RU2364638C1 - Method and device for processing ground scrap produced from dead automobile catalysts - Google Patents
Method and device for processing ground scrap produced from dead automobile catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364638C1 RU2364638C1 RU2008111263A RU2008111263A RU2364638C1 RU 2364638 C1 RU2364638 C1 RU 2364638C1 RU 2008111263 A RU2008111263 A RU 2008111263A RU 2008111263 A RU2008111263 A RU 2008111263A RU 2364638 C1 RU2364638 C1 RU 2364638C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- platinum
- acid
- container
- scrap
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 28
- -1 platinum metals Chemical class 0.000 claims description 18
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 13
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 abstract 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 abstract description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 41
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 16
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 6
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 5
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 2
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004157 Nitrosyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine hydrate Chemical compound O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000007038 hydrochlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- VPCDQGACGWYTMC-UHFFFAOYSA-N nitrosyl chloride Chemical compound ClN=O VPCDQGACGWYTMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019392 nitrosyl chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидрометаллургической переработки вторичного сырья, содержащего в качестве целевых элементов как платиновые металлы - палладий, платину, родий, так и редкоземельный церий.The invention relates to the field of hydrometallurgical processing of secondary raw materials containing as target elements both platinum metals - palladium, platinum, rhodium, and rare earth cerium.
Данные каталитические металлы и вторичное покрытие из оксида церия (СеO2), нанесенное на подслой оксида алюминия (Аl2O3) в γ-модификации сотовоподобной кордиеритовой матрицы (носителя), используются в качестве каталитических нейтрализаторов газовых выбросов двигателей внутреннего сгорания (конвертеров). Их рецептурный состав, который в современных каталитических конверторах представляется комбинацией трех металлов, подробно представлен в статье (Зинк У. Рабочие характеристики каталитических конверторов с керамическими и металлическими носителями. // Химия в интересах устойчивого развития, 1997, т.5, №3, с.303-310.) Именно такое сочетание металлов позволяет перевести ядовитые окислы азота в газообразный азот, токсичный угарный газ и не догоревшие канцерогенные углеводороды в углекислый газ и воду.These catalytic metals and a secondary coating of cerium oxide (CeO 2 ), deposited on an aluminum oxide sublayer (Al 2 O 3 ) in the γ modification of a honeycomb-like cordierite matrix (carrier), are used as catalytic converters of gas emissions from internal combustion engines (converters). Their prescription composition, which in modern catalytic converters is represented by a combination of three metals, is presented in detail in the article (Zink U. Performance characteristics of catalytic converters with ceramic and metal carriers. // Chemistry for Sustainable Development, 1997, vol. 5, No. 3, p. .303-310.) It is this combination of metals that allows the conversion of toxic nitrogen oxides into nitrogen gas, toxic carbon monoxide and unburned carcinogenic hydrocarbons into carbon dioxide and water.
Все известные технологии, имеющие своей целью выделение этих ценных платиновых металлов, можно разделить на две группы.All known technologies aimed at the extraction of these valuable platinum metals can be divided into two groups.
К первой относятся пирометаллургические способы, которые основываются на использовании нескольких вариантов получения высоких температур в печах различной конструкции для обработки использованных конвертеров. Наиболее массовым, к настоящему времени, является плавка измельченного до микронных размеров частиц катализатора на металлический коллектор, в качестве которого выступает медь или ее оксид, никель, железо и т.д. (Ezawa, et al. "Process of recovery platinum group metal", Патент США №5252305 от 12.10.1993). Полученный плав разделяется от шлака и направляется на выплавку черновых анодов. После электролитического рафинирования металла-коллектора в шлам выделяются платиновые металлы. Объединенный концентрат последних перерабатывается известными в аффинаже способами. Применяются в таких высокотемпературных процессах и газообразные реагенты, например хлорсодержащие (Alien, et al. "Two - step method for recovery dispersed noble metals", Патент США №5102632 от 7.03.1992) или фторсодержащие (J.Peca, et al. "Method for recovery of platinum from spent catalysts", Патент США №4077800 от 7.03.1978). Представлены модификации хлоридного сплавления в контейнерах из карбида кремния с твердыми солями - КСl, KHSO4 и КNO3 при температуре 1000°С. (T.Okutani et al., "Recovery method of catalytic component and carrier from waste catalyst" Патент США №4960573 от 2.10.1990).The first includes pyrometallurgical methods, which are based on the use of several options for producing high temperatures in furnaces of various designs for processing used converters. The most popular, to date, is the melting of micronized catalyst particles to a metal collector, which is copper or its oxide, nickel, iron, etc. (Ezawa, et al. "Process of recovery platinum group metal", US Patent No. 5,252,305 of October 12, 1993). The resulting melt is separated from the slag and sent to the smelting of rough anodes. After electrolytic refining of the collector metal, platinum metals are released into the sludge. The combined concentrate of the latter is processed by methods known in refining. Gaseous reagents, such as chlorine-containing (Alien, et al. "Two-step method for recovery dispersed noble metals", US Pat. No. 5,102,632 of March 7, 1992) or fluorine-containing (J.Peca, et al. "Method for recovery of platinum from spent catalysts ", US Patent No. 4077800 of 03/03/1978). Modifications of chloride fusion in containers of silicon carbide with solid salts — KCl, KHSO 4, and KNO 3 at a temperature of 1000 ° C are presented. (T. Okutani et al., "Recovery method of catalytic component and carrier from waste catalyst" US Pat. No. 4,960,573 of 2/10/1990).
