ES2949811T3 - Método para la recuperación de metales del grupo del platino a partir de catalizadores que comprenden carburo de silicio - Google Patents
Método para la recuperación de metales del grupo del platino a partir de catalizadores que comprenden carburo de silicio Download PDFInfo
- Publication number
- ES2949811T3 ES2949811T3 ES20833874T ES20833874T ES2949811T3 ES 2949811 T3 ES2949811 T3 ES 2949811T3 ES 20833874 T ES20833874 T ES 20833874T ES 20833874 T ES20833874 T ES 20833874T ES 2949811 T3 ES2949811 T3 ES 2949811T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- mgp
- sic
- slag
- ingot
- process according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 10
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 64
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title abstract description 61
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 7
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 title abstract description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 52
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 229910002555 FeNi Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 67
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 5
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 2
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000009852 extractive metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
- C22B11/02—Obtaining noble metals by dry processes
- C22B11/021—Recovery of noble metals from waste materials
- C22B11/026—Recovery of noble metals from waste materials from spent catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/005—Separation by a physical processing technique only, e.g. by mechanical breaking
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/009—General processes for recovering metals or metallic compounds from spent catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
La invención se refiere a un proceso adecuado para la recuperación de metales del grupo del platino (PGM) presentes en catalizadores que contienen PGM que comprenden carburo de silicio (SiC). Más particularmente, el proceso para la recuperación de PGM presente en catalizadores que contienen PGM que comprenden SiC, comprende las etapas de preparar una carga metalúrgica mezclando los catalizadores que contienen PGM con un compuesto de óxido de Fe en una cantidad suficiente para oxidar al menos el 65%. del SiC, y alimentar la carga metalúrgica y los formadores de escoria a un horno de fundición que funciona en condiciones susceptibles de formar un lingote líquido a base de Fe, que contiene PGM, y una escoria líquida. Se obtienen rendimientos de PGM de buenos a excelentes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para la recuperación de metales del grupo del platino a partir de catalizadores que comprenden carburo de silicio
La invención se refiere a un proceso adecuado para la recuperación de metales del grupo del platino (MGP) presentes en catalizadores portadores de MGP que comprenden carburo de silicio (SiC).
Tales compuestos portadores de MGP pueden ser catalizadores de automoción agotados (SAC), incluyendo también filtros de partículas diesel catalizados (c-DPF). Hay principalmente tres tipos diferentes de materiales de sustrato utilizados para un c-DPF: carburo de silicio (SiC), titanato de aluminio y cordierita (2MgO^2Al2O3^5SiO2). El SiC domina en aplicaciones de diésel de servicio ligero. La cordierita domina en aplicaciones de diésel de servicio pesado (HDD, heavyduty diesel), aunque hay también aplicaciones de HDD que contienen SiC. El aumento de la popularidad del SiC proviene de su excelente resistencia al calor, mejorando la durabilidad de un catalizador cuando se usa como sustancia portadora.
Un posible proceso adecuado para la recuperación de MGP de catalizadores portadores de MGP es fundir los catalizadores en presencia de una escoria y de una fase metálica: los MGP tienden a recogerse en la fase metálica, que después puede procesarse adicionalmente para concentrar y separar los MGP.
El SiC, si está presente en tales catalizadores portadores de MGP, es sin embargo difícil de hacer reaccionar y disolver. Esto se debe a su carácter químicamente inerte y a su alto punto de fusión de aproximadamente 2700 0C. Además, es relativamente ligero y tiende a flotar en la superficie de un baño fundido.
El SiC sin reaccionar bloqueará parte de los MGP en la escoria, disminuyendo así su rendimiento en la fase metálica que supuestamente los recoge. Este problema se agrava cuando la cantidad relativa de SiC en los catalizadores supera el 2,5 % en peso, especialmente cuando supera el 5 %.
Sin embargo, el documento JP2011032510 describe un método de recuperación de elementos del grupo del oro y/o platino a partir de una sustancia basada en SiC, en el que el contenido de SiC es superior al 2,5 %. Se utiliza un proceso de 2 etapas.
