但回收貴金屬均不徹底,無論采用何種方法殘渣均含有一定量的貴金屬,低至幾十克噸,高到幾百克噸。等離子體熔煉:等離子體熔煉是在捕集劑存在下,用等離子體熔煉失效汽車催化劑,富集回收鉑族金屬,是20世紀80年代中期才出現的高新技術。優點:等離子體熔煉過程中,由于等離子弧的熱通量高,熔煉過程效率及速率明顯提高,此法用極高的溫度使得載體熔化造渣,溫度可達到2000 以上。富集比大、流程簡短、生產效率高、無廢水和廢氣污染。缺點:等離子體熔煉法用于處理蜂窩狀堇青石載體汽車催化劑時,存在兩方面的不足:一是堇青石生成的渣黏性大,金屬與渣分離困難;二是在熔煉溫度下,如果存在碳,堇青石中的二氧化硅(至少一部分)被還原為單質硅,與作為鉑族金屬捕集劑添加的鐵生成高硅鐵,硅鐵與鉑族金屬形成新合金相,此合金具有極強的抗酸、抗堿性質,使后續工藝十分困難。另外,由于設備特殊,目前我國尚無大型的是等離子體熔煉設備生產,等離子槍使用壽命短,限制了其實際應用,需進一步研制易替換的輕型等離子槍。此外,還需研究如何利用凝結爐渣層代替耐火材料內襯,以解決因高溫引起的耐火材料磨損問題(參見楊洪飚論文第87頁第2.2.3節)。

     昆明理工大學楊洪飚研究屬于鉑族金屬二次資源再生回收科技領域,針對成分復雜、品位較低的含鉑廢催化劑的再生回收,制定了用硫酸溶解γ-Al2O3-焚燒脫炭-“消化”轉溶α-Al2O3-鉑精礦精煉鉑的火濕法冶金工藝。分析了工藝過程原理,進行了工藝技術條件研究和生產實踐,并作了技術經濟評價和環境影響分析。研究表明,用該工藝處理含Pt0.186%,Al2O383.95%(包含α-Al2O311.75%)和C13.99%的失效催化劑,工藝技術可行,流程暢通,設備運行正常,各項技術指標穩定,并建成了日處理200kg失效催化劑生產線。鉑產品純度>99.95%,從失效催化劑到鉑產品鉑的直收率>96%,全流程鉑回收率>97.5%,加工成本為5500元/kg·Pt;含鋁溶液可制成鋁產品。該工藝可獲得較好的經濟效益,生產過程不會造成環境二次污染(楊洪飚.從失效催化劑回收鉑的工藝及應用研究.2004.p.1-106.碩士.昆明理工大學.導師姓名:何藹平;劉時杰.冶金工程)。

楊洪飚等用硫酸溶解γ-Al2O3-焚燒脫炭-"消化"轉溶α-Al2O3-鉑精礦精煉鉑的火濕法冶金工藝處理復雜成份失效載體催化劑效果好,鉑產品純度>99.5%,回收率>97.5%.(楊洪飚等.從失效載體催化劑回收鉑的工藝研究.昆明理工大學.貴金屬.vol.26.2005.no.4.P.9-13)

 

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