К числу основных недостатков пирометаллургических способов следует отнести длительность всего процесса в целом, которая определяется необходимостью проведения множества энергоемких операций. Кроме этого, метод требует использования крупнотоннажного и дорогостоящего нагревательного оборудования. Все это приводит к высокой стоимости переработки ввиду большого энергопотребления, применения высокоагрессивных ядовитых газов и т.д.Among the main disadvantages of pyrometallurgical methods include the duration of the whole process as a whole, which is determined by the need to conduct many energy-intensive operations. In addition, the method requires the use of large-capacity and expensive heating equipment. All this leads to a high processing cost due to high energy consumption, the use of highly aggressive toxic gases, etc.
Такое состояние данной отрасли металлургии сложилось из-за переложения способов, традиционно разработанных для передела рудного материала, содержащего благородные металлы, к переработке каталитических конвертеров. В связи с этим, возникает ситуация, когда известные в мире предприятия, которые традиционно работают с первичным сырьем и концентратами из него не всегда способны перейти к рентабельной переработке вторичного сырья такого типа.This state of this branch of metallurgy has developed due to the arrangement of the methods traditionally developed for the redistribution of ore material containing precious metals to the processing of catalytic converters. In this regard, a situation arises when world-famous enterprises that traditionally work with primary raw materials and concentrates from it are not always able to switch to cost-effective processing of secondary raw materials of this type.
Ко второй группе принадлежат более освоенные и шире представленные на большинстве аффинажных предприятий мира гидрометаллургические способы. Их различные модификации также подробно описаны в научной и патентной литературе. Эти процессы разнятся лишь главной начальной стадией всей дальнейшей переработки конвертеров, а именно - выщелачивания (экстрагирования) благородных металлов жидкими кислотными растворами с добавкой реагентов, обладающих окислительными свойствами, например, галогенов. Использование царской водки подробно описано в статье (К.Shams, F.Goodarzi. "Improved and selective platinum recovery from spent α-alumina supported catalysts using pretreated anionic ion exchange resin" Jornal of Hazardous Materials В 131 (2006) 229-237). Широкий набор таких элементных реагентов, а также солей, способных их генерировать при взаимодействии с соляной кислотой, представлен в патенте (Bradford et al., "Recovery of Pt/Rh from car exhaust catalysts" Патент США №3985854 от 12.10.1976). Известны патенты, где роль кислотного растворителя и окислителя играет одновременно один химический реагент, например серная кислота (K.D.Vesely, «Recovery of platinum from deactivated catalysts". Патент США №3856912 от 24.12.1974). Помимо традиционно используемых в гидрометаллургии химических реакторов или аппаратов перколяционного типа применяются автоклавы и реагенты выщелачивания нетрадиционные для данной отрасли металлургии, например цианиды (G.B.Atkinson, R.G.Kucczinski, D.P.Desmond. "Cyanid leaching method for recovering platinum group metals from a catalytic converter catalyst". Патент США №5102632 от 7.04.1992).The second group includes the more developed and more widely represented hydrometallurgical methods at most refining enterprises in the world. Their various modifications are also described in detail in the scientific and patent literature. These processes differ only in the main initial stage of the entire further processing of converters, namely, leaching (extraction) of noble metals with liquid acid solutions with the addition of reagents with oxidizing properties, for example, halogens. The use of aqua regia is described in detail in an article (K. Shams, F. Goodarzi. "Improved and selective platinum recovery from spent α-alumina supported catalysts using pretreated anionic ion exchange resin" Jornal of Hazardous Materials B 131 (2006) 229-237). A wide range of such elemental reagents, as well as salts capable of generating them when reacted with hydrochloric acid, is presented in the patent (Bradford et al., "Recovery of Pt / Rh from car exhaust catalysts" US Patent No. 3985854 of 12/10/1976). Patents are known where the role of an acidic solvent and an oxidizing agent is played simultaneously by one chemical reagent, for example sulfuric acid (KDVesely, “Recovery of platinum from deactivated catalysts”. US Patent No. 3856912 dated 12.24.1974). In addition to chemical reactors or apparatuses traditionally used in hydrometallurgy percolation type autoclaves and leaching reagents non-traditional for this industry are used, for example cyanides (GBAtkinson, RGKucczinski, DPDesmond. "Cyanid leaching method for recovering platinum group metals from a catalytic converter catalyst". US patent No. 5102632 from 04/07/1992) .
В качестве главного недостатка данной группы способов следует отметить необходимость использования больших объемов жидких окислительных смесей по отношению к массе перерабатываемого катализатора. Это связано с неизбежным поглощением жидких растворителей порами активной гамма-окиси алюминияAs the main disadvantage of this group of methods, it should be noted the need to use large volumes of liquid oxidizing mixtures in relation to the mass of the processed catalyst. This is due to the inevitable absorption of liquid solvents by pores of active gamma alumina.
(χ-Al2О3), находящейся в катализаторе и обладающей высокоразвитой поверхностью, достигающей величины 200 м2/г. Данное сорбционное насыщение требует для смещения этого равновесия использование больших объемов как основных растворов для экстракции, так и промывных вод. В итоге последующее извлечение благородных металлов из растворов с малой концентрацией сталкивается с трудноосуществимой задачей их выделения, которая в итоге приводит к низкой степени их извлечения и большим технологическим потерям.(χ-Al 2 О 3 ), located in the catalyst and having a highly developed surface, reaching a value of 200 m 2 / g This sorption saturation requires the use of large volumes of both basic solutions for extraction and wash water to shift this equilibrium. As a result, the subsequent extraction of noble metals from solutions with a low concentration faces the difficult task of separating them, which ultimately leads to a low degree of extraction and large technological losses.
