Способ извлечения металлов платиновой группы из отработанных автомобильных катализаторов


 


Владельцы патента RU 2531333:

Ахметов Радик Расулович (RU)
Чухловин Александр Николаевич (RU)

Изобретение относится к пирометаллургии. Отработанные автомобильные катализаторы измельчают с получением фракции 3-5 мм, готовят шихту путем перемешивания измельченных катализаторов с металлической стружкой на основе меди или железа и негашеной известью в качестве флюса, наплавляют в дуговой печи коллектор из металлического лома или металлической стружки на основе меди или железа, осуществляют плавку шихты в дуговой печи с нагревом шихты до температуры плавления, затем проводят нагрев до температуры 1600-1700 ºС и выдержку при этой температуре для осаждения капель металлической фазы на подине дуговой печи с получением концентрата металлов платиновой группы, сливают пустой шлак, а затем сливают концентрат металлов платиновой группы. Обеспечивается повышение извлечения металлов платиновой группы.

 

Изобретение относится к переработке вторичного сырья, в частности к пирометаллургическому способу переработки отработанных автомобильных катализаторов (OAK) на основе сотообразных керамических блоков, состоящих из оксидов алюминия, кремния и магния и содержащих металлы платиновой группы (МПГ), где МПГ применяются в виде двойных или тройных систем, например: Pt/Rh; Pd/Rh; Pt/Pd/Rh, с извлечением последних.

Известен способ извлечении МПГ из отработанных катализаторов, в том числе автомобильных, на основе оксидов алюминия, кремния и магния, содержащих платину или палладий, заключающийся в измельчении катализатора, кислотной обработке, шихтовании твердого остатка с гидроксидом щелочного металла, спекании, водном выщелачивании спека и фильтрации с получением концентрата платиновых металлов (патент RU 2138568 C1, C22B 11/00, 27.09.1999).

Недостатки данного способа:

- использование дорогостоящих, токсичных, химически опасных реагентов;

- получение большого количества опасных отходов;

- возникновение проблем с утилизацией отходов;

- сложность регенерации отходов.

Известны также способы извлечение МПГ из отработанных катализаторов их окислением газообразными реагентами (окислительный обжиг с кислородом, хлорирование, фторирование) с последующим их отделением от основы. В указанных случаях, например при хлорировании, проводят высокотемпературную обработку до образования летучих карбонилхлоридов платины, которые улавливают абсорбцией и выделяют металл восстановительным осаждением (патент JP 5414571 от 08.06.79, патент US 4069040 от 17.01.78., патент US 4077800 от 07.03.78).

Недостатки данного способа:

- высокоагрессивные газообразные реагенты весьма опасны в работе и требуют использования дорогостоящего оборудования;

- соблюдение повышенных мер безопасности;

- необходимость утилизации ядовитых соединений.

Заявляемое изобретение направлено на разработку более быстрого, простого, дешевого и экологически более чистого способа отделения МПГ от OAK; исключение из процесса переработки OAK дорогостоящих, токсичных, химически опасных реагентов и продуктов их отходов; повышение концентрации МПГ в металлической фазе для ее последующей аффинажной переработкой; снижение потерь МПГ при их извлечении из OAK, повышение качества конечного продукта - металлического концентрата МПГ.

Способ включает плавку шихты, состоящей из измельченных OAK, перемешанных с металлической стружкой на основе меди или железа и негашеной известью в качестве флюса, с концентрацией извлекаемых МПГ в металлической фазе на подине печи.

Осуществление способа переработки OAK заключается в следующем:

- измельчают OAK с получением фракции 3-5 мм;

- подготавливают порционно шихту, для этого перемешивают измельченные OAK с металлической стружкой на основе меди или железа и негашеной известью в качестве флюса. Металлическую стружку в шихту вводят на определенные марки катализаторов. Металлическая стружка в шихте необходима для более полного извлечения МПГ из шлакового расплава - капли расплавленного металла притягивают микроскопические капли МПГ. Выбор материала металлической стружки на основе меди или железа производят в зависимости от состава (марки) OAK;

- плавку шихты осуществляют в дуговой печи (постоянного или переменного тока).

