长期回收含金、银、铂、钯、铑、钌、铱、钼、锡、钴、硅废料联系电话15953101283

90年代以来发达国家在汽车上开始广泛安装尾气控制系统，其中大多数使用的是三元或称三（效）催化剂，用来将CO、未燃尽的碳氢化物（HC）及氧化氮（NOx）转变为xx的CO2、水和氮。目前所用三元催化剂多由蜂窝型载体（堇青石）及活化涂层（以γ-Al2O3 为铂、铑或钯的担体）构成。每辆车贵金属的用量约为1至2g，依车型及发动机类别而定。大多数催化剂的铂∶铑用量比为5∶1，每kg催化剂铂的用量为1.5g，但近年来为降低成本，贵金属催化剂正向全钯催化剂的方向发展。铂的作用是把碳氢化物转变为水和CO2及造成汽车的快速启动，而铑的作用则在于转变NOx成氮。

     目前世界汽车的保有量为6.5亿辆，其中至少有3亿辆安装了不同形式的排放控制系统，在这3亿多辆汽车中约70%安装的是三元催化剂。据此可知汽车催化剂中铂族金属的总用量约在50~60t之间。数量之大十分可观，因此从废汽车催化剂中回收贵金属为解决资源不足的主要途径。

     2、 废汽车催化剂的处理

     处理块状蜂窝催化剂的前期准备工作，因催化剂的不均匀特性及规格，而颇为复杂。首先须将此类材料破碎并进行研磨。然后将细粉状的产物混合，以达到使材料均匀化的目的，并取得有代表性的样品。在大多数情况下，对这类含贵金属的物料不进行交易，但可向顾主承接有偿熔炼。当拿到贵金属含量的分析结果及经顾主核准之后，即可进行再生。

     目前，再生的方法有两种，即湿法和火法。

     3、 湿法回收

     用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解，使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内，再用氯气和盐酸浸出，使铂族金属进入溶液。在碱法中，所含SiO2不溶解全部留下来，从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取，因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。

     而另一方面，各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度，这些都是众所周知的，例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一，就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率，尤其是铑的回收率不能令人满意。

     湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下：

     ① 废水数量过大；

     ② 浸出过的载体扔弃后有待堆放；

     ③ 损失贵金属；

     ④ 铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。

     它们的优点是：工作温度低；在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。

     4、 火法回收

     通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣，对该过程至关重要。

     氧化铝颗粒的熔点过于高（大约2000℃）是个大问题。因此，对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过程及其后的湿法化学阶段的难易。用硫酸浸出法将贵金属—铂、钯、铑与金属捕收剂分开。如果选用铜作捕收剂，也可以用电解法使之分离。与湿法冶金再生废汽车催化剂相比，火法的优点要大得多：

     ① 在金属相内富集的浓度高；

     ② 贵金属回收率高；

     ③ 可在有色金属常用的炉型（鼓风炉、转炉）或专用装置（如电炉）内进行再生；

     ④ 副产物或残渣的产出少。

     4．1 普通熔炼过程

     铜、镍或铅工业所用炉子的温度通常大约1300℃，因此不十分适于熔化陶瓷基汽车尾气催化剂。这种炉子用焦碳、煤气、燃油或富氧空气加热。大的熔炼厂对额外处理这类材料，肯定不存在任何问题。如果其进料量不足工厂总进料量的1%，则对熔炼过程不会产生任何影响。故而一方面，在这样大的炉子内借众所周知的冶炼方法处理含贵金属材料的真正优点是冶炼和处理进料成本低，但另一方面又存在不能以有效的回收率和高的产率回收贵金属特别是铑。铂族金属的稀释过分和造渣量过大。这种情况表明，后续的铂族金属回收与精炼等富集过程将需要更高的成本。获取纯金属是一个漫长而艰巨的过程。故而该法已被许多厂家摒弃。

