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。

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。

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。

中国铂族金属资源安全:建立产业循环型战略储备机制的思考与启示

随着我国成为全球最大的铂族金属消费国和进口国,自身资源禀赋不佳、本土供应能力有限等问题愈发突出,导致对外依存度持续攀升,铂族金属资源安全形势异常严峻。基于对全球和我国铂族金属供需概况等产业发展现状及存在问题的深入分析,本文探索性地提出了建设产业循环型铂族金属战略储备机制的概念。该机制旨在通过整合矿产资源开发、回收再利用、交易市场建设以及科研创新,构建一个全面而高效的铂族金属供应安全保障体系,从而提升我国在全球铂族金属市场中的话语权,并为铂族金属产业的可持续发展提供新的战略思路。

失效汽车催化剂中铂族金属火法富集概述

铂族金属作为重要的战略资源,在军事、航天、半导体、汽车等行业中有着广泛的应用,对于我国的发展起着不可或缺的作用。本文综述了目前失效汽车催化剂中铂族金属的火法回收现状,总结了各种方法的工艺流程和目前主要应用方向,包括金属捕集法中使用不同捕集剂造成的机理差异。对主要工艺路线存在的优缺点进行分析评述并提出改进方向。当下应大力发展协同捕集新技术,在保证回收率的同时还要控制富集后的合金成分以便于精炼,达成不同捕集剂之间的优势互补,为实现未来更加高效、绿色的铂族金属二次资源回收。

铂族金属助力提升新质生产力

基于新质生产力的概念,阐述了新质生产力的本质是“生产力”、新质生产力的特点在于“新”、新质生产力的关键在于“质”的概念。产业是发展新质生产力的主要载体,对铂族金属在新质生产力相关行业中的作用进行了分析。对铂族金属在传统行业包括汽车、化工,新兴产业如氢能、其他绿色能源、智能网联新能源汽车、电子、创新药和医疗科技、新材料及绿色回收的应用进行了分析。对铂族金属助力新质生产力的发展进行了展望。

失效汽车尾气催化剂中铂族金属回收的研究进展

失效汽车尾气催化剂是回收铂族金属(铂、钯、铑)的重要二次资源。本文介绍了失效汽车尾气催化剂中铂族金属的回收工艺流程,包括失效催化剂预处理、铂族金属富集、分离与精炼三部分;详细介绍了两种高效预处理技术、两种富集方法以及四种分离与精炼工艺,总结了各种方法的原理、工艺流程、优缺点及改进方向。回收企业应根据回收规模和环保政策采用合适的回收工艺,以实现不同回收工艺之间的优势互补,未来需重点研发回收率高且环境友好的清洁回收工艺。

铁捕集合金中铂族金属的高效回收工艺研究

以废汽车尾气净化催化剂铁捕集合金粉为研究对象,提出采用硫酸除铁-氯化浸出工艺回收Pt、Pd、Rh,主要考察了氯化浸出过程中盐酸浓度、温度、液固比、氧化剂用量、硝酸体积分数、反应时间等因素对铂族金属浸出率的影响。结果表明,在硫酸浓度3.2 mol/L、反应温度70℃、溶解时间1 h、液固比5 mg/mL的条件下,铁合金粉的浸出渣率为14.37%,铂族金属溶解分散率低于0.5%;在HCl浓度8 mol/L、浸出温度90℃、液固比5 mg/mL、氯酸钠加入倍数2、搅拌速率300r/min、硝酸体积分数10%、氯酸钠和硝酸氧化反应时间均为1 h的最佳条件下,Pt、Pd、Rh的浸出率均大于99%。

