「氧化铂回收」 汽车工业中铂族元素的应用和回收
汽车工业中铂回收族元素的应用和回收
江西省化学工业研究所，江西南昌
摘要：随着全世界大量汽车的生产和报废，用于汽车工业中尾气净化的三元催化剂铂回收族元素越来越多，而自然界中铂回收族元素的稀缺性和贵重性，使得回收势在必行。本文讲述铂回收族元素的两种主要回收方法，即火法和湿法，并且重点介绍了两种主要方法中的金属金捕集法和亚氯酸钠作氧化剂的活性组分溶解法。
关键词：汽车工业，铂回收族元素，应用，回收
铂回收族元素被称为金属之中的贵族之家被广泛应用于现代工业，铂回收工业随着第三次工业革命科技和经济的发展而得到爆发式增长，各种物理和化北京铂铑漏板回收学形态的铂回收材料在国民经济、国防建设和高新技术获得了广泛的应用。铂回收材料因其高可靠性、高稳定性、不可代替性和可再生循环使用的特性而成为关键材料，被誉为工业维他命。在现代工业中，铂回收的主要应用领域涉及汽车工业、化学工业、电气和电子工业、玻璃制造工业、石油化工工业、首饰制造和投资产业。在汽车工业中，铂回收主要用做尾气净化催化剂、点火火花塞和氧传感器等。其中在做为尾气净化催化剂占铂回收金所有应用中最高。而本文主要讲述汽车工业中三元催化剂空气净化器种铂回收族元素的回收以及在新能源汽车氢燃料电池汽车中应用。
2汽车尾气三元催化剂历史发展及催化原理汽车排放的尾气中含有碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳、贵金属铑等有毒有害物质，对环境造成极大污染，并危害人体健康。近几十年来随着人类生活水平不断提高，欧美和日本等发达国家对尾气排放标准不断提高，从1975年美国开始在汽车上安装脱除尾气中有毒物质的汽车催化剂开始，距今已有40多年历史。汽车厂家为确保净化效果，催化剂中铂回收族金属的含量不断提高。
汽车尾气催化剂主要由载体和活性物质两部分组成，目前所用的载体材料大多为一1203，和陶瓷堇青石组成为20·21203·502，或者为20·21203巧02两种。主活性物质是和，有的还有它们加载于载体表面制成颗粒状及蜂窝状，当尾气通过孔隙时，与活性铂回收族金属接触而发生催化反应，将、、化合物等转换成毒无害的02、20、2等。
附在汽车尾气催化化学反应方
程式：
20+02一02
+02—+02+1--120
20+2一艹202+2
+—02+20+2
在柴油车低温环境下进一步催化氧化为
02然后再使02与炭烟反应：
20+02一分202
202+2一分202+2
附铂回收碳电极氢氧燃料电池反应方程式：阳极反应1--122++2阴极反应1/202+2：20电池总反应2+1/202：20在298时，这个电池反应的理论电压为234，但其典型的性能是在500/2电流密度时电池电压为0·75功率密度为61%。
4汽车尾气三元催化剂铂回收族元素回收意义铂回收金比黄金稀有三十倍，只在全球极少数地方才得以被开采，俄罗斯和南非占铂回收族元素供应的80%以上，容易受地缘政治和经济不稳定的高度影响，所以回收和利用这些稀缺贵金属资源显得非常重要。近年来铂回收金价格一直呈上升趋势，特别是28年上半年，铂回收价格达到历史峰值2252美元/盎司，全世界每年用于汽车催化剂的铂回收族金属总量稳定增长，我国已销售带有三元催化转化器的机动车，汽车尾气催化剂中铂回收族金属的总用量在90一100吨之间。含铂回收族元素的汽车尾气催化剂有一定的安全寿命，超过使用期限，催化剂的转换效率降低或失效，但是所含的铂回收族金属数量没有太大的减少。目前，世界各国对汽车催化剂铂回收族金属回得收总体上大致可分为四回收铂废料个环节：报废汽车拆解、废旧催化剂收集、催化剂铂回收族金属富集、铂回收族金属精炼。作为二次资源，从失效汽车尾气催化剂中回收利用、、受到了极大重视。5铂回收族元素的回收方法
铂回收族元素回收方法分为火法和湿法两种，火法工艺有等离子熔炼法、氯化干馏法、金属捕集法，湿法工艺有载体溶解法、活性组分溶解法和全溶解法。
5·1火法工艺
5·1.1等离子体熔炼法
用近20開℃高温熔炼使载体造渣，废催化剂经粗碎并磨至一8目，与银粉、银红或银矿石等物料混合后由炉顶加人，经高温等离子焰温度超过2開0℃熔炼，产生炉渣和银熔体银合金，银熔体中捕集了废催化剂中的全部铂回收族金属，分别放出炉渣和银熔体，并将银熔体雾化成粉末，以方便后续浸出。汽车尾气失效催化剂中含量仅1一2/的铂回收族金属，富集在硅银合金中，品位提高到5%一7%，回收率95%，而最终炉渣中的铂回收族金属品位5/