En una primera etapa, una sustancia basada en SiC se funde y se oxida en un primer horno en presencia de un óxido de metal alcalino, un carbonato de metal alcalino y/o un hidróxido de metal alcalino, y un óxido que contiene un óxido de metal alcalino como componente principal, y, opcionalmente, cobre metálico. El potencial de oxidación es relativamente alto, como lo demuestra la fracción significativa de Cu que pasa a la escoria. Esta pérdida de Cu en la escoria es una clara desventaja. De hecho, la escoria tiene que separarse y someterse a una segunda etapa, realizada en atmósfera reductora, para recuperar el Cu contenido en la misma. En esta segunda etapa, el óxido metálico producido en la primera etapa se funde y se reduce en un segundo horno junto con un agente reductor y cobre metálico u óxido de cobre. La escoria del horno de oxidación es una escoria de base alcalina.
Este proceso de dos etapas consume bastante tiempo y los compuestos de óxido de metal alcalino usados pueden causar pérdidas de MGP a la escoria. Estas pérdidas se vuelven aún más probables con el aumento de la basicidad de la escoria, como lo demuestran, por ejemplo, Morita et al. (Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy: Section C, Mineral Processing and Extractive Metallurgy, Vol. 123, 29-34, 2014) o Wiraseranee et al. (The Japan Institute of Metals and Materials, Materials Transactions, Vol. 55, 1083-1090, 2014).
El documento CN108441647 y ZHIWEI et al. (JOM: Journal of Metals 69 (9), páginas 1553-1562, 2017) describen que las adiciones de óxido de Fe pueden formar un colector de MGP. Sin embargo, estos documentos permanecen completamente en silencio sobre un posible tratamiento de SiC, y no se refieren al problema de que una alta cantidad de SiC interfiera con la recuperación de MGP.
Se ha encontrado ahora que al menos una de las desventajas anteriores puede superarse usando una única etapa de fusión, incluso si el contenido de SiC presente en los catalizadores portadores de MGP es significativamente mayor que el 2,5 %. Una clave para lograr excelentes rendimientos de MGP es el uso de una cantidad suficiente de un compuesto de óxido de Fe mezclado con los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC antes de la fusión.
Más particularmente, el proceso para la recuperación de MGP presente en catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC, comprende las etapas de preparar una carga metalúrgica mezclando los catalizadores portadores de MGP con un compuesto de óxido de Fe en una cantidad suficiente para oxidar al menos el 65 % del SiC, y alimentar la carga metalúrgica y los formadores de escoria a un horno de fusión que funciona en condiciones susceptibles de formar un lingote basado en Fe líquido, que contiene MGP, y una escoria líquida. En este proceso, el material que contiene SiC es oxidado por el compuesto de óxido de Fe, que se reduce a hierro metálico, que recoge el MGP.
En una realización preferida según la realización anterior, dicho catalizador portador de MGP comprende catalizadores de automoción agotados y/o filtros de partículas de diésel catalizados agotados.
Por “MGP” se entienden los elementos Ru, Rh, Pd, Os, Ir y Pt.
Por “una cantidad suficiente para oxidar el 65 % del SiC” se entiende que la cantidad es suficiente para oxidar al menos el 65 % en peso del SiC presente en la alimentación, teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción. La estequiometría puede derivarse de la reacción esperada mediante la cual el hierro se reduce a su forma metálica, por ejemplo, de acuerdo con: SiC+ Fe2O3 ^ SO 2 + CO 2 Fe cuando se usa hematita, o 4 SiC+ 3 Fe3O4 ^ 4 SiO2 + 4 CO 9 Fe cuando se usa magnetita. La reacción esperada de otros óxidos de Fe puede determinarse fácilmente por el experto en la técnica.
En las condiciones redox que prevalecen en la etapa de fusión, se supone por la presente que el compuesto de óxido de Fe oxida el SiC esencialmente a SiO2 y CO. Este CO puede oxidarse adicionalmente a CO2 después de dejar la masa fundida, por ejemplo, al entrar en contacto con el aire ambiente.
Por “lingote de Fe, que contiene MGP” se entiende que el MGP presente en la alimentación se recupera, en gran medida, en el lingote basado en Fe. Se prefiere un rendimiento de MGP de al menos el 80 %, definiéndose esta cifra como el rendimiento global con respecto al total de todos los MGP presentes en la alimentación.
El rendimiento global de MGP de al menos el 80 % se obtiene típicamente cuando se usa un compuesto de óxido de Fe en una cantidad suficiente para oxidar el 65 % del SiC. Sin embargo, se prefieren rendimientos globales más altos, tales como 98 % o 99 %. Hasta ahora, puede ser necesaria una cantidad de óxido de Fe suficiente para oxidar al menos el 80 % del SiC.
