一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法.pdf
（19）中华人民共和国国家知识产权局（12）发明专利申请（10）申请公开号（43）申请公开日期（21）申请号2.8（22）申请日期2021年11月18日（71）申请人广东中科院资源利用与稀土开发研究所 地址 广东省广州市天河区长兴路363号（72） 发明人 卢建芳 郑瑞丽 刘勇 刘牡丹 刘珍珍 卢先金 马志远 饶金山（74）专利代理机构 北京金创知识产权代理有限公司（普通合伙） 11589 代理人（51） Int.Cl.C22B7/00(2006.01)/02(2006.01)C22B5/10(2006.01)/00(2006.01)/00(2006.01)(54)发明名称 一种含铜电镀污泥与过期汽车催化剂协同处置的方法（57） 摘要本发明属于固废处理技术领域，具体公开了一种含铜电镀污泥与过期汽车催化剂协同处置的方法。汽车催化剂过期。 本发明方法将含铜电镀污泥与过期汽车催化剂混合，然后加入二氧化硅和熔剂，先进行氧化熔炼，并在熔体顶部吹空气加强脱硫。 氧化熔炼后，加入还原剂，然后进行还原熔炼； 然后将上层玻璃熔体倒入水中，形成碱性玻璃颗粒。 将碱性玻璃颗粒烧结以获得玻璃陶瓷产品。 失效的汽车催化剂中的金属在铜铁合金中富集。
本发明提供的含铜电镀污泥与废汽车催化剂的共处理方法，能够高效地从废汽车催化剂中提取贵金属，同时利用含铜电镀污泥与废催化剂组分的特性，制备高附加值微晶玻璃。 该产品解决了电镀污泥的污染问题，实现了电镀污泥的无害化和高值化回收。 1 页权利要求书、5 页说明书、1 页附图。 一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法，其特征在于，该方法包括：（1）将含铜电镀污泥与失效汽车催化剂混合，将催化剂磨细，然后与SiO和助熔剂混合； (2)然后放入高温炉中，在1450～1600℃下氧化熔炼。熔炼过程中，熔体顶部吹空气； (3)氧化熔炼完成后，向熔体中添加还原剂，然后保温60℃至玻璃制品； 熔炼系统中的下层金属熔体在空气中冷却后，分离出铜铁合金产品。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铜电镀污泥与过期汽车催化剂的质量比为(1-2):1。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，SiO2的添加量为失效汽车催化剂质量的15%~30%。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述助熔剂选自Na和硼砂中的一种或多种，所述助熔剂添加量为含铜电镀污泥和失效汽车催化剂。 总质量的3~8%。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氧化熔炼时间为30～60分钟； 熔炼过程中熔体顶部吹入空气的流量为0.4～0.8L/min。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述还原剂为无烟煤，无烟煤的添加量为含铜电镀污泥质量的3～6％； 7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性玻璃颗粒处理包括烧结处理，所述烧结处理为：将所述碱性玻璃颗粒在加热条件下加热至950-1150℃。速率为5-10个/分钟，保温1-3小时，然后入炉冷却，得到微晶玻璃产品。 8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述微晶玻璃产品中铂、钯、铑的含量为10g/t，铜含量为0.8%； 和/或铜铁合金产品，铂、钯、铑总含量为0.75-1.60%，铁含量为5-10%，铜含量为85%，铂、钯、铑的综合回收率铑含量为98%。 9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述含铜电镀污泥为电镀污水化学沉淀处理后产生的污泥，其质量百分组成为：Cu6~12%、CaO15~25% 、S3~6%、MgO1~2%、Al1~2%。 10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，失效汽车催化剂的质量百分比组成为：MgO8～13％、SiO25～40％、Pt300～1000g/t、Pd800～2000g/t、Rh100～300g/t。 。