非金属掺杂提升铂族金属电催化剂性能

铂族金属(PGM)催化剂被认为是用于能量转换和存储设备(如燃料电池和水电解器)的最佳催化剂之一,但活性和稳定性不足极大地限制了其商业化应用.近年来,非金属原子(氢、硼、碳、氮、磷和硫等)掺杂策略引起了广泛关注,该方法可以对铂族金属的精细电子和配位结构进行调控,从而优化铂族金属的电催化活性和稳定性.非金属掺杂具有独特的优势:首先,非金属的原子半径较小,可以进入铂族金属的间隙位点,为调节铂族金属的电子结构提供了更多的可能性;其次,掺杂的非金属会诱导强电荷转移,并与主体金属产生s,p-d杂化,这与金属-金属合金中的d-d轨道耦合不同;第三,非金属掺杂的铂族金属基催化剂由于具有较强的非金属-金属键,从而表现出较好的耐久性.本文详细探讨了非金属掺杂铂族金属催化剂的合成和应用,并揭示了非金属掺杂的催化机理和构效关系.本文总结了非金属掺杂铂族金属基催化剂在电催化领域的一些代表性进展,讨论了影响催化剂活性和稳定性的关键因素,并介绍了非金属掺杂改善铂族金属基催化剂性能的基本原理.探讨了非金属掺杂铂族金属基催化剂的表征技术和理论方法,其中包括可直接观测到非金属原子的先进成像技术以及原位表征方法,辅助以密度泛函理论以及分子动力学模拟等理论计算方法,以进一步揭示催化剂性能增强机制.详细列举了非金属掺杂铂族电催化剂的合成方法,从气相沉积、高温热解、湿化学合成到电化学原位合成,提供了详尽的合成方案,并提出了针对贵金属活性中心的非金属修饰策略,旨在为未来材料设计提供启示.概述了非金属掺杂铂族金属基催化剂在电催化中的应用,重点揭示了非金属掺杂带来的结构-性能构效关系.在活性方面,非金属掺杂可以从配体效应、应力效应、微应变等方面影响铂族金属的d带重心,从而影响活性位点与反应中间体的吸附,而这种影响作用也因每种非金属的电负性、原子半径、掺杂方式等不同而不同,可通过调控掺杂种类/方式实现精细调控;同时,非贵金属的协同效应可以增强对OH的吸附,抑制活性位点的毒化.在稳定性方面,非金属可以通过与金属形成稳定的金属-非金属键抑制金属的溶解,或者减弱金属与氧的相互作用,防止其被氧化;同时,非金属的掺入可以提高金属的功函数,提高其溶解电位,从而提升催化剂稳定性.最后,本文提出了该类电催化材料面临的机遇和挑战,其中包括:(1)开发更加可控的非金属掺杂策略;(2)更加深入地研究非金属掺杂带来的构效关系;(3)探索新的非金属掺杂催化剂,并进一步拓展到其他催化领域;(4)发展抑制非金属组分溶解的通用策略;(5)重视催化剂在器件层面的性能评估.综上,本文不仅为非金属掺杂贵金属基催化剂进一步的研究提供启示,还为深入理解催化、纳米材料的合成提供参考.

铂族金属资源回收领域标准现状分析

本文梳理了铂族金属资源回收领域的相关标准,结合前期对铂族金属资源回收行业的调研,对铂族金属资源回收领域标准体系的发展提出相关建议,为建立保障我国工业高质量发展的铂族金属供应链出一份力。

云南铂族金属产业绽放“科技之花”

被誉为“工业维生素”的铂族金属,是工业领域的重要基础材料之一。随着新质生产力的发展,铂族金属在战略性新兴产业和未来产业中将发挥重要作用。2024年云南省政府工作报告在着力发展实体经济,加快建设现代化产业体系方面提出,“大力培育新材料、稀贵金属、先进装备制造、光电等新兴产业,布局发展人工智能、生物制造、卫星应用、低空经济、氢能及储能等未来产业,形成新质生产力”。

磁铁矿金属化焙烧高温捕集催化剂浸出渣回收铂族金属研究

针对汽车催化剂氧化浸出渣,开展磁铁矿金属化焙烧高温捕集回收铂族金属研究。重点研究捕集剂、还原剂、助熔剂、反应温度、反应时间对铂族金属捕集率的影响。试验结果表明,捕集剂配比20%,还原剂配比12%、助熔剂配比25%、焙烧温度1400℃、恒温反应时间4 h条件下,铂族金属铂、钯、铑的捕集率分别可达97.19%、92.88%、97.08%。