Наиболее близким к заявляемому является способ коллективного извлечения всех благородных металлов газожидкостной смесью, которая обеспечивает полноту их перехода в раствор за счет подачи на катализаторные блоки все время «чистого» от платиноидов раствора. Способ был разработан для переработки целых каталитических блоков и их крупных сколов и описан в работе (В.А.Шипачев. «Способ извлечения платиновых металлов из автомобильных катализаторов», Патент RU №2209843 от 10.08.2003). Главными отличиями данного способа-прототипа является организация процесса выщелачивания таким образом, чтобы отсутствовал постоянный контакт выщелачивающего раствора и исходного материала.Closest to the claimed is a method for the collective extraction of all precious metals with a gas-liquid mixture, which ensures the completeness of their transition into the solution by supplying to the catalyst blocks all the time "clean" of platinum solution. The method was developed for the processing of whole catalytic blocks and their large chips and is described in the work (V.A. Shipachev. "Method for the extraction of platinum metals from automotive catalysts", Patent RU No. 2209843 from 08/10/2003). The main differences of this prototype method is the organization of the leaching process in such a way that there is no constant contact of the leach solution and the starting material.
Несмотря на ряд преимуществ данного способа, включающего экономию доступных реагентов, увеличение выхода извлекаемых металлов, малое время проведения реакции, дешевизну, химическую чистоту процесса и т.д., он имеет один существенный недостаток. Способ не применим к переработке мелкодисперсного сырья, которое получается при использовании в первичной разделке более дешевых и экспрессных приемов его извлечения из корпуса дожигателя механическими методами.Despite a number of advantages of this method, including saving available reagents, increasing the yield of recoverable metals, short reaction time, low cost, chemical purity of the process, etc., it has one significant drawback. The method is not applicable to the processing of finely divided raw materials, which is obtained by using cheaper and quicker methods of extracting it from the afterburner body by mechanical methods in primary cutting.
В патенте RU №2209843 от 10.08.2003 описана также конструкция аппарата, где действующим окислительным началом является парогазовая смесь, а ее возврат с вымываемыми металлами происходит после конденсации пара на водоохлаждаемой крышке реактора, играющей роль обратного холодильника. После откачки основного продуктивного раствора происходит промывка блоков водой по тому же принципу. Несмотря на ряд преимуществ данного устройства, заключающегося в экономии реагентов, малого времни проведения реакции, простоте конструкции и ее эксплуатации, устройство имеет один существенный недостаток. Оно не применимо к переработке мелкодисперсного сырья, которое получается при использовании в первичной разделке более дешевых и экспрессных приемов его извлечения из корпуса дожигателя механическими методами.The patent RU No. 2209843 of 08/10/2003 also describes the design of the apparatus, where the vapor-gas mixture is the active oxidizing principle, and its return with the metals being washed out occurs after the condensation of steam on the water-cooled reactor lid, which plays the role of a reflux condenser. After pumping out the main productive solution, the blocks are washed with water according to the same principle. Despite a number of advantages of this device, which consists in saving reagents, short reaction time, simplicity of design and its operation, the device has one significant drawback. It is not applicable to the processing of finely divided raw materials, which is obtained when using cheaper and quicker methods of extracting it from the afterburner body by mechanical methods in primary cutting.
Между тем, анализ научной и патентной информации с целью обнаружения аналогов-устройств и выбора среди них прототипа позволяет сделать однозначный вывод о том, что традиционно для перевода платиновых металлов из первичного сырья - концентратов различного вида используют химические аппараты (экстракторы, перколяторы различного принципа действия и т.д.) с максимально доступной возможностью перевести драгоценный металл или их сумму в воднорастворимое состояние. Это обусловлено соблюдением условия, которое устанавливает стадии дальнейшего отделения драгоценных металлов от сопутствующих загрязняющих элементов. Аффинажные стадии очистки легче, лучше и с меньшими затратами проводятся с использованием в качестве предмета переработки растворов благородных металлов. Конечное содержание платиноидов в нерастворимом остатке желательно иметь пренебрежимо малым, чтобы его можно было считать отвальным продуктом. Именно поэтому все используемые для этого химические реакторы стараются снабдить высокооборотными перемешивающими устройствами различной конструкции, насадками для турбулизации ламинарных потоков, проводить процесс под давлением, высокой температуре и в циркуляционном режиме.Meanwhile, the analysis of scientific and patent information in order to detect analog devices and select a prototype among them allows us to make an unambiguous conclusion that, traditionally, for the conversion of platinum metals from primary raw materials - concentrates of various types, chemical devices (extractors, percolators of various operating principles and etc.) with the maximum available opportunity to transfer the precious metal or their amount to a water-soluble state. This is due to the observance of the condition that sets the stage for the further separation of precious metals from related contaminants. The refining stages of purification are easier, better and at lower cost using solutions of noble metals as a subject of processing. The final content of platinoids in the insoluble residue is desirable to be negligible so that it can be considered a waste product. That is why all chemical reactors used for this are trying to provide high-speed mixing devices of various designs, nozzles for turbulence of laminar flows, to carry out the process under pressure, high temperature and in a circulating mode.
