一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法
【專利摘要】本發明公開了一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法。該工藝是將含氟失效鉑催化劑與固氟劑、鉑捕集劑、造渣劑、還原劑、粘結劑混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1300-1400℃熔煉1-2h，獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；用稀酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。從原料到鉑精礦，其含鉑大于30%，鉑富集比達到25-35倍，鉑收率大于99.0%，鉑精礦為提純鉑的優質原料。此方法操作簡單、鉑收率高、富集比高、環保、成本低，產業化前景好。
【專利說明】
一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法
技術領域
[0001]本發明屬于稀貴金屬冶金領域，涉及一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法。
【背景技術】
[0002]含氟失效鉑催化劑為一種極為難經濟有效提鉑的二次資源，雖然鉑含量約2-3%，但難于從失效催化劑中提取鉑，其原因為含氟較高，氟含量達到8-15%，傳統的氧化焙燒可以很好脫出氟并使鉑得到有效富集，但存在氟腐蝕設備嚴重，如用硅碳棒或硅鉬棒加熱，不經對加熱元件腐蝕，對周邊耐火材料同樣腐蝕，鉑損失嚴重；濕法處理存在氟化氫腐蝕反應容器及設備等，且脫氟的效率不高。目前與之處理相關的方法如下:
張超杰等人發明涉及一種光還原脫氟降解全氟類化合物的方法(200910051114.8)，，將全氟類化合物置于裝有紫外燈的反應容器中，再經投料口將還原性物質投入到反應容器中，經紫外燈進行紫外照射，全氟類化合物與還原性物質進行降解脫氟反應。與現有技術相比，本發明簡單易行，在常溫常壓下進行，不需要復雜的設備；并且對全氟類化合物的初始濃度沒有要求，任意濃度的全氟類化合物均可以采用本方法進行處理；分解后產物毒性降低，易于采用其他方法進一步處理。
[0003]何宇波公開了一種含氟、氯次氧化鋅脫氟氯并富集有價金屬的冶煉方法(發明專利申請號:201410176808.5)，涉及鋅等有色金屬的濕法和火法冶金技術領域，本發明的方法包括在回轉窯中高溫氧化焙燒次氧化鋅，脫除氟氯后產出高純氧化鋅顆粒；同時有價金屬以高溫煙塵、煙氣揮發，經循環噴淋、洗滌，有價金屬進入噴淋溶液或沉淀，獲得富集；進一步分離溶液中的有價金屬，最后處理含氟、氯污水并達標排放或系統回用。從而在一次連續的多段工藝生產流程中將次氧化鋅提純，達到傳統煉鋅原料技術指標，有價金屬得到5?20倍富集，由此煉鋅企業能廣泛使用各類次氧化鋅作為原料，統一了生產工藝、降低生產成本，并綜合回收了次氧化鋅中多種有價金屬，減少了污水的排放。
[0004]陳建湘發明一種低度氧化鋅回轉窯還原焙燒提質脫氟、脫氯、脫砷的方法(發明專利號:201210144782.7)。將低度氧化鋅原料加入回轉窯，在窯內高溫和微負壓條件下進行焙燒，窯內溫度為900?950°C，窯尾溫度為550?650°C，回轉窯轉速控制在每分鐘1.5轉，焙燒時間為I?1.5小時，使氟、氯化合物發生物理、化學變化，促進鉛、鋅的氟氯化合物分解成氣態，低沸點氟氯化合物揮發，隨爐氣和含鉛煙塵進入多管除鉛系統、布袋收塵系統、脫硫塔尾氣處理系統中而被除去，焙燒后的低度氧化鋅通過冷卻回轉窯后得到成品。本發明在氯脫除率，Zn可熔率，煤耗上具有明顯優勢，降低能耗近三分之一；減少煤中夾帶的含硫因素對環境的影響等要素，大大降低了環境的污染。
[0005]黃俊等人發明公開了屬于環境污染廢物處理技術領域的一種基于機械力化學處理全氟和多氟化合物固體廢物的方法(發明專利申請號:201110339134.2 )，此方法在常溫常壓條件下，將全氟或多氟化合物固體廢物與脫氟試劑混合后置于行星式高能球磨反應器內，利用機械力化學反應實現全氟和多氟化合物的高效降解和脫氟。本發明降解全氟及多氟化合物固體廢物具有以下優點:工藝流程簡單、反應條件溫和(常溫常壓下即可)、反應能耗和運行成本相對較低、目標染物徹底分解并脫氟、最終產物完全無機化和無害化、過程中不會產生有害氣體或液體。
[0006]劉國標在《濕法冶金》2011年第I期介紹了針對氧化鋅煙塵浸出液中氟含量較高，研究了分別采用MgC03、MgSO4, Mg (OH) 2及MgO以MgF 2沉淀法脫除氟，對比了 4種含鎂化合物的脫氟效果，考察了以Mg(OH)2為除氟劑配加少量硫酸鋁時，溫度、時間、酸度、用量對除氟效果的影響。結果表明:添加3g/L的Mg(OH)2，配以適量硫酸招，控制溫度在50~55°C、時間2h以上、pH=5.4條件下，氧化鋅浸出液中氟質量濃度從0.736g/L降至0.443g/L。
[0007]付一鳴等人在《有色礦冶》1998年第3期闡述了鉛煙化爐氧化鋅煙塵脫氟、氯的焙燒實驗過程。實驗采用選擇性氯化焙燒方法。實驗結果表明，選擇性氯化焙燒的爐料沒有出現軟化和結塊現象，這是因為爐料中含鉛化合物揮發的結果。在焙燒溫度為900°C，焙燒時間為lh，氯化鈉的加入量為理論盈的0.8倍，硫的加入量為理論量1.4倍的條件下，焙燒產物中氟和氯的百分含量均在0.04%以下，滿足濕法煉鋅的需要。
[0008]姜瀾等人在《有色金屬》2001年53卷第3期介紹了研究鉛煙化爐氧化鋅煙塵選擇性氯化焙燒脫氟氯的過程。考察焙燒溫度、焙燒時間、氯化鈉和硫的加入量等因素對氟氯脫除效果的影響。實驗結果表明，加入元素硫可以使氧化鉛優先氯化并迅速揮發，避免物料燒結，有利于氟氯的脫除。在最佳條件下，焙燒產物中氟、氯的含量分別在0.015%和0.04%以下，滿足濕法煉鋅的要求。