Las cantidades muy por debajo de la estequiométrica de óxido de Fe, tales como menos del 65 %, pueden conducir a una oxidación incompleta de SiC y, por consiguiente, a rendimientos insuficientes de MGP. Los rendimientos globales de MGP por debajo del 80 % se consideran insuficientes, mientras que los rendimientos de al menos el 98 % se consideran excelentes.
Son posibles cantidades más altas de óxido de Fe, pero las estequiometrías tales como por encima del 200 % no solo se consideran desventajosas por razones económicas, sino también porque conducirían a la formación de una gran cantidad de lingotes de Fe, diluyendo así innecesariamente el MGP. En la práctica, un pequeño exceso estequiométrico de óxido de Fe, tal como 10 % a 20 % de exceso, puede ser el más preferido para asegurar una conversión completa del SiC mientras que también se evita la dilución excesiva.
Para lograr altos rendimientos globales de MGP, mientras que preferiblemente se mantiene la cantidad de óxido de Fe utilizada lo más baja posible, se requiere mezclar o mezclar los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC con óxido de Fe antes de la fusión. Se supone que el oxígeno del óxido de Fe se libera y oxida el SiC a SiO2 y CO más fácilmente cuando ambos reactivos están en estrecho contacto durante la fusión.
Como ventajas adicionales de la invención, no se observa formación de espuma y tampoco aumento en la viscosidad de la escoria.
Una realización preferida según las realizaciones anteriores, comprende la etapa adicional de convertir en escoria parte del Fe presente en el lingote de Fe soplando oxígeno en la masa fundida, concentrando así adicionalmente el MGP en el lingote basado en Fe restante.
En una realización preferida según las realizaciones anteriores, un compuesto de Ni se alimenta al horno de fusión, que comprende la etapa adicional de convertir en escoria al menos una parte principal del Fe mediante el soplado de oxígeno en la masa fundida, concentrando así los MGP en un lingote a base de Ni o FeNi. El lingote de FeNi inicial, es decir, antes de soplar oxígeno en la masa fundida, contiene preferiblemente de aproximadamente 5 a 20 % en peso de níquel. Al menos el 50 % en peso del Fe presente en el lingote se oxida a continuación y convierte a la escoria. El potencial redox se elige para mantener el níquel en el estado metálico. Esta etapa de conversión adicional puede dar como resultado un lingote que tiene una concentración de MGP más alta.
En una realización preferida según las realizaciones anteriores, el SiC constituye más del 2,5 % en peso de los catalizadores portadores de MGP. El nuevo proceso es de hecho especialmente adecuado para tratar catalizadores que contienen SiC significativamente por encima de dicho 2,5 %, tal como más del 5 %, o tal como más del 10 % (en peso), que son problemáticos para la mayoría de los procesos de recuperación existentes. El nuevo proceso es incluso adecuado para el tratamiento de c-DPF a base de SiC puro, que comprende típicamente cantidades de aproximadamente 90 % de SiC o más.
En una realización preferida según las realizaciones anteriores, los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC junto con el compuesto de óxido de Fe constituyen más del 80 % en peso de la carga metalúrgica. La carga metalúrgica puede contener opcionalmente formadores de escoria tales como cal y arena, que pueden añadirse a la mezcla de catalizador y óxido de Fe en la cantidad apropiada para formar una escoria con una temperatura de liquidus de aproximadamente 1500 0C en el diagrama ternario de CaO-SiO2-AhO3. La cantidad total de formadores de escoria no debe exceder preferiblemente el 20 % de la mezcla total, para preservar la proximidad cercana de SiC y el compuesto de óxido de Fe.
Otra realización según las realizaciones anteriores, comprende la etapa adicional de separar el lingote que contiene MGP de la escoria. La separación del lingote y la escoria se puede realizar por golpeteo.
En una realización preferida según las realizaciones anteriores, el compuesto de óxido de Fe se elige entre Fe3O4, Fe2O3, CaFeO4 o K2FeO4. Otros óxidos metálicos, tales como por ejemplo Nil), CuO o Cu2O, pueden servir para el mismo propósito en el proceso reivindicado, ya que también son adecuados para recoger MGP. Los óxidos metálicos con un mayor porcentaje de oxígeno son, sin embargo, preferidos por razones prácticas y económicas, ya que, por ejemplo, 1 mol de Fe2O3 es suficiente para oxidar 1 mol de SiC, mientras que se requerirían 3 moles de CuO o Nil).