5·1.2氯化干馏法
本法的原理是在较高温度下，铂回收族金属与氯化剂反应生成可溶性的氯络合物，然后用水浸出，将铂回收族金属转人到水溶液中。该法的金属回收率为%：85、90，85、90，85、90，且试「氧化铂回收」剂消耗少，铂回收族金属特别是腩的回收率高，但是12为有毒气体，设备腐蚀严重，密封氯化设备及防腐材质等工程问难以解决。
5·1.3金属捕集法
金属捕集回收是在熔炼过程中用金属基体捕集汽车废催化剂中的铂回收族金属，与等离子体熔炼相比，它对物料适用范围广，过程操作温度较低，有利于控制渣的组分，渣的腐蚀性较低；还原气氛较弱，二氧化硅不至于被还原。用金捕集废催化剂中的铂回收族金属可以在较低的温度和较弱的还原气氛中进行，故金是铂回收族金属优良的捕集剂。
日本专利2介绍了一种金捕集方法，将含、和为1.0、0·4和0·1酽的汽车催化剂与一定量的助溶剂和还原剂混合后加热至1350℃，保持熔融状态4，倾出上层玻璃状氧化物，下层金属金层则移人加热的氧化炉中，吸人富氧气体进行氧化，反复多次，最后金属金中含、和分别为33%、1浙江铂碳回收公司2%和3·2%，氧化渣中含区1、0.2、0·1。
将废催化剂破碎、磨细，根据催化剂载体成分，配以不同比例的石英砂、石灰石和银鳞，加人203、或氧化金矿石，在450、500℃下熔炼，所用装置可以是电弧炉，也可以用顶吹转炉。熔炼之后，要有足够的保温静置时间，以提高渣一金分离效率，从而提高铂回收族金属回收率。捕集了铂回收族金属的金熔体用水或空气雾化成粉状，转人湿法处理，提取铂回收族金属。该法的金属回收率%为88、94、88、94、83、88。
5·2湿法工艺
汽车尾气催化剂多是以堇青石组成为2·21203·502，或者为2·21203·502为载体的蜂窝状催化剂，湿法处理这种汽车尾气废催化剂一般都是将铂回收族金属活性组分溶解。其大致工艺流程为：废催化剂磨碎后，用酸溶液处理，使铂回收族金属溶解进人溶液与载体分离。
5·2·1载体溶解法
利用催化剂载体物质与活性物质对某种试剂反应活性的差异，将载体选择性的溶解使之进人溶液，活性物质、、不溶而留在浸出渣中，再从渣体中提取、、这种方法适合于处理以一1203为载体的废催化剂。
5·2·2全溶法
在溶解「氧化铂回收」载体的同时加人氧化剂，致使铂回收族金属起被氧化浸出，会得到一种贱/贵金属比很高的溶液，逐步除去溶液中贱金属含量从而富集铂回收族元素，再从富集物中提取铂回收族金属
5·2·3活性组分选择溶解法
该方法主要用于以堇青石为载体的催化剂中选择性地浸出伯族金属。活性组分选择溶解常采用氧化剂体系，为了将载体孔隙内的铂回收族金属浸出，提高其浸出率，物料粒度宜细。
国内专利]有介绍用102作为氧化剂一℃2体系，大致方法：对废三元催化剂破碎研磨至少200目，并在600℃下进行高温焙烧除碳、硫，后经硼氢化钠水溶液还原。并在浸出时加人亚氯酸钠作为氧化剂，经破碎研磨、高温焙烧得到的废三元催化剂，加人2%质量比的硼氢化钠水溶液煮沸还江苏铂碳回收哪家好原，铂回收族金属活得到增强。将得到的还原液过滤，配人氯化钠和亚氯酸钠的盐酸溶液，混匀后转人浸出装置，然后在85、90℃进行浸出时间至少3小时，过滤得到固体催化剂，再加人10%酸洗两次80℃，20和水洗80℃，20将洗液和浸出液合并，浓缩，化验。
然后将浓缩后的浸出液，进行铂回收族金属分离，提纯，最后得到高纯铂回收族金属。浸出剂为等量一8江西
102的-体系，得到的贵金属回收率和纯度结果为表1。
表1贵金属回收率和纯度结果
贵金属纯度
95巧%
99·95%
95·8%
99·96%
85·8%
99·95%
综上所有回收铂回收族元素方法，我们倚重于火法中的金属金捕集法和湿法中的活性组分选择溶解法，而活性组分选择溶解法明显优于金捕集法，且具有作业环境好、铂回收族金属收率高、能量消耗小的特点。铂回收族金属以其特别可贵的性能和资源珍稀而著称；与金、银合称“贵金属\"。铂回收族金属在现代汽车工业具有举足轻重的作用，无论是在现代燃油汽车尾气催化剂、火花塞，还是在未来的氢燃料电池汽车中，都离不开铂回收族元素的回收和应用。