В начале процесса в дуговой печи производят наплавление коллектора из металлического лома или металлической стружки на основе меди или железа. Затем в печь вводят первую порцию заранее приготовленной шихты. Шихту вводят равномерно в зону устойчивого горения дуги. После введения всей порции шихты ее полностью расплавляют, нагревают до температуры 1600-1700°C и дают термовременную выдержку (ТВВ) при этой температуре для осаждения на подине дуговой печи капель металлической фазы, образовавшихся в процессе плавки.

После проведения ТВВ «пустой шлак» (т.е. шлак, не содержащий МПГ) сливают в металлические изложницы. Металлический концентрат остается в печи.

Затем на жидкий металлический концентрат вводят вторую порцию шихты и проводят повторно все описанные выше операции плавления, нагрева и ТВВ. И т.д. с третьей и последующими порциями. При этом концентрация МПГ в металлической ванне постоянно повышается.

В конечном итоге получается концентрированная металлическая фаза с содержанием МПГ до 2%, которая разливается в специальные изложницы. Получившиеся слитки концентрата идут на аффинаж. На аффинажных предприятиях обычными химическими или электрохимическими методами извлекаются МПГ в чистом виде.

«Пустой шлак» тоже перерабатывается: дробится; проходит магнитную сепарацию для извлечения возможных неорганизованных утечек концентрата МПГ вместе со шлаком.

Дробленный шлак может использоваться как щебень для дорог.

Способ извлечения металлов платиновой группы из отработанных автомобильных катализаторов, включающий измельчение указанных катализаторов, перемешивание с добавками, нагрев до высоких температур, отличающийся тем, что отработанные автомобильные катализаторы измельчают с получением фракции 3-5 мм, готовят шихту путем перемешивания измельченных отработанных автомобильных катализаторов с металлической стружкой на основе меди или железа и негашеной известью в качестве флюса, наплавляют в дуговой печи коллектор из металлического лома или металлической стружки на основе меди или железа, осуществляют плавку шихты в дуговой печи с нагревом шихты до температуры плавления, затем проводят нагрев расплава до температуры 1600-1700°С и термовременную выдержку при этой температуре для осаждения капель металлической фазы на подине дуговой печи с получением концентрата металлов платиновой группы, сливают из дуговой печи пустой шлак, а затем сливают концентрат металлов платиновой группы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения коллективного концентрата для извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов предприятий, перерабатывающих калийно-магниевые руды и каменную соль.

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Cпособ получения тетраоксида осмия включает загрузку контейнера с порошком металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь.

Изобретение относится к области гидрометаллургии драгоценных металлов. Способ переработки сульфидного сырья, содержащего драгоценные металлы, включает измельчение сырья до крупности не более 90 % класса минус 10 мкм, автоклавное окисление при подаче кислорода при температуре 100-110°C и парциальном давлении кислорода 1,0÷1,5 МПа с получением пульпы.

Изобретение относится к разделению и концентрированию металлов и может быть использовано для разделения платины, родия и никеля. Способ отделения платины (II, IV) и родия (III) от никеля (II) в хлоридных растворах, включает сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию этих металлов.

Изобретение относится к химии и гидрометаллургии, в частности к устройству для выщелачивания металлов и их соединений. Устройство содержит конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси.
Изобретение относится к пирометаллургии. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает расплавление исходного сырья с флюсом, содержащим 3-15 мас.% обезвоженной буры, 0,5-3 мас.% оксида кальция и 0,4-3 мас.% кварцевого песка относительно суммы масс примесей в исходном продукте.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений. Способ включает приготовление суспензии из глинистых отложений, улавливание из суспензии тонкодисперсного золота сорбцией введением сорбента на основе растительного материала, предварительно измельченного до крупности 0,3 мм, в суспензию и перемешиванием.