从废催化剂中回收铂族金属处理工艺及污染管控要求浅析

汽车尾气废催化剂是重要的铂族金属二次资源,从中回收铂族金属具有十分重要的意义。通过对失效汽车尾气催化剂的湿法富集处理工艺进行介绍,对湿法冶炼过程中产生的三废进行有效治理,提出污染物排放管控要求和环境风险防控要求及新形势下的环境管理要求,实现了废弃资源再利用过程中满足环保节能、绿色高效、有价元素协同回收的环境管理新要求。

铂族金属二次资源火法预处理工艺及其污染防治措施浅析

铂族金属二次资源是我国铂族金属储备的重要来源,大力发展循环经济,提高二次资源的综合回收率具有重要意义。通过对铂族金属二次资源火法预处理原料、工艺进行介绍,结合其污染防治措施及环境管理要求,为铂族金属二次资源火法预处理工艺研究提供科学参考。

金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床铂族金属富集过程及富集机制

金川岩浆铜镍(铂)硫化物矿床是我国最主要的铂族等战略性关键金属宝库。金川矿床中铂族金属的富集过程和富集机制还存在很多争论。本文通过详细的矿物学及矿床学研究,厘定了金川矿床成矿阶段。成矿阶段可划分为硫化物矿浆结晶阶段、挥发分流体作用阶段及热液改造阶段。其中硫化物矿浆结晶阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿(Pn-a)-磁黄铁矿(Po-a)-黄铜矿(Ccp-a);挥发分流体作用阶段的主要矿物组合为镍黄铁矿(Pn-b)-磁黄铁矿(Po-b)-黄铜矿(Ccp-b)-黄铁矿(Py-Ⅰ)-磁铁矿(Mag-Ⅰ)-菱铁矿-叶蛇纹石-磷灰石-铬铁矿-白云石-方解石(Cal-Ⅰ)-金云母。热液改造阶段的矿物组合为透闪石-绿泥石-蛇纹石-方解石(Cal-Ⅱ)-磁铁矿(Mag-Ⅱ)。高倍电子探针镜下发现,金川矿床铂族矿物与磁铁矿(Mag-Ⅰ)、黄铁矿(Py-Ⅰ)、铬铁矿、磷灰石、黄铜矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿及菱铁矿等共生。金川铜镍硫化物矿床中铂族元素(PGM)矿物主要包括硫砷铱矿(IrAsS)、钯的铋化物、碲化物和硒化物、钯的金属互化物(PdAu_(2))、砷铂矿(PtAs_(2))、铂单质以及铂的金属合金(Pt-Fe)。其中大量的PGM分布于镍黄铁矿的裂隙中,或产于镍黄铁矿、磁黄铁矿及蛇纹石裂隙中。与磁铁矿、菱铁矿、铬铁矿、黄铜矿、磷灰石以及叶蛇纹石等矿物共生,指示PGE富集与氧化性流体加入密切相关。金川矿石镍黄铁矿(Pn-b)、磁黄铁矿(Pob)、黄铜矿(Ccp-b)、黄铁矿(Py-Ⅰ)、磁铁矿(Mag-Ⅰ)以及菱铁矿中高Co含量,表明流体在Co的超常富集过程中也起到了决定性作用。金川矿石中大量碳酸盐矿物、叶蛇纹石、金云母、磁铁矿、黄铁矿、铬铁矿以及富Cl磷灰石的出现;S、Mg元素呈网脉状分布于蚀变橄榄石和硫化物中,推测流体组分可能是一种富C富Cl的富含挥发分的高氧逸度流体。金川铬铁矿、磁铁矿(Ⅰ)、菱铁矿等矿物中高Ti、高Nb含量和高Nb/Ta比值,暗示此流体可能是一种高温的超临界流体。以上特征综合表明该特征流体对金川铜镍硫化物矿床中铂族元素等关键金属的超常富集起到了关键控制作用。当挥发分流体与残余硫化物矿浆相互作用及改造先存硫化物及橄榄石时,不仅会促使Os、Ir、Ru、Rh、Pt、Pd进一步活化、富集,还会导致流体中PGE强烈富集,使得流体中的Pd、Se、Te、Bi、Pt含量不断提高,最终形成大量的PGM。综上所述,本文认为在岩浆演化晚期可能存在一种高氧逸度的富Cl富C的深源流体注入岩浆房,该深源挥发分流体对PGE及Co的迁移和超常富集起到了关键控制作用。