     目前大多数精炼厂和有色金属冶金工厂采用电热高温炉，其优点是：

     ① 规格小容量高

     ② 造渣量小

     ③ 其温度为特种目的所接受

     ④ 有利于环保，排放极少

     此种电炉目前广泛用于炉渣净化过程、并用于处理烟道灰、熔炼矿物原料等。

     现将适用于再生汽车尾气净化器的某些高温炉炉型介绍如下：

     4．2 等离子炉

     其基本特点是高能密度、高温和短的熔炼时间。但高辐射强度和极高的等离子体温度（大于2000℃）使炉衬的寿命颇成问题。此外，某些美国汽车催化剂相当高的含铅量对加工和环境都造成很xx烦。

     4．3 电炉

     其中一种特殊类型的高温炉就是浸没式电弧炉。在这种以处理高熔点氧化物材料（如铬铁矿、氧化镍等）为特长的电炉内，以加入料为底电极。该法能保证以高的回收率快而xx地进行反应。电能系借导电的底衬直接进入熔体，单一的对电极位于炉顶的中心位置。一般采用直流电。

     4．4 德古萨电炉

     德古萨（Degussa）起初在试验室规模的电炉内处理含贵金属物料取得令人鼓舞的结果。接着他们决定安装一台中试规模的炉子用来回收汽车尾气净化器内的铂族金属。选择汉纳马附近的沃尔夫冈精炼厂作这种炉型的炉址。供电系统的电源为兆瓦级（即数千千瓦）。炉底和供电系统均安装冷却系统。炉壳的内衬主要由高比例氧化铝和MgO的耐火材料组成，将一定数量的氮吹入炉内以保证炉气为中性气氛，并防止石墨电极迅速腐蚀。采用可移动的喷灯借以干燥新的炉衬，熔炼开始时，再把喷灯拿走。细心准备炉料极为重要。对未受扰动的进料，晶粒大小一定要合适。德古萨采用的进料系统极为复杂，系根据炉体的条件在实际的作业阶段能实现连续的依重力或体积进行加料。

     汽车尾气净化催化剂需要一定量的助熔剂进行造渣使炉渣易于放掉。在高铝氧含量的情况下，以加入40%到50%的石灰为宜。如果处理催化剂基体所用石灰数量过少或偶然夹杂极少量的其它助熔剂，就要采取措施防止出现粘稠状的炉渣。含铂族金属的汽车催化剂和助熔剂皆需称重并借气动装置输送到混合器，然后再用传送带将进料送至炉内。

     4．5 在电炉内处理汽车催化剂

     处理废汽车尾气净化催化剂的整个过程参见图9。{dy}步将铂族金属富集在金属捕收剂内，接着在第二个冶金阶段提高铂族金属的富集程度。铂族金属与金属相的分离则要在铂精炼厂用湿法化学手段完成。所回收铂族金属至少可再度用于制造新的汽车尾气净化催化剂。

     废汽车尾气净化催化剂（含铂、钯、铑）

     准备/取样

     火法冶金铂族金属富集过程

     高温电炉TBRC

     金属

     分离过程铂族金属/金属捕收剂

     Pt Pd Ph

     铂族金属化合物的生产

     生产汽车尾气净化催化剂

     借电极打弧开始冶金过程。为此必须存在一个“熔金属面”或者将金属薄片送入炉内，造成供电短路并产生液态金属熔池。然后加入进料并使之熔化。等待到适当时刻打开放渣孔，将炉渣倾侧入炉旁的渣罐内。

     这种操作要重复多次直到金属内的铂族金属含量高到足以保证湿法化学加工在经济上合算为止。在整个过程中，热交换及对熔体的充分搅拌，为金属和溶解在炉渣内的贵金属之间提供了完善的接触。炉渣的温度通过供电和给料系统调控，使环境污染不会出现。

     有一批汽车催化剂已在德古萨炉内进行了处理，在熔炼阶段的输入功率大约是1500kwh/t，熔体本身只需要大约500 kwh/t的电力借以保持温度。热损失极小，估计不超过10%。石墨电极的耗损量明显高于炼钢和炼铁工业（每t钢2~3kg），每t进料石墨的损耗约10 kg。

     这种电炉内生产的炉渣贵金属含量低，易于抛弃或用作其它工业用途。

     这种炉子为中试规模，其实际产能为每年100 t。