El catalizador se rompe y se muele hasta un tamaño de partícula que pasa preferiblemente por un tamiz de malla 10, más preferiblemente por un tamiz de malla 18; como alternativa, las partículas tienen preferiblemente un d50 de menos de 2000 μm, más preferiblemente menos de 1000 μm, y aún más preferiblemente menos de 500 μm. El óxido de Fe se tritura, si es necesario, a un tamaño de partícula similar. El catalizador y el óxido de Fe se mezclan a continuación, típicamente, mediante el uso de medios mecánicos. La mezcla se completa cuando se obtiene una mezcla homogénea de los diferentes componentes, como se confirma por un color uniforme de la mezcla.
Esta mezcla, que forma la carga metalúrgica, se añadirá típicamente a una fase de escoria fundida, que comprende, por ejemplo, del 10 al 40 % de AbO3, del 20 al 60 % de SiO2, del 10 al 40 % de CaO y del 0 al 15 % de MgO, y se fundirá en una atmósfera reductora, es decir, una pO2 de, por ejemplo, 10-12 a 10-14 atm, preferiblemente aproximadamente 10-13 atm, de manera que la sustancia basada en SiC se oxida y el óxido de Fe se reduce. Los cálculos teóricos indican que es posible trabajar en un rango de pO2 de 10-10 a 10-17 atm. Sin embargo, trabajar fuera del intervalo preferido de pO2 de 10-12 a 10-14 atm, por ejemplo a 10-10 a 10-11 atm o 10-15 a 10-16 atm, no es económicamente relevante y también puede conducir a etapas de purificación adicionales, que no son necesarias con el proceso actual.
El N2 se puede soplar en la fase de escoria para mejorar la mezcla, asegurando que la mezcla de óxido de Fe y catalizador se arrastre a la masa fundida.
Ejemplo 1
En este experimento, se añade óxido de Fe a los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC en una cantidad estequiométrica 1:1, es decir, 1 mol de Fe2O3 por mol de SiC.
Se funden 750 g de un flujo formador de escoria que comprende 34 % de SiO2 , 26 % de AhO3, 14 % de CaO y 7 % de MgO y se calienta a 1550 0C en una atmósfera de N2. Cuando se ha fundido todo, se insufla N2 gas a una velocidad de 50 L/h en la escoria.
Se mezclan 560 g de catalizador portador de MGP (d50 de 100 μm) que comprende 42 % de SiC, 30 % de SiO2 , 20 % de Al2O3, 0,6 % de CaO, 3 % de MgO, 1741 ppm de Pt, 1114 ppm de Pd y 41 ppm de Rh con 954 g de Fe2O3 (d50 de 250 μm) hasta que se obtiene una mezcla homogénea (Tabla 1). Esta mezcla se carga a continuación por etapas, de aproximadamente 50 g cada una, con 5 minutos entre las adiciones, para dar tiempo a que la mezcla se disuelva en la escoria y para que tenga lugar la reacción. Después de haber cargado todo, el soplado de N2 gas continúa a una velocidad de 50 L/h durante 2 horas. Después de eso, el horno permanece a 1550 0C durante 30 minutos para permitir la separación de fases.
Se forman 559,8 g de un lingote de Fe de alta densidad que contiene MGP (capa inferior) y 1567 g de una escoria de baja densidad (capa superior) (Tabla 2). El lingote de Fe comprende 98 % de Fe, 0,7 % de C, 1730 ppm de Pt, 1111 ppm de Pd y 41 ppm de Rh. Por lo tanto, el lingote de Fe recoge el MGP con un rendimiento global de más del 99 %.
Tabla 1: Composición de la alimentación
Tabla 2: Composición de los productos
Ejemplo 2
Se añade óxido de Fe a los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC en una cantidad ligeramente inferior a la estequiométrica, es decir, 0,8 moles de Fe2O3 por mol de SiC.
Se funden 750 g de un flujo formador de escoria que comprende 34 % de SiO2 , 26 % de AhO3, 14 % de CaO y 7 % de MgO y se calienta a 1550 0C en una atmósfera de N2. Cuando se ha fundido todo, se insufla N2 gas a una velocidad de 50 L/h en la escoria.
Se mezclan 560 g de catalizador portador de MGP (d50 de 100 μm) que comprende 42 % de SiC, 30 % de SiO2 , 20 % de Al2O3, 0,6 % de CaO, 3 % de MgO, 1741 ppm de Pt, 1114 ppm de Pd y 41 ppm de Rh con 763 g de Fe2O3 (d50 de 250 μm) hasta que se obtiene una mezcla homogénea.
