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鉑的回收利用

發布日期 2014-10-07
鉑族金屬在地殼中的儲量稀少,目前世界鉑族金屬儲量和儲量基礎分別為71000噸和80000噸,南非鉑族金屬儲量居世界首位,其次有俄羅斯、美國和加拿大,4國儲量合計占世界總儲量的99% 。世界鉑族金屬資源量估計在10萬噸以上。2008年我國查明鉑族金屬礦產地36處,鉑族金屬資源儲量合計324.3噸,其中資源量309.1噸,基礎儲量14.619噸(含儲量3.14噸),我國是一個鉑族金屬資源缺乏的國家。
近些年我國鉑族金屬產量逐年增長,我國礦產鉑族金屬供給遠遠不能滿足國內消費需求。鉑族金屬二次資源是鉑族金屬在加工及製成品使用過程中失去性能后產生的物料,這類資源種類繁雜、形態各異,品位從萬分之几(甚至到百萬分之几)到幾乎純淨金屬,與原生鉑礦相比品位較高、等離子熔煉法回收技術的特點是富集比大、流程簡短、生產效率高、無廢水和廢氣污染。缺點是等離子體熔煉法用於處理蜂窩狀堇青石載體汽車催化劑時, 存在兩方面的不足: 一是堇青石生成的渣黏性大,金屬與渣分離困難; 二是在熔煉溫度下,堇青石中的二氧化硅(至少一部分)被還原為單質硅,與作為捕集劑的鐵生成硅鐵合金,該合金與鉑族金屬形成新合金相,此合金具有極強的抗酸、抗碱性質,使後續工藝十分困難。
金屬捕集法 原理是高溫下鉑族金屬進入捕集金屬熔體,載體物質和熔劑形成易分離的爐渣,以達到分離目的。捕集金屬的選擇,一般要考慮其與鉑族金屬的互熔性、熔點、爐渣夾帶金屬損失和捕集金屬的化學性質。常見的金屬捕集劑有鐵、銅、鎳 、鉛和冰銅。該方法的優點是: 對物料適用範圍廣,特別適於處理難溶載體和載鉑族金屬含量非常少的廢催化劑。與等離子體法相比,金屬捕集法溫度較低,有利於控制渣的組分,渣的腐蝕性較低,還原氣氛較弱,排除了二氧化硅還原的可能性,可直接送銅、鎳冶煉廠處理,無需另外基建投資,僅需調整爐料即可,缺點是銠回收會增加額外負擔而且操作費用低率低。
常規濕法 近年來汽車尾氣催化劑的載體主要有金屬和堇青石2種,以後者居多。前者的回收技術可用酸溶載體,獲得含鉑族金屬很高的渣。後者屬陶瓷性質,酸或碱均難以有效溶解。通常採用溶解活性組分的方法溶解鉑族金屬,使其以氯配離子形式進入溶液,再從溶液中提取鉑族金屬。由於汽車尾氣催化劑在使用過程中發生一系列物理化學變化,導致有部分,鉑族金屬向內層滲透進人堇青石基體部分被燒結或載體表面釉化包裹,發生氧化、 鎂化、磷化作用轉為惰性或形成特殊的合金、化合物,催化劑表面積碳等。因此浸出前的預處理很重要,採用的措施有細磨、溶浸打開包裹、氧化焙燒、硫酸化焙燒、還原焙燒、試劑還原、轉化、高溫加壓浸出等。優點: 處理成本較低,技術可行,已成為普遍使用的方法。缺點: 貴金屬回收率低,特別是銠的回收率較低( 一般不超過 90% ),污染處理費用高,並且很難處理低品位物料。成分簡單,回收工藝相對簡短,投資少。
19世紀鉑族金屬的提取着重在鉑族金屬回收技術方面,世紀鉑族金屬的回收技術不僅針對鉑族金屬的提取,同時對原料中的有價金屬進行全面綜合回收,進入21世紀鉑族金屬的回收技術在綜合回收原料中所有有價金屬的同時,特別關注鉑族金屬回收過程中產生的污染問題這對鉑族金屬二次資源的回收技術提出了更高的要求,二次資源的無害化處置技術是為了在回收利用二次資源過程中,既能夠充分利用好二次資源中的有價資源,又能夠在此過程中不增加環境負擔,不產生二次污染。由於鉑族金屬含量差于鉑族金屬二次資源的種類很多,差異很大,各類廢料中其它成份各異,因此很難找到一種統一的無害化處置工藝,但世界各國研究綠色環保的鉑族金屬二次資源回收技術是發展的方向和潮流。隨着冶金及相關學科的發展,高效清潔再生技術的開發及應用,鉑族金屬二次資源回收體系的逐步規範和健全,鉑族金屬二次資源回收產業將漸成氣候,在國民經濟建設中發揮重要作用。






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