[发明专利]一种同时回收贵金属和制备高纯硅的方法

说明书

本发明涉及一种同时回收贵金属和制备高纯硅的方法，属于贵金属资源清洁利用和硅提纯技术领域。将待处理贵金属物料、硅物料和添加剂一起进行熔炼，保温后得到熔渣和硅基合金；将得到的硅基合金经热处理，使贵金属在硅凝固过程中往硅晶界偏析和富集；将热处理过后的硅基合金研磨成粉末状；用湿法浸出硅晶界处的非硅物相，使被捕集到硅基合金中的贵金属转移到浸出液；将浸出物料进行过滤处理，分别得到固态高纯硅粉和含贵金属的浸出液；将得到的高纯硅粉作为硅物料重新循环使用，或送往光伏或电子产品企业作为制备太阳能级硅或电子级硅的原材料。本发明与现有的铁捕集法和铜捕集法相比，具有无碳排放、低成本、流程短的优点。

技术领域

本发明涉及一种同时回收贵金属和制备高纯硅的方法，属于贵金属资源清洁利用和硅提纯技术领域。

背景技术

目前回收含贵金属物料的方法主要有火法和湿法。湿法具有回收工艺简单、处理成本低和设备简单等优点，但当处理大量的复杂贵金属资源如含铂族金属的失效汽车催化剂和石油化学工业用载体催化剂时，将面临酸耗量大、处理时间长和环境污染等问题。

火法捕集复杂资源中的贵金属是一种国内外的主流方法。虽然火法捕集法的能耗高，但该方法能够高效地单次处理大量的含贵金属资源，例如日益增涨的含铂族金属失效汽车催化剂和石油化学工业用载体催化剂，具有回收率高、处理时间短和低环境污染的优点。以火法捕集失效汽车催化剂中铂族金属为例，目前国内外已申请的知识产权主要以铁和铜作为捕集剂，主要过程为：将失效汽车催化剂、添加剂、含碳还原剂、铁氧化物或铜氧化物一起熔炼，碳将铁氧化物或铜氧化物还原成金属铁或金属铜，金属铁或金属铜将失效汽车催化剂中的铂族金属捕集到铁熔体或铜熔体中。由于铁的熔点较高，以铁作为捕集剂时主要是采用等离子熔炼法。该方法具有回收率高及熔炼速度快等优点，但能耗高、设备购置和维护成本比较高。铜的熔点比铁的熔点低400多度，与铁捕集法相比，铜捕集法具有熔炼温度低、生产设备简单，且作为捕集剂的铜可循环利用等优点。

目前，铁捕集法的相关技术主要被欧美的贵金属公司垄断，而铜捕集法的相关技术被日本的贵金属公司垄断。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种同时回收贵金属和制备高纯硅的方法。本发明首次公开了一种全新的以硅作为贵金属捕集剂的技术，与现有的铁捕集法和铜捕集法相比，具有无碳排放、低成本、流程短的优点。本发明通过以下技术方案实现。

一种同时回收贵金属和制备高纯硅的方法，其包括以下步骤：

（1）将待处理贵金属物料、硅物料和添加剂一起进行熔炼，保温后得到熔渣和硅基合金；

（2）将步骤（1）中得到的硅基合金经热处理，使贵金属在硅凝固过程中往硅晶界偏析和富集；

（3）将步骤（2）中热处理过后的硅基合金研磨成粉末状；用湿法浸出硅晶界处的非硅物相，使被捕集到硅基合金中的贵金属转移到浸出液；

（4）将步骤（3）中浸出物料进行过滤处理，分别得到固态高纯硅粉和含贵金属的浸出液；

（5）将步骤（4）中得到的高纯硅粉作为步骤（1）中的硅物料重新循环使用，或送往光伏或电子产品企业作为制备太阳能级硅或电子级硅的原材料。

所述步骤（1）中待处理贵金属物料主要是指含有至少一种贵金属元素的物料，包括含铂族金属的失效汽车尾气净化催化剂或石油化学工业用载体催化剂。

所述步骤（1）中硅物料包括单质硅或以硅为主的硅基合金。