Esta mezcla se carga a continuación por etapas, de aproximadamente 50 g cada una, con 5 minutos entre las adiciones, para dar tiempo a que la mezcla se disuelva en la escoria y para que tenga lugar la reacción. Después de haberse cargado todo, el soplado de N2 gas continúa a una velocidad de 50 L/h durante un total de 2 horas. Después de eso, el horno permanece a 1550 0C durante 30 minutos para permitir la separación de fases.
Se forman 370,1 g de un lingote de Fe de alta densidad que contiene MGP (capa inferior) y 1638 g de una escoria de baja densidad (capa superior). El lingote de Fe comprende 87 % de Fe, 1,6 % de C, 2585 ppm de Pt, 1659 ppm de Pd y 62 ppm de Rh. Por lo tanto, el lingote de Fe recoge el MGP con un rendimiento global de más del 98 %.
Los mejores rendimientos se obtienen con una cantidad estequiométrica de Fe2O3 con respecto a la cantidad de SiC presente en la mezcla. Sin embargo, una cantidad ligeramente subestequiométrica también puede recoger el MGP con un rendimiento suficiente.
Ejemplo comparativo 3
Se añade óxido de Fe a los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC en una cantidad subestequiométrica, es decir, 0,6 moles de Fe2O3 por mol de SiC.
Se funden 750 g de un flujo formador de escoria que comprende 34 % de SiO2 , 26 % de AhO3, 14 % de CaO y 7 % de MgO y se calienta a 1550 0C en una atmósfera de N2. Cuando se ha fundido todo, se insufla N2 gas a una velocidad de 50 L/h en la escoria.
Se mezclan 560 g de catalizador portador de MGP (d50 de 100 μm) que comprende 42 % de SiC, 30 % de SiO2 , 20 % de Al2O3, 0,6 % de CaO, 3 % de MgO, 1741 ppm de Pt, 1114 ppm de Pd y 41 ppm de Rh con 572 g de Fe2O3 (d50 de 250 μm) hasta que se obtiene una mezcla homogénea.
Esta mezcla se carga a continuación por etapas, de aproximadamente 50 g cada una, con 5 minutos entre las adiciones, para dar tiempo a que la mezcla se disuelva en la escoria y para que tenga lugar la reacción. Después de cuatro adiciones, el baño fundido se vuelve ligeramente viscoso. Después de haber cargado todo, el soplado de N2 gas continúa a una velocidad de 50 L/h durante un total de dos horas. Después de eso, el horno permanece a 1550 0C durante 30 minutos para permitir la separación de fases. Al final el baño es algo viscoso.
Se forman 377,9 g de un lingote de Fe de alta densidad que contiene MGP (capa inferior) y 1457 g de una escoria de baja densidad (capa superior). El lingote de Fe comprende 74 % de Fe, 1,6 % de C, 1500 ppm de Pt, 1416 ppm de Pd y 54 ppm de Rh. Por lo tanto, el lingote de Fe ha recogido Pt con un rendimiento del 58 %, Pd con un rendimiento del 86 % y Rh con un rendimiento del 88 %. El rendimiento global de MGP es del 69 %, que se considera insuficiente.
Usando solo una estequiometría del 60 %, el baño se vuelve algo viscoso. Se supone que esto se debe a partículas de SiC sólidas sin reaccionar. Una cantidad inadmisible de MGP se pierde entonces en la escoria.
Ejemplo comparativo 4
Se añade óxido de Fe a los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC en una cantidad altamente subestequiométrica, es decir, 0,3 moles de Fe2O3 por mol de SiC, y se sopla O2 gas a través de la mezcla en lugar de N2 gas como en los ejemplos 1, 2 y 3.
Se funden 1595 g de un flujo formador de escoria que comprende 36 % de SiO2, 11 % de AbO3, 38 % de CaO y 9 % de MgO y se calienta a 1500 0C en una atmósfera de N2. Estando el óxido de Fe insuficientemente presente, y en un intento de oxidar el SiC, se sopla una cantidad más que estequiométrica de O2 gas a una velocidad de 100 L/h en la escoria.
Se mezclan 613 g de catalizador portador de MGP (d50 de 150 μm) que comprende 57 % de SiC, 26 % de SiO2 , 13 % de Al2O3, 0,7 % de CaO, 2 % de MgO, 1056 ppm de Pt, 384 ppm de Pd, 11,58 ppm de Rh con 450 g de Fe2O3 (d50 de 250 μm) hasta que se obtiene una mezcla homogénea. Esta cantidad de óxido de Fe representa alrededor del 30 % de lo que se necesitaría para transformar completamente la cantidad de SiC presente.