Ближайшим по техническому решению аналогом-прототипом является устройство, описанное в патенте (V.A.Shipachev". Process for the recovery of platinum droup metals from automobile catalytic converters and a reactor for performing said process". Пат. № WO 03010346 от 06.02.2003).The closest prototype analogue to the technical solution is the device described in the patent (V.A.Shipachev ". Process for the recovery of platinum droup metals from automobile catalytic converters and a reactor for performing said process". Pat. No. WO 03010346 of 02/06/2003).
Устройство содержит реакционную камеру с патрубками ввода и вывода, крышку и контейнер с обрабатываемым материалом. Выщелачивающий раствор не контактирует с катализатором, окисление металлов платиновой группы проводится газовой смесью, которая, охлаждаясь на крышке аппарата, стекает, а в газ поднимается новая порция пара. Циркуляция экстракционной смеси проводится многократно до полного истощения сырья платиновыми металлами.The device comprises a reaction chamber with inlet and outlet nozzles, a lid and a container with the processed material. The leach solution does not come into contact with the catalyst, the platinum group metals are oxidized by a gas mixture, which, when cooled on the lid of the apparatus, flows off and a new portion of steam rises into the gas. The circulation of the extraction mixture is carried out repeatedly until the complete depletion of raw materials by platinum metals.
Тем не менее, использование данной конструкции без каких-либо изменений в приложении к мелким катализаторным фракциям невозможно. Если при обработке целых блоков и их сколов, имеющих каналы для вывода выхлопных газов, способны пропустить нагретую газовую смесь, то плотная засыпка измельченного до мелкого размера катализатора это не позволит сделать. Существенных каналов травления при этом не образуется и аппарат превращается в автоклав с нерегулируемым внутренним давлением. Основной задачей данного изобретения является переработка мелкодисперсного (мелкоразмерных) частиц катализатора путем использования принципа орошения материала дозированными порциями «свежего», чистого растворителя (окислительной смесью).However, the use of this design without any changes in the application to the fine catalyst fractions is impossible. If, when processing whole blocks and their chips, which have channels for exhaust gas outlet, they are able to pass the heated gas mixture, then dense filling of the catalyst crushed to a small size will not allow this. In this case, no significant etching channels are formed and the apparatus turns into an autoclave with unregulated internal pressure. The main objective of this invention is the processing of fine (fine) particles of the catalyst by using the principle of irrigation of the material in metered portions of “fresh”, pure solvent (oxidizing mixture).
Задача решается способом и устройством, а именно тем, что в способе переработки измельченного скрапа отработанных автомобильных катализаторов для извлечения платиновых металлов, включающем растворение платиновых металлов кислотно-окисляющей смесью путем импульсной гейзерной подачи сверху на скрап порции кипящего раствора кислотно-окисляющей смесью с удалением продуктивного раствора и подачи очередной чистой порции кислотно-окисляющей смеси до появления желтого цвета в продуктивном растворе с последующей промывкой подающейся сверху водой, а в устройстве, содержащем реакционную камеру, верхнюю крышку и контейнер с обрабатываемым скрапом, реакционная камера выполнена из двух обечаек с фланцами и с герметизирующей прокладкой, верхняя обечайка имеет днище и патрубок вывода продуктивных и промывных растворов, нижняя обечайка имеет патрубок ввода реагентов кислотно-окисляющей смеси, внутри реакционной камеры аксиально ей расположен питатель в виде полой трубки с клапаном внизу для импульсивной подачи кипящего раствора кислотно-окисляющей смеси и упорным кольцом в верхней части, на котором расположен контейнер, причем дно и крышка контейнера перфорированы, а верхняя крышка устройства выполнена с кольцевыми проточками и выходным патрубком, сообщающимися с атмосферой, при этом диаметры отверстий верхней крышки и дно и контейнера имеют соотношение 2:1 соответственно.The problem is solved by the method and device, namely, that in the method for processing crushed scrap of spent automotive catalysts for the extraction of platinum metals, comprising dissolving platinum metals with an acid-oxidizing mixture by pulsing a geyser feed of a boiling solution of acid-oxidizing mixture from above onto the scrap to remove the productive solution and supplying another clean portion of the acid-oxidizing mixture until yellow in the productive solution, followed by washing the feed light water, and in the device containing the reaction chamber, the top cover and the container with the scrap to be processed, the reaction chamber is made of two shells with flanges and with a sealing gasket, the upper shell has a bottom and the outlet pipe for productive and washing solutions, the lower shell has a reagent input pipe acid-oxidizing mixture, inside the reaction chamber there is axially arranged a feeder in the form of a hollow tube with a valve at the bottom for impulsive feeding of a boiling solution of an acid-oxidizing mixture and a thrust ring in erhney part on which the container, wherein the container lid and bottom perforated, and the top cover unit is formed with annular recesses and the outlet pipe communicating with the atmosphere, the hole diameters of the top cover and the bottom of the container and have a ratio of 2: 1 respectively.
Отличительные признаки способа: подачу каждой очередной порции чистой окислительной смеси проводят сверху, промывку водой также осуществляют сверху.Distinctive features of the method: the supply of each subsequent portion of the clean oxidizing mixture is carried out from above, washing with water is also carried out from above.