[0009]綜上，采用加捕集劑鐵礦、造渣劑石灰和石英砂、固氟劑石灰、還原劑、粘結劑混勻，成球，干燥，電爐熔煉脫氟得到鉑合金，采用中頻爐加熱融化-霧化噴粉形成鉑合金微粒，稀酸選擇性浸出鉑合金中鐵實現鉑富集。此方法在查閱資料表明尚未見報道。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足之處，提供一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法，該方法為熔煉富集并脫氟，融化和霧化噴粉，稀酸選擇性浸出富集鉑，本方法簡單、高效、富集比、收率高，易產業化，環保，產業化應用前景好。
[0011]本發明采用的技術方案是:一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法，其特征在于按以下步驟進行:(I)將含氟失效鉑催化劑與固氟劑、鉑捕集劑、造渣劑、還原劑、粘結劑混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1300-1400°C熔煉l_2h，獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；(2)獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；(3)用稀酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉬精礦。
[0012]步驟(I)中固氟劑為生石灰、熟石灰、碳酸鈣、氫氧化鎂、碳酸鎂中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.4-1.0倍；鉑捕集劑為鐵紅粉、褐鐵精礦、菱鐵精礦、磁鐵精礦、赤鐵精礦、鐵黑中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.5-1.5倍；造渣劑為碳酸鈣、生石灰、氧化鎂、碳酸鎂、電石渣、石英砂中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比10-50% ;還原劑為焦粉、無煙煤、煙煤、褐煤、石墨粉中中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比2-10% ;粘結劑為水玻璃、淀粉、葡萄糖中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.1-0.8%。步驟(2)中霧化劑為富氧、空氣、氮氣、水蒸汽中一種或幾種。步驟(3)中稀酸為5-30%稀硫酸、鹽酸、硝酸中一種或幾種。
[0013]本發明的優點主要在于:
(1)還原熔煉加入固氟劑和鉑捕集劑，一方面使氟進入中，另一方面得到鉑合金，實現了鈾與氟的有效分尚;
(2)鉑合金經熔化和霧化噴粉，形成易溶鉑合金微粒；
(3)稀酸選擇性浸出鉑合金微粒，鐵浸出完全，鉑富集比，為后續提煉鉑的優質原料；
(4)過程簡單、高效、富集比、收率高，易產業化，環保，產業化應用前景好。
【附圖說明】
[0014]圖1是從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合具體實例對本發明進一步詳述:
實施例1
參見附圖1，條件:含氟失效鉑催化劑lOOOg，固氟劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.4倍，鉑捕集劑鐵紅加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.5倍，造渣劑為石灰和石英，其加入量為含氟失效鉑催化劑重量比10%和15%，還原劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比10%，粘結劑水玻璃加入量為含氟失效鉑催化劑重量比的0.5%，混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1350°C熔煉1.5，獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用水和氮氣霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；用10%的稀硫酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。從原料到鉑精礦，其含鉑為33.25%，鉑富集比達到28.41倍，鉑收率為99.20%。
[0016]實施例2
參見附圖1，條件:含氟失效鉑催化劑5000g，固氟劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.6倍，鉑捕集劑鐵黑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.8倍，造渣劑為石灰和石英，其加入量為含氟失效鉑催化劑重量比15%和10%，還原劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比8%，粘結劑淀粉加入量為含氟失效鉑催化劑重量比的0.5%，混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1300°C熔煉2.0h，獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用水和富氧霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；用15%的稀硝酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。從原料到鉑精礦，其含鉑為32.14%，鉑富集比達到36.35倍，鉑收率為99.03。
[0017]實施例3
