一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法
【专利摘要】本发明公开了一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法。该工艺是将含氟失效铂催化剂与固氟剂、铂捕集剂、造渣剂、还原剂、粘结剂混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1300-1400℃熔炼1-2h，获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；获得的铂合金采用中频炉熔化，用雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；用稀酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。从原料到铂精矿，其含铂大于30%，铂富集比达到25-35倍，铂收率大于99.0%，铂精矿为提纯铂的优质原料。此方法操作简单、铂收率高、富集比高、环保、成本低，产业化前景好。
【专利说明】
一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法
技术领域
[0001]本发明属于稀贵金属冶金领域，涉及一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法。
【背景技术】
[0002]含氟失效铂催化剂为一种极为难经济有效提铂的二次资源，虽然铂含量约2-3%，但难于从失效催化剂中提取铂，其原因为含氟较高，氟含量达到8-15%，传统的氧化焙烧可以很好脱出氟并使铂得到有效富集，但存在氟腐蚀设备严重，如用硅碳棒或硅钼棒加热，不经对加热元件腐蚀，对周边耐火材料同样腐蚀，铂损失严重；湿法处理存在氟化氢腐蚀反应容器及设备等，且脱氟的效率不高。目前与之处理相关的方法如下:
张超杰等人发明涉及一种光还原脱氟降解全氟类化合物的方法(200910051114.8)，，将全氟类化合物置于装有紫外灯的反应容器中，再经投料口将还原性物质投入到反应容器中，经紫外灯进行紫外照射，全氟类化合物与还原性物质进行降解脱氟反应。与现有技术相比，本发明简单易行，在常温常压下进行，不需要复杂的设备；并且对全氟类化合物的初始浓度没有要求，任意浓度的全氟类化合物均可以采用本方法进行处理；分解后产物毒性降低，易于采用其他方法进一步处理。
[0003]何宇波公开了一种含氟、氯次氧化锌脱氟氯并富集有价金属的冶炼方法(发明专利申请号:201410176808.5)，涉及锌等有色金属的湿法和火法冶金技术领域，本发明的方法包括在回转窑中高温氧化焙烧次氧化锌，脱除氟氯后产出高纯氧化锌颗粒；同时有价金属以高温烟尘、烟气挥发，经循环喷淋、洗涤，有价金属进入喷淋溶液或沉淀，获得富集；进一步分离溶液中的有价金属，最后处理含氟、氯污水并达标排放或系统回用。从而在一次连续的多段工艺生产流程中将次氧化锌提纯，达到传统炼锌原料技术指标，有价金属得到5?20倍富集，由此炼锌企业能广泛使用各类次氧化锌作为原料，统一了生产工艺、降低生产成本，并综合回收了次氧化锌中多种有价金属，减少了污水的排放。
[0004]陈建湘发明一种低度氧化锌回转窑还原焙烧提质脱氟、脱氯、脱砷的方法(发明专利号:201210144782.7)。将低度氧化锌原料加入回转窑，在窑内高温和微负压条件下进行焙烧，窑内温度为900?950°C，窑尾温度为550?650°C，回转窑转速控制在每分钟1.5转，焙烧时间为I?1.5小时，使氟、氯化合物发生物理、化学变化，促进铅、锌的氟氯化合物分解成气态，低沸点氟氯化合物挥发，随炉气和含铅烟尘进入多管除铅系统、布袋收尘系统、脱硫塔尾气处理系统中而被除去，焙烧后的低度氧化锌通过冷却回转窑后得到成品。本发明在氯脱除率，Zn可熔率，煤耗上具有明显优势，降低能耗近三分之一；减少煤中夹带的含硫因素对环境的影响等要素，大大降低了环境的污染。
[0005]黄俊等人发明公开了属于环境污染废物处理技术领域的一种基于机械力化学处理全氟和多氟化合物固体废物的方法(发明专利申请号:201110339134.2 )，此方法在常温常压条件下，将全氟或多氟化合物固体废物与脱氟试剂混合后置于行星式高能球磨反应器内，利用机械力化学反应实现全氟和多氟化合物的高效降解和脱氟。本发明降解全氟及多氟化合物固体废物具有以下优点:工艺流程简单、反应条件温和(常温常压下即可)、反应能耗和运行成本相对较低、目标染物彻底分解并脱氟、最终产物完全无机化和无害化、过程中不会产生有害气体或液体。
[0006]刘国标在《湿法冶金》2011年第I期介绍了针对氧化锌烟尘浸出液中氟含量较高，研究了分别采用MgC03、MgSO4, Mg (OH) 2及MgO以MgF 2沉淀法脱除氟，对比了 4种含镁化合物的脱氟效果，考察了以Mg(OH)2为除氟剂配加少量硫酸铝时，温度、时间、酸度、用量对除氟效果的影响。结果表明:添加3g/L的Mg(OH)2，配以适量硫酸招，控制温度在50~55°C、时间2h以上、pH=5.4条件下，氧化锌浸出液中氟质量浓度从0.736g/L降至0.443g/L。
[0007]付一鸣等人在《有色矿冶》1998年第3期阐述了铅烟化炉氧化锌烟尘脱氟、氯的焙烧实验过程。实验采用选择性氯化焙烧方法。实验结果表明，选择性氯化焙烧的炉料没有出现软化和结块现象，这是因为炉料中含铅化合物挥发的结果。在焙烧温度为900°C，焙烧时间为lh，氯化钠的加入量为理论盈的0.8倍，硫的加入量为理论量1.4倍的条件下，焙烧产物中氟和氯的百分含量均在0.04%以下，满足湿法炼锌的需要。
[0008]姜澜等人在《有色金属》2001年53卷第3期介绍了研究铅烟化炉氧化锌烟尘选择性氯化焙烧脱氟氯的过程。考察焙烧温度、焙烧时间、氯化钠和硫的加入量等因素对氟氯脱除效果的影响。实验结果表明，加入元素硫可以使氧化铅优先氯化并迅速挥发，避免物料烧结，有利于氟氯的脱除。在最佳条件下，焙烧产物中氟、氯的含量分别在0.015%和0.04%以下，满足湿法炼锌的要求。