A continuación, la mezcla se carga por etapas, de aproximadamente 50 g cada una, con 5 minutos entre las adiciones, para dar tiempo a que la mezcla se disuelva en la escoria y a que tenga lugar la reacción. La mezcla se disuelve en su mayor parte, pero una pequeña parte forma una escoria en la parte superior de la fase de escoria. El baño fundido se vuelve muy viscoso. Al cabo de 100 minutos se detiene el soplado. El horno permanece a 1500 0C durante 30 minutos para permitir la separación de fases.
Se forman 3,2 g de un lingote de Fe (capa inferior) y 2642 g de una fase de escoria heterogénea (capa superior). Dicha fase de escoria heterogénea todavía contiene gotículas de aleación, que ya no podrían separarse, por ejemplo, mediante golpeteo, y por lo tanto contribuyen a las pérdidas de MGP en la escoria. El lingote de Fe formado comprende 81 % de Fe, 2,4 % de Pd, pero no Pt ni Rh. Por lo tanto, el lingote de Fe recoge MGP con un rendimiento global de sólo el 4,3 %. Este rendimiento es totalmente insatisfactorio. La escoria es viscosa y aún comprende partículas de SiC sin reaccionar.
Además, el soplado de O2 gas a través de la mezcla no es efectivo para lograr el mismo resultado que con el óxido de Fe.
Ejemplo comparativo 5
Los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC y óxidos de Fe se añaden por separado a la escoria en una cantidad estequiométrica, es decir, 1 mol de Fe2O3 por mol de SiC, por lo tanto sin mezcla o combinación previa.
Se funden 750 g de un flujo formador de escoria que comprende 34 % de SiO2 , 26 % de AbO3, 14 % de CaO y 7 % de MgO y se calienta a 1550 0C en una atmósfera de N2. Cuando se ha fundido todo, se insufla N2 gas a una velocidad de 50 L/h en la escoria.
A continuación, se cargan 560 g de catalizador portador de MGP (d50 < 100 μm) que comprende 42 % de SiC, 30 % de SiO2 , 20 % de Al2O3, 0,6 % de CaO, 3 % de MgO, 1741 ppm de Pt, 1114 ppm de Pd y 41 ppm de Rh por etapas, aproximadamente 30 g cada vez, en la fase de escoria. Después de cada adición de material catalítico, se añaden aproximadamente 50 g de Fe2O3 (d50 de 250 μm) al baño fundido, para un total de 954 g. Se dejan pasar de 5 a 10 minutos para que los materiales se disuelvan en la escoria y reaccionen entre adiciones. Después de 5 adiciones, se forma una capa de espuma en la parte superior del baño, que permanece allí hasta el final del experimento.
Después de haber cargado todo, el soplado de N2 continúa a una velocidad de 50 L/h durante un total de 2 horas. Después de eso, el horno permanece a 1550 0C durante 30 minutos para permitir la separación de fases.
Se forman 463 g de un lingote de Fe de alta densidad que contiene MGP (capa inferior) y 1691 g de una escoria de baja densidad (capa superior). El lingote de Fe comprende 98 % de Fe, 0,2 % de C, 1381 ppm de Pt, 999 ppm de Pd y 39 ppm de Rh. Por lo tanto, el lingote de Fe ha recogido Pt con un rendimiento del 66 %, Pd con un rendimiento del 74 % y Rh con un rendimiento del 78 %. El rendimiento global de MGP es del 69 %, que se considera insuficiente.
Cuando los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC y Fe2O3 no se mezclan antes de alimentar la carga metalúrgica, se observa la formación de espuma y la oxidación de SiC es incompleta. Como resultado, se pierde una cantidad inadmisible de MGP en la escoria.
Claims (10)
- REIVINDICACIONESi. Proceso para la recuperación de MGP presente en catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC, que comprende las etapas de:- preparar una carga metalúrgica, mezclando los catalizadores portadores de MGP con un compuesto de óxido de Fe en una cantidad suficiente para oxidar al menos el 65 % del SiC; y, - alimentar la carga metalúrgica y los formadores de escoria a un horno de fusión que funciona en condiciones susceptibles de formar un lingote líquido basado en Fe, que contiene MGP, y una escoria líquida.
