铂族金属在地壳中的储量稀少,目前世界铂族金属储量和储量基础分别为71000吨和80000吨,南非铂族金属储量居世界首位,其次有俄罗斯、美国和加拿大,4国储量合计占世界总储量的99% 。世界铂族金属资源量估计在10万吨以上。2008年我国查明铂族金属矿产地36处,铂族金属资源储量合计324.3吨,其中资源量309.1吨,基础储量14.619吨(含储量3.14吨),我国是一个铂族金属资源缺乏的国家。
近些年我国铂族金属产量逐年增长,我国矿产铂族金属供给远远不能满足国内消费需求。铂族金属二次资源是铂族金属在加工及制成品使用过程中失去性能后产生的物料,这类资源种类繁杂、形态各异,品位从万分之几(甚至到百万分之几)到几乎纯净金属,与原生铂矿相比品位较高、等离子熔炼法回收技术的特点是富集比大、流程简短、生产效率高、无废水和废气污染。缺点是等离子体熔炼法用于处理蜂窝状堇青石载体汽车催化剂时, 存在两方面的不足: 一是堇青石生成的渣黏性大,金属与渣分离困难; 二是在熔炼温度下,堇青石中的二氧化硅(至少一部分)被还原为单质硅,与作为捕集剂的铁生成硅铁合金,该合金与铂族金属形成新合金相,此合金具有极强的抗酸、抗碱性质,使后续工艺十分困难。
金属捕集法 原理是高温下铂族金属进入捕集金属熔体,载体物质和熔剂形成易分离的炉渣,以达到分离目的。捕集金属的选择,一般要考虑其与铂族金属的互熔性、熔点、炉渣夹带金属损失和捕集金属的化学性质。常见的金属捕集剂有铁、铜、镍 、铅和冰铜。该方法的优点是: 对物料适用范围广,特别适于处理难溶载体和载铂族金属含量非常少的废催化剂。与等离子体法相比,金属捕集法温度较低,有利于控制渣的组分,渣的腐蚀性较低,还原气氛较弱,排除了二氧化硅还原的可能性,可直接送铜、镍冶炼厂处理,无需另外基建投资,仅需调整炉料即可,缺点是铑回收会增加额外负担而且操作费用低率低。
常规湿法 近年来汽车尾气催化剂的载体主要有金属和堇青石2种,以后者居多。前者的回收技术可用酸溶载体,获得含铂族金属很高的渣。后者属陶瓷性质,酸或碱均难以有效溶解。通常采用溶解活性组分的方法溶解铂族金属,使其以氯配离子形式进入溶液,再从溶液中提取铂族金属。由于汽车尾气催化剂在使用过程中发生一系列物理化学变化,导致有部分,铂族金属向内层渗透进人堇青石基体部分被烧结或载体表面釉化包裹,发生氧化、 镁化、磷化作用转为惰性或形成特殊的合金、化合物,催化剂表面积碳等。因此浸出前的预处理很重要,采用的措施有细磨、溶浸打开包裹、氧化焙烧、硫酸化焙烧、还原焙烧、试剂还原、转化、高温加压浸出等。优点: 处理成本较低,技术可行,已成为普遍使用的方法。缺点: 贵金属回收率低,特别是铑的回收率较低( 一般不超过 90% ),污染处理费用高,并且很难处理低品位物料。成分简单,回收工艺相对简短,投资少。
19世纪铂族金属的提取着重在铂族金属回收技术方面,世纪铂族金属的回收技术不仅针对铂族金属的提取,同时对原料中的有价金属进行全面综合回收,进入21世纪铂族金属的回收技术在综合回收原料中所有有价金属的同时,特别关注铂族金属回收过程中产生的污染问题这对铂族金属二次资源的回收技术提出了更高的要求,二次资源的无害化处置技术是为了在回收利用二次资源过程中,既能够充分利用好二次资源中的有价资源,又能够在此过程中不增加环境负担,不产生二次污染。由于铂族金属含量差于铂族金属二次资源的种类很多,差异很大,各类废料中其它成份各异,因此很难找到一种统一的无害化处置工艺,但世界各国研究绿色环保的铂族金属二次资源回收技术是发展的方向和潮流。随着冶金及相关学科的发展,高效清洁再生技术的开发及应用,铂族金属二次资源回收体系的逐步规范和健全,铂族金属二次资源回收产业将渐成气候,在国民经济建设中发挥重要作用。