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор.

Изобретение относится к способу извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов. Способ включает пропускание раствора через полимерное волокно для сорбции ионов серебра.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения серебра из щелочных цианистых растворов цементацией.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способу аффинажа серебра. Способ включает химическое растворение исходного сырья, очистку раствора от примесей и получение чистого серебра из очищенного раствора. Серебро осаждают из раствора в виде хлорида. Затем хлорид серебра перемешивают в водном растворе спирта и добавляют сахар с получением металлического серебра и раствора соляной кислоты. Маточный раствор осаждения хлорида серебра направляют на растворение исходного сырья. Маточный раствор после восстановления серебра направляют на осаждение хлорида. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии и повышение в 2-3 раза скорости выделения чистого серебра из растворов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к металлургии. Устройство для выщелачивания благородных металлов включает конический реактор с крышкой, патрубками ввода и вывода реакционной смеси, узел для принудительной циркуляции, состоящий из насоса и соединительных труб. Узел принудительной циркуляции снабжен эжектором, присоединенным к нижней части конического реактора, при этом сопло эжектора соединено с выходом циркуляционного насоса, всасывающая камера эжектора выполнена с каналом, соединяющим ее с внутренним объемом реактора, а диффузор эжектора соединен с патрубком ввода реакционной смеси в реактор. Патрубок ввода реакционной смеси расположен тангенциально в верхней части реактора, а патрубок вывода реакционной смеси расположен по центру крышки реактора, погружен в реакционную смесь и соединен со входом циркуляционного насоса. Обеспечивается повышение скорости выщелачивания благородных металлов. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков энергетических предприятий. Способ включает подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающим раствором, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов. При этом на стадии накопления биомассы микроорганизмов добавляют насыщенный раствор карбоната кальция в количестве 1-10% от расхода выщелачивающего раствора. Бактериальное выщелачивание проводят в режиме многокамерной флотации с интенсивностью аэрации 0,1-0,5 м3/м2·мин, причем интенсивность аэрации в каждой последующей камере снижают по сравнению с предыдущей на 5-10%. В качестве микроорганизмов используют бактерии рода Acidithiobacillales. Флотацию осуществляют с использованием мелкодисперсной аэрации со средним размером пузырьков 20-300 мкм. Размер пузырьков в каждой последующей камере увеличивают на 10-15%. Техническим результатом изобретения является повышение извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков за счет интенсификации процесса культивирования организмов 3 з.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способу переработки упорных высокоуглеродистых золотоносных пород. Способ переработки включает флотацию графита и извлечение золота выщелачиванием кислыми растворами тиомочевины. При этом перед выщелачиванием хвосты флотации подвергают сухой магнитной сепарации. Сухую магнитную сепарацию осуществляют в магнитном поле 800-1000 эрстед с концентрированием золота в немагнитной фракции c содержанием 5,2-5,6 г/т золота. Выщелачиванию упомянутым кислым раствором тиомочевины подвергают немагнитную фракцию. Техническим результатом является снижение удельного расхода реагентов при переработке высокоуглеродистых золотоносных пород и, соответственно, повышение эффективности процесса в целом. 3 пр.
Изобретение относится к металлургической отрасли, в частности к способу выделения серебра из медного серебросодержащего сплава в процессе электролитического получения меди. Способ включает проведение электролиза с анодным растворением медной основы сплава и с переводом серебра в шлам. Перед электролизом электролит предварительно дегазируют. Исходный сплав помещают в кассету. В процессе электролиза кассету с исходным серебросодержащим медным сплавом периодически подвергают действию ультразвука с плотностью энергии, превышающей порог кавитации в электролите, приводящего к очистке поверхности гранул серебросодержащего сплава. Техническим результатом является снижение удельного расхода электроэнергии и повышение концентрации серебра в шламе. 1 табл., 2 пр.