- 2. Proceso según la reivindicación 1, en donde el catalizador portador de MGP comprende catalizadores de automoción agotados y/o filtros de partículas de diésel catalizados agotados.
- 3. Proceso según las reivindicaciones 1 o 2, que comprende la etapa adicional de convertir en escoria parte del Fe presente en el lingote de Fe insuflando oxígeno en la masa fundida, concentrando de este modo los MGP en el lingote basado en Fe restante.
- 4. Proceso según la reivindicación 1 o 2, en donde se alimenta un compuesto de Ni al horno de fusión, que comprende la etapa adicional de convertir en escoria al menos una parte principal del Fe presente en el lingote de Fe insuflando oxígeno en la masa fundida, concentrando de este modo los MGP en un lingote basado en Ni o FeNi.
- 5. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el SiC constituye más del 2,5 % en peso de los catalizadores portadores de MGP.
- 6. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde los catalizadores portadores de MGP que comprenden SiC junto con el compuesto de óxido de Fe constituyen más del 80 % en peso de una carga metalúrgica.
- 7. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende la etapa adicional de separar el lingote que contiene MGP de la escoria.
- 8. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el compuesto de óxido de Fe es Fe3O4, Fe2O3, CaFeO4 o K2FeO4.
- 9. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde, en la etapa de preparación de la carga metalúrgica, los catalizadores portadores de MGP se trituran a partículas que tienen un d50 de menos de 2000 μm, preferiblemente menos de 1000 μm, y más preferiblemente menos de 500 μm.
- 10. Proceso según la reivindicación 9, en donde el óxido de Fe se tritura a partículas que tienen un d50 de menos de 2000 μm, más preferiblemente menos de 1000 μm, y aún más preferiblemente menos de 500 μm.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20151085 | 2020-01-10 | ||
| PCT/EP2020/087265 WO2021140012A1 (en) | 2020-01-10 | 2020-12-18 | Method for the recovery of platinum group metals from catalysts comprising silicon carbide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2949811T3 true ES2949811T3 (es) | 2023-10-03 |
Family
ID=69157670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES20833874T Active ES2949811T3 (es) | 2020-01-10 | 2020-12-18 | Método para la recuperación de metales del grupo del platino a partir de catalizadores que comprenden carburo de silicio |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11879164B2 (es) |
| EP (1) | EP4087952B1 (es) |
| JP (1) | JP7339449B2 (es) |
| KR (1) | KR102598776B1 (es) |
| CN (1) | CN114901843B (es) |
| AU (1) | AU2020421451B2 (es) |
| BR (1) | BR112022013647B1 (es) |
| CA (1) | CA3165293C (es) |
| ES (1) | ES2949811T3 (es) |
| FI (1) | FI4087952T3 (es) |
| HU (1) | HUE062477T2 (es) |
| MX (1) | MX2022008526A (es) |
| PL (1) | PL4087952T3 (es) |
| WO (1) | WO2021140012A1 (es) |
| ZA (1) | ZA202207597B (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102023118747A1 (de) | 2023-07-14 | 2025-01-16 | ESK - SIC GmbH | Platinoid-Silicid- und Siliciumcarbid-haltige Mischung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1185096A (en) * | 1981-02-05 | 1985-04-09 | Joseph G. Day | Recovery of precious metals |
| JP4852749B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2012-01-11 | Dowaメタルマイン株式会社 | SiC系物質の処理方法 |
| JP2011032510A (ja) | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Dowa Metals & Mining Co Ltd | SiC系物質からの金および/または白金族元素の回収方法 |
| JP5851700B2 (ja) * | 2011-02-14 | 2016-02-03 | Dowaメタルマイン株式会社 | SiC系物質からの白金族元素の回収方法 |
| CN107400784A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-11-28 | 昆明贵金属研究所 | 一种从失效汽车催化剂中回收铂族金属的方法 |
| CN108441647A (zh) | 2018-03-07 | 2018-08-24 | 东北大学 | 一种火法回收汽车废催化剂中贵金属铂的方法 |