[0009]综上，采用加捕集剂铁矿、造渣剂石灰和石英砂、固氟剂石灰、还原剂、粘结剂混匀，成球，干燥，电炉熔炼脱氟得到铂合金，采用中频炉加热融化-雾化喷粉形成铂合金微粒，稀酸选择性浸出铂合金中铁实现铂富集。此方法在查阅资料表明尚未见报道。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法，该方法为熔炼富集并脱氟，融化和雾化喷粉，稀酸选择性浸出富集铂，本方法简单、高效、富集比、收率高，易产业化，环保，产业化应用前景好。
[0011]本发明采用的技术方案是:一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法，其特征在于按以下步骤进行:(I)将含氟失效铂催化剂与固氟剂、铂捕集剂、造渣剂、还原剂、粘结剂混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1300-1400°C熔炼l_2h，获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；(2)获得的铂合金采用中频炉熔化，用雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；(3)用稀酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为钼精矿。
[0012]步骤(I)中固氟剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.4-1.0倍；铂捕集剂为铁红粉、褐铁精矿、菱铁精矿、磁铁精矿、赤铁精矿、铁黑中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.5-1.5倍；造渣剂为碳酸钙、生石灰、氧化镁、碳酸镁、电石渣、石英砂中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比10-50% ;还原剂为焦粉、无烟煤、烟煤、褐煤、石墨粉中中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比2-10% ;粘结剂为水玻璃、淀粉、葡萄糖中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.1-0.8%。步骤(2)中雾化剂为富氧、空气、氮气、水蒸汽中一种或几种。步骤(3)中稀酸为5-30%稀硫酸、盐酸、硝酸中一种或几种。
[0013]本发明的优点主要在于:
(1)还原熔炼加入固氟剂和铂捕集剂，一方面使氟进入中，另一方面得到铂合金，实现了铀与氟的有效分尚;
(2)铂合金经熔化和雾化喷粉，形成易溶铂合金微粒；
(3)稀酸选择性浸出铂合金微粒，铁浸出完全，铂富集比，为后续提炼铂的优质原料；
(4)过程简单、高效、富集比、收率高，易产业化，环保，产业化应用前景好。
【附图说明】
[0014]图1是从含氟失效铂催化剂中富集铂的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实例对本发明进一步详述:
实施例1
参见附图1，条件:含氟失效铂催化剂lOOOg，固氟剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.4倍，铂捕集剂铁红加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.5倍，造渣剂为石灰和石英，其加入量为含氟失效铂催化剂重量比10%和15%，还原剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比10%，粘结剂水玻璃加入量为含氟失效铂催化剂重量比的0.5%，混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1350°C熔炼1.5，获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；获得的铂合金采用中频炉熔化，用水和氮气雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；用10%的稀硫酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。从原料到铂精矿，其含铂为33.25%，铂富集比达到28.41倍，铂收率为99.20%。
[0016]实施例2
参见附图1，条件:含氟失效铂催化剂5000g，固氟剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.6倍，铂捕集剂铁黑加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.8倍，造渣剂为石灰和石英，其加入量为含氟失效铂催化剂重量比15%和10%，还原剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比8%，粘结剂淀粉加入量为含氟失效铂催化剂重量比的0.5%，混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1300°C熔炼2.0h，获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；获得的铂合金采用中频炉熔化，用水和富氧雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；用15%的稀硝酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。从原料到铂精矿，其含铂为32.14%，铂富集比达到36.35倍，铂收率为99.03。
[0017]实施例3