Изобретение может быть использовано при переработке вторичного сырья, включающего отработанные катализаторы, содержащие металлы платиновой группы и рений, и концентраты. Способ электрохимического извлечения благородных металлов включает обработку материала в электролите с выщелачиванием и предварительной активацией благородных металлов переменным током и последующее их электроосаждение из электролита на катод. Предварительную активацию благородных металлов и последующее их электроосаждение из электролита на катод проводят при температуре 90-160°C в условиях наложения процессов электролиза в переменном и в постоянном токах. Электроосаждение благородных металлов на катод ведут циклически, в условиях уменьшения объема электролита до прекращения прохождения тока. Затем добавляют свежий электролит до первоначального объема и повторяют стадию электроосаждения. Количество циклов электроосаждения благородных металлов на катод составляет 1-3. Технический результат заключается в упрощении процесса и повышении извлечения благородных металлов за счет обеспечения более эффективной депассивации благородных металлов и ускорения кинетики электроосаждения. 1 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии. Наночастицы платиновых металлов получают в прозрачной жидкости на водной основе 7 при разрушении мишени 6 из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения 2, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди 1 с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы 5 к мишени 6, помещенной в кювету 5 с прозрачной жидкостью на водной основе 7. Изобретение позволяет получать чистые наночастицы в виде чешуек с размером не более 200 нм без посторонних примесей. 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке концентратов флотации шламов электролиза меди, содержащих селенид серебра, и может быть использовано при производстве серебра и солей селена из шламов медного производства. Способ включает выщелачивание исходного флотоконцентрата при комнатной температуре раствором щелочи в присутствии реагента-окислителя при соотношении Ж:Т, равном 10, с переводом благородных металлов в осадок. При этом селен переводят в раствор в виде селенитов натрия. В качестве реагента-окислителя используют пероксид водорода в количестве 20-30% от массы перерабатываемого концентрата. Техническим результатом является упрощение процесса за счет сокращения стадий при сохранении высоких показателей извлечения и разделения серебра и селена. Кроме того, способ позволяет использовать экологически безопасные и недорогие реагенты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.
Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для экстракционного извлечения золота(III) из солянокислых растворов от выщелачивания золотосодержащих промпродуктов и концентратов. Экстракцию ведут из солянокислого раствора с концентрацией 1-5 моль/л HCl. В качестве экстрагента в раствор вводят неразбавленный вторичный алифатический спирт нормального строения с числом атомов углерода С7-С12. Экстракцию осуществляют противотоком на 2-4 ступенях при О:В=1:2-20 с переводом в экстракт золота(III), а в рафинат - основной части кислоты и примесных элементов. Процесс ведут при обеспечении в рафинате равновесной концентрации соляной кислоты 1-5 моль/л до остаточного содержания золота в рафинате менее 3 мг/л. Насыщенный экстракт промывают водой или раствором соляной кислоты с концентрацией 0,1-0,5 моль/л на 1-4 ступенях при O:В=3-20:1. После промывки экстракта производят реэкстракцию золота(III) раствором аммиака или раствором тиомочевины с рециклом очищенного экстрагента на стадию экстракции. Техническим результатом является извлечение золота до 99,40-99,99%, уменьшение соэкстракции примесей и сокращение объема материальных потоков. 5 з.п. ф-лы, 8 пр.

Изобретение относится к области гидрометаллургии платиновых металлов, а именно к способам выделения рутения в форме гексанитрорутената (II) калия. Изобретение может быть использовано в процессах аффинажного производства, а также при переработке и захоронении отработанного топлива АЭС. Рутений количественно осаждают в форме гексанитрорутената (II) калия из растворов, содержащих хлоро-, аммино-, нитрозохлоро-, нитрозонитрато- или нитрозонитрокомплексы рутения в насыщенном растворе нитрита калия при температуре кипения реакционной смеси. Техническим результатом является количественное (100%) извлечение рутения в форме малорастворимого комплексного соединения. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.
Наверх