[发明专利]一种金属载体废汽车尾气催化剂回收铂族金属的方法

说明书

本发明涉及铂族金属(PGMs)回收技术领域，提供了一种金属载体废汽车尾气催化剂回收铂族金属的方法。该方法包括如下步骤：将金属载体废汽车尾气催化剂破碎、剪切成片，然后将片状废催化剂碱熔或碱溶选择性溶解Al₂O₃涂层，实现金属载体、PGMs和Al₂O₃涂层高效分离，片状金属载体清洗后售，PGMs富集物经分离提纯得到纯度为99.99％以上的Pt、Pd、Rh产品。本发明不需溶解载体实现PGMs的高效回收，具有物耗能耗低、PGMs回收率高、成本低等特点，适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于再生铂族金属领域，特别涉及从金属载体废汽车尾气催化剂回收铂族金属的方法。

背景技术

汽车尾气催化剂作为铂族金属最大的应用领域之一，每年消耗45％铂、65％钯和85％铑。因此，废汽车尾气催化剂也是铂族金属最重要的二次资源。我国是汽车产量和保有量最大的国家，2020年，我国机动车保有量超过3.5亿量，报废量约1000万辆，PGMs资源量达到15-20吨，经济价格超过100亿元。

报废汽车尾气催化剂回收铂族金属的主要方法有等离子熔炼法、火法氯化与挥发法、金属捕集法、加压氰化法、活性组分溶解法等。上述方法主要针对堇青石载体的催化剂，技术比较成熟，但并不适用于金属载体汽车尾气催化剂。目前，每年约有15万支的金属载体失效汽车尾气催化剂等待处理，铂族金属储量不可忽视。

中国发明专利(申请号：201510285196.8)公开了一种失效金属载体汽车尾气催化剂直接高温熔化，然后通过快速冷却或雾化喷粉获得颗粒细小的合金，再加酸选择性浸出贱金属，经过过滤和洗涤，获得铂族金属精矿，实现铂族金属高效富集。此方法利用金属载体作为铂族金属捕集剂，不需要加任何捕集剂，工艺流程操作简单，铂族金属回收率高，但富集比低，后续贱金属浸出物耗高，废水量大，环境负担重。为不溶解金属载体，中国发明专利(申请号：201410476555.3) 公开了通过破碎、超声将铂族金属从铁载体上分离，获得含铂族金属的粉体，再通过高温焙烧粉体，最后在反应釜中用HCl+Cl₂浸出铂族金属。该方法虽然不用溶解铁载体，但超声法剥离铂族金属效率低，回收率低。

发明内容

针对现有金属载体废汽车尾气催化剂回收过程载体全溶物耗能耗高、超声- 酸浸回收率低等问题，本发明提拱了一种低成本、高效绿色剥离铂族金属的方法，采用碱熔或碱溶溶解金属载体表层氧化铝涂层，不溶解金属载体直接剥离富集铂族金属。

本发明采用如下技术方案：

一种金属载体废汽车尾气催化剂回收铂族金属的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)破碎、剪切：首先将金属载体废汽车尾气催化剂破碎、剪切成片；

(2)碱熔或碱溶：将片状废催化剂与碱混合，将混合物置于炉内碱熔焙烧后水浸；或者不经过焙烧，直接将片状废催化剂加入到碱液中溶解浸出；

(3)富集分离：从浸出液中分离不溶的片状金属载体，清洗后外售；过滤分离浸出液和PGMs富集物；

(4)提纯：PGMs富集物经分离提纯得到Pt、Pd、Rh产品。

进一步地，所述步骤(1)中废汽车尾气催化剂剪切成1-20cm²的片状物。

进一步地，所述步骤(2)中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的任一种或两种以上。

进一步地，所述步骤(2)中需要焙烧时，碱熔过程中碱与废汽车尾气催化剂质量比为0.5:1-2:1，温度为600-1000℃，碱熔时间为30-240min。

进一步地，所述步骤(2)中不经过焙烧时，碱溶过程固液比1:3-1:10，温度为30-95℃，碱溶时间为30-180min。