参见附图1，条件:含氟失效铂催化剂lOOOOg，固氟剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.8倍，铂捕集剂赤铁精矿加入量为含氟失效铂催化剂重量比1.0倍，造渣剂为石灰和石英，其加入量为含氟失效铂催化剂重量比20%和15%，还原剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比6%，粘结剂淀粉加入量为含氟失效铂催化剂重量比的0.7%，混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1350°C熔炼2.0h,获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；获得的铂合金采用中频炉熔化，用水和氧气雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；用20%的稀盐酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。从原料到铂精矿，其含铂为30.87%，铂富集比达到32.96倍，铂收率为99.62%。
[0018]实施例4
参见附图1，条件:含氟失效铂催化剂7000g，固氟剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比1.0倍，铂捕集剂磁铁矿加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.5倍，造渣剂为石灰和石英，其加入量为含氟失效铂催化剂重量比30%和20%，还原剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比8%，粘结剂葡萄糖加入量为含氟失效铂催化剂重量比的0.3%，混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1350°C熔炼2.0h,获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；获得的铂合金采用中频炉熔化，用水和氧气雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；用15%的稀盐酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。从原料到铂精矿，其含铂为30.29%，铂富集比达到32.60倍，铂收率为99.37%。
[0019]实施例5
参见附图1，条件:含氟失效铂催化剂8000g，固氟剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.7倍，铂捕集剂菱铁精矿加入量为含氟失效铂催化剂重量比1.5倍，造渣剂为石灰和石英，其加入量为含氟失效铂催化剂重量比30%和20%，还原剂加入量为含氟失效铂催化剂重量比9%，粘结剂淀粉加入量为含氟失效铂催化剂重量比的0.6%，混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1350°C熔炼2.0h,获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；获得的铂合金采用中频炉熔化，用水蒸汽雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；用20%的稀硫酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。从原料到铂精矿，其含铂为31.07%，铂富集比达到32.88倍，铂收率为99.45%。
【主权项】
1.一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法，其特征在于按以下步骤进行:(I)将含氟失效铂催化剂与固氟剂、铂捕集剂、造渣剂、还原剂、粘结剂混匀，采用成球机制成5cm球团，烘干，采用电弧炉在1300-1400°C熔炼l_2h，获得铂合金和熔炼渣，熔炼过程中氟进入渣中；(2)获得的铂合金采用中频炉熔化，用雾化喷粉，形成细小铂合金微粒；(3)用稀酸选择性浸出铂合金微粒中的铁，经过过滤和洗涤，获得铂富集物，即为铂精矿。2.根据权利要求1所述的一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法，其特征在于步骤(I)中固氟剂为生石灰、熟石灰、碳酸钙、氢氧化镁、碳酸镁中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.4-1.0倍；铂捕集剂为铁红粉、褐铁精矿、菱铁精矿、磁铁精矿、赤铁精矿、铁黑中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.5-1.5倍；造渣剂为碳酸钙、生石灰、氧化镁、碳酸镁、电石渣、石英砂中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比10-50% ;还原剂为焦粉、无烟煤、烟煤、褐煤、石墨粉中中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比2-10% ;粘结剂为水玻璃、淀粉、葡萄糖中一种或几种，加入量为含氟失效铂催化剂重量比0.1-0.8%。3.根据权利要求1所述的一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法，其特征在于步骤(2)中雾化剂为富氧、空气、氮气、水蒸汽中一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种从含氟失效铂催化剂中富集铂的方法，其特征在于步骤(3)中稀酸为5-30%稀硫酸、盐酸、硝酸中一种或几种。
【文档编号】C22B11/00GK105861838SQ201510034386
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月23日
【发明人】范兴祥, 雷霆, 余宇楠
【申请人】昆明冶金高等专科学校