Отличительные признаки устройства: камера выполнена из двух обечаек, снабженных фланцами с герметизирующей прокладкой, верхняя обечайка имеет днище и патрубок вывода, нижняя обечайка имеет патрубок ввода, внутри камеры аксиально расположен питатель - полая трубка с клапаном внизу для импульсной подачи, на упорном кольце расположен контейнер, дно и крышка контейнера перфорированы, верхняя крышка выполнена с кольцевыми проточками и выходным патрубком, диаметры отверстий верхней крышки и дна контейнера имеют соотношение 2:1 соответственно.Distinctive features of the device: the chamber is made of two shells equipped with flanges with a sealing gasket, the upper shell has a bottom and an outlet pipe, the lower shell has an inlet pipe, a feeder is axially located inside the chamber - a hollow tube with a valve at the bottom for pulse feeding, a container is located on the thrust ring , the bottom and the lid of the container are perforated, the top lid is made with annular grooves and an outlet pipe, the diameters of the holes of the top lid and the bottom of the container are 2: 1, respectively .
Сущность изобретения: изменение соотношения остаточного количества платиновых металлов в твердом катализаторе и растворе, как можно больше в пользу раствора. И сделать это можно лишь организацией процесса извлечения платиновых металлов последовательными порциями растворителя, не содержащего в своем составе растворенных соединений соответствующих платиноидов. Кроме того, организация принципа минимизации общего количества раствора, который идет на обработку определенной массы твердого катализатора как на стадии экстракции, так и последующей промывки, позволяет обойти проблему получения бедных платиновых растворов, требующих отдельной ветки их переработки. Такая организация процесса переработки каталитических нейтрализаторов газовых выхлопов двигателей внутреннего сгорания позволяет перерабатывать находящихся в мелкодисперсном состоянии отработанный материал, именно за счет подачи каждый раз чистой порции окислительной смеси сверху и промывки его по такому же принципу водой. Это дает возможность максимально извлекать металлы из данного вида сырья при минимальном количестве реагентов и промывных вод.The inventive change in the ratio of the residual amount of platinum metals in the solid catalyst and the solution, as much as possible in favor of the solution. And this can only be done by organizing the process of extraction of platinum metals in successive portions of a solvent that does not contain dissolved compounds of the corresponding platinoids. In addition, the organization of the principle of minimizing the total amount of solution that is used to process a certain mass of solid catalyst both at the stage of extraction and subsequent washing, circumvents the problem of obtaining poor platinum solutions requiring a separate processing branch. Such an organization of the process of processing catalytic converters of gas exhausts of internal combustion engines makes it possible to process spent material in a finely dispersed state, precisely by supplying each time a clean portion of the oxidizing mixture from above and washing it according to the same principle with water. This makes it possible to maximize the extraction of metals from this type of raw material with a minimum amount of reagents and wash water.
Способ осуществляется в устройстве, которое реализует принципы способа: 1) - смещение равновесия изотермы адсорбции, изменяя в большую сторону концентрацию платиноидов в водной фазе по сравнению с твердой, 2) - увеличение скорости массообмена, протекающего по законам как молекулярной, так и конвективной диффузии. Отметим и экологическую безопасность эксплуатации установки несмотря на работу с довольно опасным растворами газообразного хлора, поскольку основная его масса используется на целевое гидрохлорирование как платиновых, так и всех других техногенных металлов, которые осаждаются в порах и каналах каталитического дожигателя. Основная избыточная часть газообразных окислителей поглощается через выходной патрубок 15 водяным гидрозатвором. Устройство надежно в эксплуатации, и позволяет достигать высоких показателей извлечения благородных металлов, исключить их безвозвратную потерю за счет проведения эффективной стадии промывки.The method is carried out in a device that implements the principles of the method: 1) - shift the equilibrium of the adsorption isotherm, changing the concentration of platinoids in the aqueous phase compared with the solid, 2) - increase the mass transfer rate, proceeding according to the laws of both molecular and convective diffusion. We also note the environmental safety of the operation of the installation despite working with rather hazardous solutions of gaseous chlorine, since its bulk is used for the targeted hydrochlorination of both platinum and all other technogenic metals that are deposited in the pores and channels of the catalytic afterburner. The main excess portion of gaseous oxidizing agents is absorbed through the
Общая схема устройства представлена на чертеже.The general scheme of the device is presented in the drawing.
