种提取固体原料中贵金属和稀有金属的方法

1、权利要求书1 .一种提取固体原料中贵金属和稀有金属的方法,其包括以下步骤：1用氧气或空气在200-500C的温度下预处理原料0.2h以上;2再在200-500C温度下用一氧化碳气体处理经历过步骤1原料0.2-1.5h;3再将经历过步骤2固体原料用氯酸钠酸性溶液在30-180C的温度下浸取；4过滤、洗涤固体残渣.2 .根据权利要求1所述的方法,其中步骤2也可改用氢气在200-500C温度下处理经历过步骤1原料0.5h以上.3 .根据权利要求1所述的方法,其中步骤3中氯酸钠酸性溶液也可改用通氯气的酸性溶液.无论是哪种溶液,实际溶液的复原电位相对于氢电极应保持在1200mV左右.4 .根据权利要求1

2、所述的方法,其中步骤3中氯酸钠酸性溶液中酸可以是盐酸也可以是盐酸和硫酸的混合物.5 .根据权利要求1所述的方法,其中步骤3中氯酸钠酸性溶液中可以在溶液最高温度时参加少量过氧化氢溶液.6 .根据权利要求1所述的方法,其中步骤1中氧气或空气的流速应4mL/min以上.7 .根据权利要求1所述的方法,其中CO流速应在4-18cm/min.8 .根据权利要求2所述的方法,其中H2流速应在4cm/min以上.9 .根据权利要求1所述的方法,其中所述固体原料粒度应小于74微米.10 .根据权利要求1所述的方法,其中所述固体原料是废旧汽车催化剂.说明书一种湿法提取稀贵金属的方法技术领域本创造涉及提取稀贵金属

3、的方法,更具体地涉及提取贵金属例如粕族金属、金和稀有金属例如机、钱、鸨、钥、钥、锂、错、错、钱、锢、院、错的方法,尤其是提取废旧汽车催化剂中粕族金属的方法.背景技术中国粕族金属天然矿物资源储量极度匮乏,2021年查明的粕族金属资源储量为324.13吨,占世界总储量的0.46%.目前我国粕族金属年生产量约200公斤,远远不能满足国防和工业的需要,年需求量的90%以上依赖进口.因此,如何高效地从原料例如天然矿物质、废料等中提取贵金属有着非常重要的经济和社会效益.近年来,随着我国汽车工业的高速开展,形成了大量的失效汽车尾气净化催化剂简称汽车催化剂,其中很大一部份是国外厂家生产的,原料来源于国外.国外

4、生产的绝大局部汽车催化剂中粕族金属单质含量总和为0.1wt.%左右.汽车催化剂中Pt含量通常为300-1000ppm,Pd含量为200-800ppm,Rh含量为50-100ppm.目前中国一年产生500吨左右的失效汽车催化剂,含粕、钳、车老约600公斤,预计到2021年后,产生的失效汽车催化剂将到达5000吨,含粕、钳、钱超过6吨.2004年全世界85%Rh、50%Pd、43%Pt用于汽车尾气净化催化剂的制造.目前报废汽车催化剂在许多国家是第一位的粕族金属二次资源.另外,在石油化工等工业生产中也会产生失效稀贵金属催化剂,也存在如何回收其中的稀贵金属的问题.绝大局部汽车催化剂载体是由抗热震性好的

5、陶瓷材料做成,如堇青石或三氧化二铝,其中堇青石是最常用的陶瓷材料,起催化作用的粕族金属粕钱钳和催化助剂稀土翎铀就负载在这样的载体上.报废汽车催化剂中粕族金属粕钱钳以金属单质或金属氧化物形式存在,稀土翎铀以氧化物形式存在.所谓提取就是将催化剂中这些元素从固体中转移到溶液中.常规地,用王水高温95C湿法处理汽车催化剂,粕和钱的提取率分别不到60%和45%.尽管全世界提由了许多湿法提取报废汽车催化剂中粕、钳、铭的方法,这些方法一个共同缺乏是钱的提取率低,一般不超过50%o目前国际上主要用等离子电弧炉在2000C以上的高温火焰中将汽车催化剂进行熔炼,以提取其中的粕、钳、铭三种粕族金属.上述过程中形成的

6、硅铁合金和粕族金属形成新的合金相Si-Fe-PGM,该物相具有极强的抗酸碱水平,不容易进行后续处理,只有少数国家掌握此技术.尽管此过程粕族金属提取率高,但存在能耗大,步骤多,设备投资大等缺乏之处,很难被中小企业所应用.为此本创造提由一种湿法高效提取报废汽车催化剂中粕、钳、钱的方法,此方法特点是钱的提取百分率绝对值较以往方法提升了近30%.创造内容本创造提生了一种从报废汽车催化剂或其它固体原料中提取贵金属例如粕族金属、金和稀有金属例如机、钱、鸨、铝、钥、锂、错、错、钱、锢、院、错的方法.本创造方法的原理一是先将粉末原料中局部单质碳通过氧气或空气焙烧法转变成气体如CO或CO2除去,减少单质碳对提取

7、液中稀贵金属的吸附,并且改善原料外表孔道结构,易于后续湿法浸取稀贵金属.二是用一氧化碳或氢气处理上述经氧气或空气焙烧过的原料,使原料中的稀贵金属氧化物还原成金属,易于后续湿法浸取.三是将上述第二步处理后的固体粉末原料用含氯酸钠的强氧化性酸性溶液在一定温度浸取,使得稀贵金属氧化成可溶于稀酸的络合离子,这样就把稀贵金属由固体转移到溶液中,从而提取由来.具体而言；本创造包括以下步骤：一种提取固体原料中贵金属和稀有金属的方法,其包括以下步骤：1用氧气或空气在200-500C的温度下预处理原料0.2h以上；2再在200-500C温度下用一氧化碳气体处理经历过步骤1原料0.2-1.5h;3再将经历过步骤2

