铁捕集法从失效铝基催化剂中富集铂的研究

进行了从失效铝基丙烷脱氢催化剂中回收铂的研究,采用火法熔炼铁捕集法实现铂的高效富集。重点研究了在熔炼温度为1400℃的条件下,熔炼时间、捕集剂(磁铁矿)用量、造渣剂(CaO、SiO_(2))用量、助熔剂(Na_(2)CO_(3)、硼砂)用量对铂回收率的影响。结果表明,在熔炼温度1400℃,熔炼时间4 h,加入质量为失效催化剂60%的磁铁矿、50%的CaO、35%的SiO_(2)、30%的Na_(2)CO_(3)、60%硼砂的条件下,铂平均回收率为99.31%。

铁捕集富集料中铂族金属的深度富集技术

铁捕集法从二次资源中回收铂族金属的工艺已经得到了工业化应用,捕集过程在电炉或等离子炉中进行。等离子炉熔炼富集物硅含量高,导致其结构致密、惰性、耐腐蚀,需要先除硅才能获得高的溶解率,除硅技术主要有碱融溶-浸出法、氧化分离法等;电炉熔炼富集物硬度极高、难以破碎,工艺上采用高压雾化-酸溶、碎化-酸溶、电解等工艺进行深度富集。本文综述了含铂族金属铁合金深度富集技术的研究现状,并对主要技术存在的优缺点进行了评述。随着各行业对铂族金属需求量的增加,对铂族金属回收率的要求将越来越高,因此,还需进一步完善铂族金属回收技术,提高铂族金属回收率。

固态还原铁捕集法回收铂族金属二次资源

研究固态还原铁捕集法回收铂族金属二次资源。结果表明:在铁精矿与铂族金属二次物料质量比为1.5:1,还原温度1220℃,还原时间6 h,还原剂配比9%,添加剂配比10%的条件下所得产物经湿式磁选,获得含铂族金属铁粉,其中Pt、Pd和Rh含量分别为110.4、27.3和52.1 g/t,Pt、Pd和Rh回收率分别为98.6%、91.7%和97.6%。该过程的机理主要在于固态还原过程中微量铂族金属优先转化为原子态或原子团簇,与新生金属Fe中自由电子键合在一起,同时,新生γ-Fe与Pt,Pd和Rh具有相同的晶体结构和相近的晶胞参数,从而形成合金;铁氧化物还原为Fe,Fe原子通过扩散方式凝聚在一起形成晶核粒子,Fe晶粒不断聚集长大,还原产物通过球磨磁选分离,实现铂族金属的回收。

固态还原铁捕集法从废有机催化剂中回收铑的研究

我国铑资源十分稀少,需求量大,废催化剂资源丰富,开展从废催化剂中回收铑意义重大。提出采用固态铁捕集法从废有机催化剂富集回收铑的工艺,重点研究了还原制度、添加剂、还原剂、捕集剂对铑回收率的影响。结果表明,在还原温度为1200℃,还原时间为6 h,还原剂煤粉配比为9%,添加剂Ca O配比为8%的条件下进行固态还原,还原产物经细磨、摇床分选后获得含铑铁粉,其中铑的含量为106 g/t,回收率为96.53%。

两段逆流浸出从铁捕集物中富集铂族金属的研究

对熔炼铁捕集物采用两段逆流浸出工艺富集铂族金属进行研究。结果表明,在铁捕集物粉粒度为–0.425 mm,一段浸出温度为常温,浸出硫酸浓度为1.7~1.8 mol/L,固液比（S：L）=1：10,反应时间为0.5 h;二段浸出温度为75℃,浸出硫酸浓度为2 mol/L,S：L=1：50,反应时间为4 h。经此两段浸出后,铂族金属的平均富集倍数为70.6,铂族金属回收率大于99.8%。

失效氧化铝载体催化剂中钯的铁捕集研究

以铁为捕集剂,对氧化铝载体废催化剂中钯金属进行了火法回收。采用单因素实验评估了熔渣性质、熔炼时间和铁粉粒度等因素对钯捕集率的影响。结果表明,当温度为1550℃,二元碱度ω(CaO)/ω(SiO_(2))为0.5时,熔渣体系粘度降低到0.6 Pa·s,钯捕集率达到98.6%;基于优化的熔渣,保温熔炼1 h以上,渣金分离良好,钯捕集率达到最优水平;铁粉粒度减小到120~250μm,钯捕集率达到99%以上,适当降低捕集剂粒度可以有效提高钯捕集率。