Конструктивно устройство выполнено из листового титана и состоит из двух обечаек - нижней 1 и верхней 2, снабженных фланцами 3, между которыми расположена фторопластовая прокладка 4. Каждая из обечаек снабжена своим патрубком для ввода реагентов 5 и вывода продуктивного и промывного растворов 6. Внутри реактора аксиально расположена титановая трубка-питатель 7, снизу снабженная клапаном 8, служащим для подачи закипевшей жидкости только по ней, а верхняя часть трубки снабжена упорным кольцом 9, которое удерживает контейнер 10 с измельченным катализатором 11, дно контейнера 12 и верхняя его крышка 13 имеют множество отверстий диаметром 1,2 мм, и 2,4 мм соответственно. Сверху устройство снабжено крышкой 14 из плексигласа, выполненная с кольцевыми проточками. Крышка 14 снабжена выходным патрубком 15, осуществляющим сообщение с атмосферой, который погружается в гидрозатвор, заполненный водой. Устройство после загрузки катализатора стягивается через фланцы стяжными шпильками 16.Structurally, the device is made of titanium sheet and consists of two shells - lower 1 and upper 2, equipped with
Устройство работает следующим образом. Отработанный керамический платино-палладий-родиевый автомобильный катализатор 11 помещают в перфорированный контейнер 10, закрывают перфорированной крышкой 13 и ставят на упорное кольцо 9. Затем сверху устройство закрывают крышкой 14, имеющей кольцевые проточки, которые служат для равномерного распределения стекающей жидкости по всей поверхности контейнера 10. Через нее осуществляется и сообщение с атмосферой через выходной патрубок 15, который погружается в гидрозатвор, заполненный водой. Устройство после загрузки герметизируют через фланцы 3 с прокладкой стяжными шпильками 16. В нижнюю часть устройства через патрубок для ввода реагентов 5 заливают раствор соляной кислоты, разведенной в соотношении 1:1 водопроводной водой (раствор 17). Подготовленный реактор ставят на электрический нагрев и в реакционную среду 17 добавляют по частям (в два-три приема) концентрированную азотную кислоту. Температурный режим подобран так, чтобы через 40-45 мин смесь кислот достигла точки кипения и смесь 17 через клапан 8 поднимется по трубке-питателю 7 и оросит катализатор 11, находящийся в контейнере 10, в котором нижняя 12 и верхняя 13 крышки имеют перфорацию отверстиями диаметром 1,2 мм, и 2,4 мм соответственно. Работа клапана 8 подачи раствора по трубке-питателю 7 настроена так, что следующая порция кипящего раствора поступит на орошение только после того, как стечет предыдущая, т.е гейзерная подача окислительной смеси на обработку катализаторного скрапа осуществляется импульсно. Соотношение диаметров отверстий в крышках 12, 13 как 1:2 выбрано так, чтобы время протекания окислительной смеси было достаточным для полного смачивания и растворения металлов. В процесс выщелачивания каждая порция продуктивного раствора стекает через патрубок 6 в приемную емкость. Процесс считают полностью завершенным, если визуально наблюдают появление в сборной емкости окрашенного в интенсивный желтый цвет раствора. Не снимая нагрев с аппарата, проводят порционную промывку катализатора 11 дистиллированной водой 3 раза. Промывные воды через патрубок 6 от первых двух операций объединяют с продуктивным. Раствор от третьей промывки собирают в отдельную емкость и направляют на разведение соляной кислоты для обработки направляется на разведение соляной кислоты для обработки следующей партии сырья.The device operates as follows. The spent ceramic platinum-palladium-
Нагрев устройства отключают и после охлаждения до комнатной температуры устройство вскрывается и выщелаченный катализатор извлекается и после сушки направляется на анализ остаточного содержания платиноидов химико-спектральным методом. Полученный объединенный раствор платиновых металлов направляется на осаждение чернового коллективного концентрата Pt, Pd и Rh.The device’s heating is turned off, and after cooling to room temperature, the device is opened and the leached catalyst is removed and, after drying, it is sent to the analysis of the residual content of platinoids by the chemical spectral method. The resulting combined solution of platinum metals is sent to the precipitation of the rough collective concentrate Pt, Pd and Rh.
Пример №1Example No. 1
Отработанный керамический платино-палладиевый автомобильный катализатор 11 со средним размером зерна в интервале 1-5 мм общей массой 126 г, имеющий, по данным элементного анализа, среднее содержание Pt - 0,12 мас.%, Pd - 0,08 мас.% и Се - 1,8 мас.%, помещают в перфорированный контейнер 10 устройства. В нижнюю его часть заливают раствор соляной кислоты, разведенной в соотношении 1:1 водопроводной водой в количестве 320 мл и устройство ставят на электрический нагрев и в эту реакционную среду добавляют по частям (в два-три приема) концентрированную азотную кислоту общим объемом 40 мл. Температурный режим подбирают так, чтобы через 40-45 мин смесь кислот достигла точки кипения, окислительная смесь, представляющая собой раствор нитрозилхлорида в соляной кислоте поднимается по питателю 7 через клапан 8. Клапан подает данную смесь порционно, и по мере ее накопления она начнет выливаться через штуцер 6 в приемную емкость. Аналогично операцию повторяют с новой порцией азотной кислоты до появления в приемной емкости окрашенного в желтый цвет продуктивного раствора. Не снимая нагрев, проводят промывку катализатора дистиллированной водой порциями объемом 50 мл в количестве 3-х раз. Промывные воды от первых двух операций объединяют с продуктивным раствором. Раствор от третьей промывки собирается отдельно и он направляется на разведение соляной кислоты для обработки следующей партии сырья. Нагрев устройства отключают и после охлаждения до комнатной температуры его вскрывают, и выщелаченный катализатор извлекают и после сушки направляют на анализ остаточного содержания платиноидов. Полученный объединенный раствор платиновых металлов направляют на осаждение платино-палладиевого объединенного концентрата. Его проводят раствором гидрата-гидразина 6-12%-ной концентрации после корректировки рН раствора до интервала его значения 2-4, которую производят твердым гидроксидом натрия (NaOH). Отфильтрованный от черни платиновых металлов раствор в дальнейшем используют для извлечения церия известными методами. После разделения и очистки черней платины и палладия их выход составляет 96,8% и 98,.2% соответственно. Количество выделенного церия соответствует его исходному содержанию в катализаторе на уровне 1,7 мас.%. Данный массовый процент позволяет оценить степень извлечения церия на уровне 94,4%.A spent ceramic platinum-palladium
Пример №2.Example No. 2.