| US20220259697A1 (en) * | 2019-07-19 | 2022-08-18 | Waseda University | Method for recovering pgm |
-
2020
- 2020-12-18 JP JP2022542246A patent/JP7339449B2/ja active Active
- 2020-12-18 CN CN202080091710.3A patent/CN114901843B/zh active Active
- 2020-12-18 ES ES20833874T patent/ES2949811T3/es active Active
- 2020-12-18 PL PL20833874.9T patent/PL4087952T3/pl unknown
- 2020-12-18 CA CA3165293A patent/CA3165293C/en active Active
- 2020-12-18 HU HUE20833874A patent/HUE062477T2/hu unknown
- 2020-12-18 US US17/791,001 patent/US11879164B2/en active Active
- 2020-12-18 FI FIEP20833874.9T patent/FI4087952T3/fi active
- 2020-12-18 WO PCT/EP2020/087265 patent/WO2021140012A1/en not_active Ceased
- 2020-12-18 EP EP20833874.9A patent/EP4087952B1/en active Active
- 2020-12-18 MX MX2022008526A patent/MX2022008526A/es unknown
- 2020-12-18 AU AU2020421451A patent/AU2020421451B2/en active Active
- 2020-12-18 BR BR112022013647-1A patent/BR112022013647B1/pt active IP Right Grant
- 2020-12-18 KR KR1020227027440A patent/KR102598776B1/ko active Active
-
2022
- 2022-07-08 ZA ZA2022/07597A patent/ZA202207597B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI4087952T3 (fi) | 2023-06-28 |
| BR112022013647A2 (pt) | 2022-09-20 |
| CN114901843B (zh) | 2023-06-06 |
| CN114901843A (zh) | 2022-08-12 |
| HUE062477T2 (hu) | 2023-11-28 |
| CA3165293C (en) | 2023-10-24 |
| MX2022008526A (es) | 2023-02-28 |
| BR112022013647B1 (pt) | 2023-10-17 |
| ZA202207597B (en) | 2023-12-20 |
| KR20220124782A (ko) | 2022-09-14 |
| KR102598776B1 (ko) | 2023-11-03 |
| WO2021140012A1 (en) | 2021-07-15 |
| PL4087952T3 (pl) | 2023-07-24 |
| AU2020421451B2 (en) | 2023-03-30 |
| JP2023509781A (ja) | 2023-03-09 |
| US20230034873A1 (en) | 2023-02-02 |
| EP4087952B1 (en) | 2023-04-12 |
| JP7339449B2 (ja) | 2023-09-05 |
| CA3165293A1 (en) | 2021-07-15 |
| EP4087952A1 (en) | 2022-11-16 |
| US11879164B2 (en) | 2024-01-23 |
| AU2020421451A1 (en) | 2022-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1162054A (en) | Process for the recovery of platinum group metals from refractory ceramic substrates | |
| ES2949811T3 (es) | Método para la recuperación de metales del grupo del platino a partir de catalizadores que comprenden carburo de silicio | |
| RU2219264C2 (ru) | Способ переработки концентратов, содержащих цветные и благородные металлы | |
| KR102868337B1 (ko) | Pgm의 회수 방법 | |
| US1896807A (en) | Process for the recovery of platimum and its bymetals from mattes | |
| GB2067599A (en) | Recovery of Pt group metals | |
| JP3906333B2 (ja) | 貴金属の回収方法 | |
| JPS61174341A (ja) | 銅電解スライムの製錬法 | |
| JP2011032553A (ja) | SiC系物質からの金および/または白金族元素の回収方法 | |
| AU601019B2 (en) | Method of processing lead-containing sulphide materials | |
| RU2086684C1 (ru) | Шихта для получения золотосеребряного сплава | |
| EA047639B1 (ru) | Способ извлечения металлов платиновой группы из катализаторов, содержащих карбид кремния | |
| RU2109829C1 (ru) | Шихта для получения сплава благородных металлов | |
| RU2215802C2 (ru) | Способ переработки концентратов, содержащих благородные металлы | |
| RU2114203C1 (ru) | Способ извлечения благородных металлов из серебросодержащих концентратов | |
| JP4274069B2 (ja) | スラグフューミング法で得られる銅合金とマットの再利用方法 | |
| JP4525453B2 (ja) | スラグフューミング方法 | |
| CN120843841B (zh) | 复杂金精矿多元素综合回收方法 | |
| RU2030476C1 (ru) | Шихта для получения алюминиево-кремниевых сплавов | |
| WO2025120190A1 (en) | Treatment of lead slags | |
| US180142A (en) | Improvement in processes of treating ores and alloys of nickel | |
| JPH11140554A (ja) | 銅製錬におけるスラグロス低減方法 | |
| JP2006057156A (ja) | スラグフューミング方法 | |
| JP2000192164A (ja) | 銅の回収精製方法 | |
| PL182895B1 (pl) | Sposób odzyskiwania ołowiu z żużli odpadowych z procesu ekstrakcji metali szlachetnych |