參見附圖1，條件:含氟失效鉑催化劑lOOOOg，固氟劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.8倍，鉑捕集劑赤鐵精礦加入量為含氟失效鉑催化劑重量比1.0倍，造渣劑為石灰和石英，其加入量為含氟失效鉑催化劑重量比20%和15%，還原劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比6%，粘結劑淀粉加入量為含氟失效鉑催化劑重量比的0.7%，混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1350°C熔煉2.0h,獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用水和氧氣霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；用20%的稀鹽酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。從原料到鉑精礦，其含鉑為30.87%，鉑富集比達到32.96倍，鉑收率為99.62%。
[0018]實施例4
參見附圖1，條件:含氟失效鉑催化劑7000g，固氟劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比1.0倍，鉑捕集劑磁鐵礦加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.5倍，造渣劑為石灰和石英，其加入量為含氟失效鉑催化劑重量比30%和20%，還原劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比8%，粘結劑葡萄糖加入量為含氟失效鉑催化劑重量比的0.3%，混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1350°C熔煉2.0h,獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用水和氧氣霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；用15%的稀鹽酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。從原料到鉑精礦，其含鉑為30.29%，鉑富集比達到32.60倍，鉑收率為99.37%。
[0019]實施例5
參見附圖1，條件:含氟失效鉑催化劑8000g，固氟劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.7倍，鉑捕集劑菱鐵精礦加入量為含氟失效鉑催化劑重量比1.5倍，造渣劑為石灰和石英，其加入量為含氟失效鉑催化劑重量比30%和20%，還原劑加入量為含氟失效鉑催化劑重量比9%，粘結劑淀粉加入量為含氟失效鉑催化劑重量比的0.6%，混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1350°C熔煉2.0h,獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用水蒸汽霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；用20%的稀硫酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。從原料到鉑精礦，其含鉑為31.07%，鉑富集比達到32.88倍，鉑收率為99.45%。
【主權項】
1.一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法，其特征在于按以下步驟進行:(I)將含氟失效鉑催化劑與固氟劑、鉑捕集劑、造渣劑、還原劑、粘結劑混勻，采用成球機制成5cm球團，烘干，采用電弧爐在1300-1400°C熔煉l_2h，獲得鉑合金和熔煉渣，熔煉過程中氟進入渣中；(2)獲得的鉑合金采用中頻爐熔化，用霧化噴粉，形成細小鉑合金微粒；(3)用稀酸選擇性浸出鉑合金微粒中的鐵，經過過濾和洗滌，獲得鉑富集物，即為鉑精礦。2.根據權利要求1所述的一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法，其特征在于步驟(I)中固氟劑為生石灰、熟石灰、碳酸鈣、氫氧化鎂、碳酸鎂中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.4-1.0倍；鉑捕集劑為鐵紅粉、褐鐵精礦、菱鐵精礦、磁鐵精礦、赤鐵精礦、鐵黑中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.5-1.5倍；造渣劑為碳酸鈣、生石灰、氧化鎂、碳酸鎂、電石渣、石英砂中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比10-50% ;還原劑為焦粉、無煙煤、煙煤、褐煤、石墨粉中中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比2-10% ;粘結劑為水玻璃、淀粉、葡萄糖中一種或幾種，加入量為含氟失效鉑催化劑重量比0.1-0.8%。3.根據權利要求1所述的一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法，其特征在于步驟(2)中霧化劑為富氧、空氣、氮氣、水蒸汽中一種或幾種。4.根據權利要求1所述的一種從含氟失效鉑催化劑中富集鉑的方法，其特征在于步驟(3)中稀酸為5-30%稀硫酸、鹽酸、硝酸中一種或幾種。
【文檔編號】C22B11/00GK105861838SQ201510034386
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月23日
【發明人】范興祥, 雷霆, 余宇楠
【申請人】昆明冶金高等專科學校