铂族金属的应用、供需和循环利用

庄信万丰(Johnson Matthey)在2023年7月18日至7月20日举行了以铂族金属(PGM)为主题的线上会议,这次会议以铂族金属供需变化的全球影响、铑和钯的未来应用、铂族金属:循环经济和铂族金属技术实现净零转型为主要内容,重点讨论了铂族金属在未来技术中将发挥关键作用。本文将围绕此会议以及其他文献对铂族金属的应用、供需和循环利用综述性进行报道。

铂族金属火法冶炼技术研究进展

全球铂族金属资源高度集中,我国铂族金属资源匮乏,随着我国对海外铂族金属矿产的开发,实现对铂族金属资源的高效回收利用有着重要意义。本文对目前铂族金属的火法冶炼机理、工艺进行了综述,以期为今后铂族金属矿火法冶炼技术相关研究提供借鉴和参考。同时指出,对于浮选后的铂族金属精矿,电炉+转炉工艺仍然是主要的火法冶炼方法,工艺流程包括干燥、电炉熔炼制备低镍锍(低冰镍)、转炉吹炼制备高镍锍(高冰镍)等。未来铂族金属矿火法熔炼技术的研究可重点关注铂族金属矿物的强化熔炼、熔池熔炼等高效熔炼方法,低镍锍吹炼可重点关注连续吹炼(底吹、多枪顶吹)替代PS转炉吹炼的可行性。

废汽车三元催化剂湿法回收铂族金属研究

废汽车三元催化剂铂族金属含量较高,随着报废汽车爆发式增长,成为铂族金属开发的重要二次资源。湿法回收铂族金属,具有能耗低、规模灵活的特点,适宜地域内废汽车三元催化剂的消纳。开展预处理-氧化酸浸湿法富集铂族金属工艺研究,较为系统研究预处理方法、氧化酸浸试验条件对铂族金属浸出率影响。试验结果表明,湿法氧化酸浸能有效回收铂族金属,原料细度、盐酸浓度、浸出温度、浸出时间对浸出率影响较大,运用水合肼还原预处理可大幅提高铂族金属浸出率。

铂族金属萃取分离技术研究进展

铂族金属(PGMs)是我国极度短缺的战略性金属,其循环利用是践行资源安全和“双碳”战略的重要途径。PGMs分离提纯是其循环利用的重要组成,但因性质相近,分离提纯难度大,严重制约PGMs行业可持续发展。为此,全面综述了PGMs分离提纯最新技术,重点介绍了溶剂萃取和离子液体萃取的原理和应用情况,分析了萃取分离铂族金属的制约条件和发展趋势,为今后PGMs的分离提纯提供了研究思路和技术支撑。

碱熔-酸浸法回收低品位铂族金属废料中铂、铑的试验研究

工业废料的铂族金属含量远远高于地壳中的含量,铂族金属二次资源回收利用具有显著的社会效益和经济效益。本文通过开展条件试验,采用碱熔-酸浸法回收低品位铂族金属废料中的铂和铑。研究发现,焙烧温度为700℃,碱用量为物料质量的1.8倍,焙烧时间为90 min时,铂、铑的浸出率分别可以达到99.28%、95.27%。