8、固体原料用氯酸钠酸性溶液在30-180C的温度下浸取；4过滤、洗涤固体残渣.由此把稀贵金属由固体转移到滤液中,从而提取由来.进一步,所述步骤2也可改用氢气在200-500C温度下处理经历过步骤1原料0.5h以上.其中氢气流速应在4cm/min以上.进一步,所述步骤3中氯酸钠酸性溶液也可改用通氯气的酸性溶液.无论是哪种溶液,实际溶液的复原电位相对于氢电极应保持在1200mV左右.进一步,所述步骤3中氯酸钠酸性溶液中酸可以是盐酸也可以是盐酸和硫酸的混合物.进一步,所述步骤3中氯酸钠酸性溶液中可以在溶液最高温度时参加少量过氧化氢溶液.进一步,所述步骤1中氧气或空气的流速应4mL/min以上.进一步,

9、所述步骤2中CO流速应在4-18cm/min.进一步,所述固体原料粒度应小于74微米.进一步,所述固体原料是废旧汽车催化剂.具体实施方式本局部将详细地说明本创造的方法,其中以含有贵金属例如粕、钱、钳废旧汽车催化剂为例,然而,本领域技术人员应当理解,本创造的方法并不仅限于应用于汽车催化剂,也可以应用于其他含稀贵金属的原料,例如石油化工工业中使用的类似催化剂、天然矿物等等.贵金属可以是钉、钱、钳、钺、铢、粕、金、银等.稀有金属可以是机、钱、鸨、车目、钥、锂、错、错、钱、锢、院、铭等.滤液中稀贵金属氯化物的分析可以用等离子体质谱ICP-MS或等离子体原子发射光谱ICP-AES或其它分析方法如分光光度

10、法.滤液中奥一稀贵金属浓度记为Cippmo滤液的体积经测定为VmLo那么重量为Wg的原料中莫种金属i的提取量xi为：<math><mrow><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mo>&times;</mo>&

11、lt;mi>V</mi></mrow><mi>W</mi></mfrac><mo>&times;</mo><msup><mn>10</mn><mrow><mo>-</mo><mn>4</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mo>%</mo><mo>)</mo><

12、;/mrow></mrow></math>在本文中,金属提取率是指原料粉末经上述火法预处理和湿法后处理后,转移到后处理的提取滤液中可溶性该种金属质量与投入反响的原料粉末中实际含有的该种金属质量的比值百分率.金属i的提取率刀表示为：<math><mrow><mi>&eta;</mi><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mi>&a

13、mp;mu;</mi></mfrac><mo>&times;</mo><mn>100</mn><mrow><mo>(</mo><mo>%</mo><mo>)</mo></mrow></mrow></math>以为用其它国际标准方法,如专业分析人员进行的贵金属火试金法分析,得由的原料中莫种金属i的重量百分含量,可当做标准值.实施例1将5.0000g粒径小于74微米失效汽车催化剂枯燥粉末装入一石英舟中

14、,将石英舟置于上下可开启式管式炉的恒温区中的反响管中.然后将管式炉在通8cm/min的瀛气条件下升温至300C,再将瀛气切换成16cm/min氧气,在300C反响2小时.再将氧气切换成16cm/min瀛气,通气半小时,将管中残留氧气除去.再将瀛气切换成16cm/minCO,在300c反响1小时.低温火法预处理后,将炉温冷却至室温,将石英舟从反响管中取由.将上述经过预处理的催化剂粉由石英舟全部转移入250ml三口烧瓶中,力口入50ml混合液混合液：盐酸4mol/L和浓硫酸6mol/L,加热至95c温度,再参加双氧水3mL,搅拌转速230r/min,缓慢参加2mol/L的NaClO3溶液10ml,

15、然后继续保温反响2h,然后停止加热搅拌,静置冷却,过滤、洗涤滤渣.用等离子体质谱ICP-AES分析滤液中粕族金属粕、铭、钳的浓度ppm.经测定,催化剂固体Pd、Pt、Rh的提取率刀分别为99%,99%,82%.实施例2将5.0000g粒径小于74微米失效汽车催化剂枯燥粉末装入一石英舟中,将石英舟置于上下可开启式管式炉的恒温区中的反响管中.然后将管式炉在通8cm/min的瀛气条件下升温至300C,再将瀛气切换成16cm/min氧气,在300c反响2小时.再将氧气切换成16cm/min瀛气,通气半小时,将管中残留氧气除去.再将瀛气切换成16cm/minH2,在300c反响2小时.低温火法预处理后,将炉温冷却至室温,将石英舟从反响管中取由.将上述经过预处理的催化剂粉由石英舟全部转移入250ml三口烧瓶中,力口入50ml混合液混合液：盐酸4mol/L和浓硫酸6mol/L,加热至95c温度,再参加双氧水3mL,搅拌转速230r/min,缓慢参加2mol/L的NaClO3溶液10ml,然后继续保温反响2h,然后停止加热搅拌,静置冷却,过滤、洗涤滤渣.用等离子体质谱ICP-AES分析滤液中粕族金属粕、铭、钳的浓度ppm.经测定,催化剂固体Pd、Pt、Rh的提取率刀分别为92%,85%,81%.