Дезактивированные трехкомпонентные автокатализаторы окисления-восстановления, имеющие в своем составе Рt - 0,04 мас.%, Pd - 0,14 мас.%, Rh - 0,007 мас.%, и Се в количестве 1,2 мас.% общей массы 132 г, помещаются в реактор жидкостного выщелачивания, описанный выше. Растворение благородных металлов проводят кислотно-окислительной смесью, состоящей из 360 мл раствора соляной кислоты 18%-ной концентрации и перекиси водорода 33%-ной концентрации в количестве 60 мл. Ввиду обильного газовыделения хлора после прибавления перекиси водорода ее вводят по частям, достигая задаваемого соотношения НСl:Н2O2, как 6:1. Все последующие стадии технологического процесса проводят по условиям примера №1. Извлечение целевых металлов в массовых процентах от величины их исходного содержания составляет: для платины - 98,1%, палладия 98,3%, родия 94,0% и церия 95,2%.Deactivated three-component oxidation-reduction autocatalysts having Pt in their composition - 0.04 wt.%, Pd - 0.14 wt.%, Rh - 0.007 wt.%, And Ce in an amount of 1.2 wt.% Of the total weight of 132 g are placed in the liquid leach reactor described above. The noble metals are dissolved with an acid-oxidizing mixture consisting of 360 ml of a hydrochloric acid solution of 18% concentration and hydrogen peroxide of 33% concentration in an amount of 60 ml. Due to the abundant gas evolution of chlorine after the addition of hydrogen peroxide, it is introduced in parts, reaching a specified ratio of Hcl: H 2 O 2 , as 6: 1. All subsequent stages of the process are carried out according to the conditions of example No. 1. Extraction of target metals in mass percent of their initial content is: for platinum - 98.1%, palladium 98.3%, rhodium 94.0% and cerium 95.2%.
Пример №3.Example No. 3.
Подготовленные к переработке измельченные катализаторы нейтрализации выхлопа газа от дизельных автомобилей общей массой 112 г по данным анализа содержат 0,12 мас.% платины, 0,04 мас.% палладия, 0,004 мас.% родия. В качестве стабилизаторов в рецептуре катализатора присутствует 1,9 мас.% церия и 0,14 мас.% лантана. Обработку каталитических блоков проводят при температуре 110°С смесью 50 мл концентрированной соляной кислоты, разведенной 20 мл воды и 12 мл свежеизготовленного раствора гипохлорита натрия (NaClO), содержащего не менее 60 г/л активного хлора. В случае применения гипохлорита с меньшим содержанием хлора, его количество следует соответственно пропорционально увеличить. Общее время проведения обработки катализатора после выхода реактора на нужный температурный режим не превышает 60 мин. Образующийся раствор, содержащий соответствующие комплексные хлориды платиновых металлов и промывные воды, полученные аналогично описанию, данному в примере №1, направляют для проведения известных разделительных и аффинажных стадий. Сквозное извлечение металлов платиновой группы с чистотой не ниже 99,5% составляет для платины 98,25 мас.%, палладия 98,4%, родия 96,2%.The crushed catalysts for neutralizing gas exhaust from diesel vehicles with a total mass of 112 g prepared for processing, according to the analysis, contain 0.12 wt.% Platinum, 0.04 wt.% Palladium, 0.004 wt.% Rhodium. As stabilizers, 1.9 wt.% Cerium and 0.14 wt.% Lanthanum are present in the catalyst formulation. The processing of the catalytic blocks is carried out at a temperature of 110 ° C with a mixture of 50 ml of concentrated hydrochloric acid, diluted with 20 ml of water and 12 ml of a freshly prepared solution of sodium hypochlorite (NaClO) containing at least 60 g / l of active chlorine. In the case of using hypochlorite with a lower chlorine content, its amount should be accordingly proportionally increased. The total processing time of the catalyst after the reactor reaches the desired temperature does not exceed 60 minutes The resulting solution containing the corresponding complex platinum metal chlorides and washings, obtained analogously to the description given in example No. 1, is sent for the known separation and refining stages. The through recovery of platinum group metals with a purity of at least 99.5% is 98.25% for platinum, 98.4% palladium, and 96.2% rhodium.
Таким образом, главным преимуществом предлагаемых способа и устройства является снижение потерь ценных компонентов катализаторов - металлов платиновой группы за счет повышения эффективности первичного окислительного выщелачивания и последующих отмывок. Кроме этого, повышение степени извлечения платиноидов происходит и вследствие сокращения объема растворов применяемых химических реагентов. Все это позволяет осуществить оригинальная конструкция аппарата, который не имеет движущихся частей, что намного повышает его эксплуатационную надежность.Thus, the main advantage of the proposed method and device is to reduce the loss of valuable components of the catalysts - platinum group metals by increasing the efficiency of primary oxidative leaching and subsequent washing. In addition, an increase in the degree of extraction of platinoids also occurs due to a decrease in the volume of solutions of the applied chemicals. All this allows you to implement the original design of the apparatus, which does not have moving parts, which greatly increases its operational reliability.