铁捕集铂族金属的熔渣调控及其捕集机理的理论计算研究

以汽车废催化剂为原料的铂族金属(PGMs)再生利用不仅缓解供需矛盾,而且还能保障国家战略储备金属需求,具有重大战略意义.汽车废催化剂成分复杂,火法捕集PGMs的过程需要进行大量的实验以获得最佳的熔渣,从而提高PGMs的回收率.通过FactSage的理论计算对炉渣反应平衡模拟以达到优化炉渣的目的.FactSage计算结果表明,当添加剂CaO、SiO_(2)、Na_(2)CO_(3)和CaF_(2)的添加量分别占汽车废催化剂质量分数的40%、15%、30%和5%时,熔渣的性质最佳,即渣相的完全温度为1 330℃,粘度为1.92 Pa·s.本工作还结合DFT计算对铁捕集汽车废催化剂中PGMs的机理进行了研究.在超过1 390℃的高温条件下,Rh以取代掺杂的类型和δ-Fe形成合金结构.在912~1 390℃的温度区间内,Pd以取代掺杂的方式和γ-Fe形成合金,并只有在该温度区间才能形成Pd-Fe合金.此外,在该温度区间下,大部分Pt被捕集并以取代掺杂的方式和γ-Fe形成合金.当温度低于912℃时,Rh和Pt再次被α-Fe捕集并形成合金.然而,γ-Fe-Pd合金随着温度降低,形成的α-Fe-Pd的合金结构是不稳定的,这就导致Pd会从Fe相中析出,降低Pd的捕集率.总之,本研究为火法捕集PGMs提供了一种高效的炉渣优化方法.

铁捕集铂族金属富集物的锌碎化-酸解原理及工艺研究

废汽车尾气催化剂是铂族金属(PGMs)最重要的二次资源,铁捕集PGMs技术因环境友好、回收率高等优点成为研究的热点。本文以铁捕集得到的Fe-PGMs合金为研究对象,采用Zn粉在高温下对合金碎化、盐酸溶解碎化产物获得PGMs富集物以及王水浸出PGMs,详细讨论了Zn碎化、酸解对PGMs浸出规律的影响,揭示了Zn碎化Fe-PGMs合金机制。结果表明,Fe-PGMs合金碎化主要由合金中碳化物氧化形成裂缝,以及Zn蒸气在裂缝中氧化生成氧化锌致合金内应力增大引起。在空气气氛、Fe-PGMs与Zn质量比为4∶1、碎化温度1300℃、时间2 h条件下,实现了Fe-PGMs合金完全碎化,碎化产物主要为Fe_(3)O_(4),以及少量的FeO, Fe_(2)O_(3)和 ZnFe_(2)O_(4)。采用盐酸对碎化产物进行一次溶解,在H^(+)浓度为6.0 mol·L^(-1)、固液比1∶20、酸解温度70℃、时间2 h条件下,碎化产物溶解率达到97.87%,Pt,Pd和Rh浸出率分别为46.62%,80.24%和30.06%;最后采用王水浸出PGMs富集物,Pt,Pd和Rh总浸出率分别达到99.54%,99.87%和99.11%。本工艺环境优好、成本低,实现了Fe-PGMs合金高效碎化和溶解,提高了PGMs回收率。

含铂族金属铁合金碱焙烧脱硅预处理研究

针对含铂族金属铁合金结构复杂、难以溶解的问题,开展碱焙烧脱硅预处理研究以破坏稳定致密的合金结构。经试验验证,适宜的焙烧条件为:碱料质量比1.4、焙烧温度600℃、焙烧时间2.0 h,此条件下合金相完全分解,转化为NaFeO_(2)和Na_(4)SiO_(4),Na_(4)SiO_(4)经水浸脱除,所得水浸渣中硅含量降至0.84%。脱硅预处理后物料结构疏松、活性较高,易于酸溶除铁,有利于铂族金属精炼回收。

铂族金属循环利用技术开发现状及展望

铂族金属(PGMs)是汽车、石化、能源、国防装备等领域不可或缺的战略性金属资源,但PGMs矿产资源极度匮乏,供需矛盾突出;开展PGMs循环利用是保障PGMs安全供应、支撑关联产业高质量发展的重要举措。本文分析了PGMs的供给和应用情况,明确了当前PGMs市场的供需态势;全面梳理了PGMs湿法回收(含氰化法、盐酸+氧化剂工艺),火法回收(含铅捕集、铜捕集、锍捕集、铁捕集工艺)的技术特征与应用情况;着重从焙烧‒浸出、铁捕集‒酸浸、低温铁捕集‒电解‒离心萃取工艺等方面阐述了PGMs火法‒湿法联合回收技术的研发与应用进展。其中,低温铁捕集‒电解‒离心萃取成套工艺延续了低温铁捕集研究思路,通过低熔点渣型设计将铁捕集温度由1800℃以上降至约1400℃,富集得到Fe-PGMs合金后经电解进一步富集PGMs,再经离心萃取提纯依次得到Pd、Pt、Rh,实现了短流程分离提纯PGMs,具有绿色、高效、低成本的诸多优点。着眼PGMs循环利用产业高质量发展,建议围绕“PGMs富集、分离提纯、污染防控”全流程开展基础研究和技术攻关,加快建设PGMs循环利用全链条标准体系和绿色低碳的产业生态环境,全面开展业务流程的“互联网+”能力建设以实现“回收‒处理‒再利用”全流程的智能化。