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废钯碳回收​技术研究进展

文章出处:原创人气:0发表时间:2018/6/6 18:02:36

  废钯碳回收技术研究进展


  废钯碳回收技术流程包括催化剂的预处理、粗提和精炼。其中,废钯碳粗提工艺是决定铂族金属能否高效回收的关键,可分为火法和湿法两大类。

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  火法回收技术


  火法工艺有熔炼富集和氯化干馏等方法,其本质是通过贵金属捕集剂和铂族金属形成合金,从而达到从废钯碳中分离并富集铂族金属的目的。其中对于贵金属捕集剂种类和投加方式、熔融温度的选择将会影响最终的铂族金属回收率。


  在实际商业化生产中,熔融捕集法一般都具有工艺流程简单、处理量大以及污染小等优点,铂族金属回收率一般高于95%。


  (1)熔炼富集法


  火法熔炼富集工艺是在熔炼载体的同时让废钯碳中的铂族金属在金属捕集剂内富集,载体形成熔渣,这个过程加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣,然后酸浸将贵金属铂、钯、铑与金属捕集剂分开,再通过溶解提取贵金属。常用的捕集方法包括铅捕集、铁捕集和铜捕集等,其中,铜捕集是相对较好的捕集方法,具有选择性好,熔体中铂族金属含量高、损失少,熔炼温度比铁低,对人体损害比铅小等优点。


  等离子炉、电弧炉以及德古萨电炉等电热高温炉规格小,容量高,造渣量小,而且排放极少,被应用于废钯碳催化剂回收的贵金属捕集中。电热高温炉处理汽车催化剂工艺过程为:废汽车尾气净化催化剂→高温电炉→熔体合金→铂族金属与金属捕集剂的分离→铂族金属的分离提纯→铂族金属化合物的生产。在整个过程中,需要加入一定量的助熔剂进行造渣,好处在于炉渣易于放掉。铝氧含量高可以考虑加入40%-50%的石灰,如果石灰数量过少,可能会出现粘稠状的炉渣,不利于后续工序。通过重复多次的捕集过程,提高废钯碳的回收率保证经济效益。


  (2)氯化干馏法


  氯化干馏法是在较高温度下,铂族金属与氯化剂反应生成可溶性的氯络合物,用水浸出,进而将铂族金属转入到水溶液中。废催化剂破碎后焙烧脱碳,脱碳之后还要通CO将铂族金属还原成单质状态,以提高其氯化效率,再按比例配人NaCl,装入氯化炉通Cl2氯化,当氯化作业完成之后,采用热水浸出,铂族金属氯络合物转入溶液,通入SO2和添加TeO2在溶液中置换铂族金属,经过热过滤获得铂族金属。该法的主要优点是铂族金属回收率高,试剂消耗少,但是也有设备腐蚀严重的问题。


  世界上具有废钯碳回收铂族金属应用技术的企业已有很多,比如:比利时的Umicore公司,美国的Multimetco公司、Gemini工业公司和PGP公司,日本的田中贵金属公司和Nippon/Mitsubishi公司,德国的Degussa公司和Hereaus公司以及英国的Johnson-Matthey公司等。而火法工艺在几家大型跨国公司都有较为成熟的应用技术,表1是几个关于熔融捕集火法工艺的应用实例。


  铂族金属在汽车催化剂方面性能优良,对环境保护有着重要作用。我国铂族金属资源匮乏,废钯碳的循环利用将给我国带来很大的经济效益和环境效益。我国废钯碳回收工作起步较晚,尚未建立完善的回收体系,对废汽车尾气净化催化剂进行集中规模化统一处理,产生的废水废渣严格按照国家环境标准进行处理,势在必行。


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