Поэтому, имея такие простые технологическую и аппаратную схемы, легко создавать небольшие предприятия, специализированные для работы с таким видом техногенного сырья. Эти химические фирмы, приближенные к местам сбора вторичных материалов, будет отличать характерное использование производственных помещений модульного типа, небольшое количество обученного персонала, полная инженерная автономность, экологическая безопасность и высокая экономическая рентабельность.Therefore, having such simple technological and hardware schemes, it is easy to create small enterprises specialized for working with this type of technogenic raw materials. These chemical firms close to the collection sites for secondary materials will be distinguished by the characteristic use of modular type production facilities, a small number of trained personnel, complete engineering autonomy, environmental safety and high economic profitability.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008111263A RU2364638C1 (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method and device for processing ground scrap produced from dead automobile catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008111263A RU2364638C1 (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method and device for processing ground scrap produced from dead automobile catalysts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2364638C1 true RU2364638C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008111263A RU2364638C1 (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Method and device for processing ground scrap produced from dead automobile catalysts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2364638C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108707754A (en) * | 2018-08-07 | 2018-10-26 | 陈子清 | The method and device of noble metal in a kind of recycling catalyst |
| CN114480851A (en) * | 2022-01-20 | 2022-05-13 | 安徽工业技术创新研究院六安院 | Retrieve recovery unit of metal platinum in follow platinum carbon catalyst |
| CN115161487A (en) * | 2022-06-15 | 2022-10-11 | 苏州诺倍金环保科技有限公司 | Waste three-way catalyst powder extraction device and extraction method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2454647A1 (en) * | 1973-11-19 | 1975-05-22 | Rhone Progil | PROCESS FOR RECOVERING COMPONENTS FROM CATALYSTS CONTAINING PRECIOUS METAL |
| GB2205765A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-21 | Ube Industries | Method of recovering palladium catalyst |
| RU2209843C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-08-10 | Шипачев Владимир Алексеевич | Method of recovering precipitate metals from automobile catalysts |
-
2008
- 2008-03-24 RU RU2008111263A patent/RU2364638C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2454647A1 (en) * | 1973-11-19 | 1975-05-22 | Rhone Progil | PROCESS FOR RECOVERING COMPONENTS FROM CATALYSTS CONTAINING PRECIOUS METAL |
| US4069040A (en) * | 1973-11-19 | 1978-01-17 | Rhone-Poulenc Industries | Method for recovery of platinum and iridium from catalysts |
| GB2205765A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-21 | Ube Industries | Method of recovering palladium catalyst |
| RU2209843C2 (en) * | 2001-06-22 | 2003-08-10 | Шипачев Владимир Алексеевич | Method of recovering precipitate metals from automobile catalysts |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108707754A (en) * | 2018-08-07 | 2018-10-26 | 陈子清 | The method and device of noble metal in a kind of recycling catalyst |
| CN114480851A (en) * | 2022-01-20 | 2022-05-13 | 安徽工业技术创新研究院六安院 | Retrieve recovery unit of metal platinum in follow platinum carbon catalyst |
| CN114480851B (en) * | 2022-01-20 | 2023-09-05 | 安徽工业技术创新研究院六安院 | Recovery device for recovering metal platinum from platinum-carbon catalyst |
| CN115161487A (en) * | 2022-06-15 | 2022-10-11 | 苏州诺倍金环保科技有限公司 | Waste three-way catalyst powder extraction device and extraction method thereof |
| CN115161487B (en) * | 2022-06-15 | 2023-09-15 | 苏州诺倍金环保科技有限公司 | Waste three-way catalyst powder extraction device and extraction method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yakoumis et al. | Recovery of platinum group metals from spent automotive catalysts: A review | |
| EP3158094B1 (en) | Method for platinum group metals recovery from spent catalysts | |
| Rumpold et al. | Recycling of platinum group metals from automotive catalysts by an acidic leaching process | |
| CN104831071A (en) | Method for recovering platinum and palladium from waste carrier catalyst by hydrothermal method | |
| CN107604165A (en) | A kind of method of platinum group metal extraction and refining in ternary catalyst for automobile tail gas | |
| CN104263945A (en) | Method for recovering platinum metal from waste catalyst | |
| CN104988319B (en) | Method and system of the treatment support type containing Used palladium catalyst | |
| MX2012009550A (en) | Process for the recovery of metals and hydrochloric acid. | |
| CN102796877A (en) | Method for enriching rhodium from rhodium-containing organic dead catalyst | |
| CN113430376A (en) | Method for efficiently separating noble metals in solution and preparing high-purity noble metals | |
| AU2011217757A1 (en) | Process for the recovery of gold from an ore in chloride medium with a nitrogen species | |
| CN102994771A (en) | Method for extracting palladium sponge from silver electrolysis anode slime parting liquid | |
| RU2209843C2 (en) | Method of recovering precipitate metals from automobile catalysts | |
| RU2364638C1 (en) | Method and device for processing ground scrap produced from dead automobile catalysts | |
| CN104212981B (en) | The method of Leaching of Antimony from antimony ore | |
| RU2553273C1 (en) | Method of extracting platinum and/or palladium from spent catalysts on aluminium oxide supports | |
| RU2261284C2 (en) | Method of complex reworking of decontaminated platinum-rhenium catalysts | |
| CN119710260A (en) | Method for recycling high-purity rhodium from rhodium-containing tailings | |
| RU2221060C2 (en) | Method of extraction of platinum and palladium from materials having porous base | |
| CN116536521A (en) | Method for efficiently recycling metallic iridium from waste iridium catalyst | |
| JPH1076166A (en) | Extraction and recovery method of noble metal from waste catalyst for exhaust gas purification and extraction solvent | |
| KR100367710B1 (en) | Recovery method of platinum group metals from spent active carbon catalyst | |
| JP2005264227A (en) | Method for leaching copper electrolytic starch | |
| US20070104628A1 (en) | Apparatus and method for recovering rare-earth and noble metals from an article | |
| CN114308131A (en) | Precious metal compound extracted from waste, method thereof and method for synthesizing tetrakis (triphenylphosphine) platinum/palladium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140325 |