一种含铜电镀污泥与过期汽车催化剂协同处置的方法技术领域 [0001] 本发明涉及固废处理技术领域，具体涉及一种含铜电镀污泥协同处置的方法污泥和过期的汽车催化剂。 背景技术 [0002] 汽车尾气催化剂的主要作用是脱除汽车尾气中的CO和CH。 目前汽车上应用最广泛的催化剂是以堇青石为载体，在载体表面包覆有铂族金属颗粒的催化剂。 催化剂在长期使用过程中，铂族金属会因杂质的污染和包裹而失去催化活性，成为失效催化剂。 我国每年都会产生大量的过期汽车催化剂，或者说废汽车催化剂，是铂族金属的重要二次资源。 [0003] 目前，从废汽车催化剂中回收铂族金属的方法主要有火法熔炼法、湿法和火湿联合法。 火法过程包括等离子熔炼、金属捕获、火氯化、高温挥发和焚烧。 由于催化剂的熔点较高，在火处理过程中通常需要高温加热，并且需要添加大量的熔剂和捕收剂，并且熔炼后的渣相含有大量的显热。 然而，大多数现有技术仅关注铂族金属。 回收利用，忽略了熔渣相的利用。 部分重金属仍残留在炉渣中，也可能造成环境污染。 [0004] 因此，有必要寻找一种处理失效汽车催化剂的新思路，将其充分回收利用，减少污染，获得更高的处理价值。 [0005] 本发明要解决的主要技术问题是提供一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂的共处理方法，能够充分提取失效汽车催化剂中的贵金属，获得高附加值的微晶玻璃产品。 。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案： 本发明提供一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置的方法。 [0007] (1)含铜将电镀污泥和过期自触媒进行细磨，然后与SiO2和助熔剂混合； [0008] (2)然后放入高温炉中，在1450~1600℃下进行氧化熔炼，熔炼过程中熔体顶部吹空气； [0009] (3)氧化熔炼完成后，向熔体中添加还原剂，然后保温60〜； [0010] (4)将步骤(3)得到的熔炼系统中的上层玻璃熔体进行水淬，得到碱性玻璃颗粒，经过处理得到微晶玻璃产品； 熔炼系统中的下层金属熔体在空气中冷却后，分离出铜铁合金产品。 作为本发明的一个优选实施例，步骤（1）中，先将含铜电镀污泥和失效汽车催化剂干燥，然后破碎、研磨； 然后与SiO、助熔剂混合均匀，压榨污泥。 放入高温烤箱中。 [0012] 作为本发明的一个优选实施例，所述含铜电镀污泥与失效汽车催化剂的质量比 [0013] 作为本发明的一个优选实施例，所述SiO2添加量为15〜30%。催化剂质量。 作为本发明的一个优选实施例，所述助熔剂选自Na和硼砂中的一种或多种，所述助熔剂添加量为含铜电镀污泥和失效汽车催化剂的总质量。 3~8%。
[0015] 作为本发明的一个优选实施例，所述氧化熔炼的时间为30〜60min ; 熔炼过程中熔体顶部吹入的空气流量为0.4~0.8L/min。 [0016] 作为本发明的一个优选实施例，所述还原剂为无烟煤，无烟煤的用量为含铜电镀污泥质量的3~6% ； 保温温度为1400～1550℃。 作为本发明的一个优选实施例，所述基体玻璃颗粒处理包括烧结处理，所述烧结处理为：将基体玻璃颗粒加热至950～1150℃，升温速率为5。 -10次/分钟，保温1～3小时，然后入炉冷却，得到微晶玻璃制品。 作为本发明的一个优选实施例，所述微晶玻璃产品中铂、钯、铑的含量为10g/t，铜的含量为0.8%； 和/或，铜铁合金产品中铂、钯、铑的总含量为0.75~1.60%，铁含量为5~10%，铜含量为85%，综合回收率为铂、钯、铑的含量为98%。 作为本发明的一个优选实施例，本发明的含铜电镀污泥为电镀污水经化学沉淀处理后产生的污泥，其质量百分比含量组成为：Cu 6 ～ 12%、CaO 15-25 %、S 8-15%、Fe 3-6%、MgO 1-2%、Al 1-2%。 作为本发明的一个优选实施例，本发明失效汽车催化剂的质量百分比组成为：MgO 8～13％、SiO2 25～40％、Pt300～1000g/t、Pd 800～2000g/t， Rh 100～300g/t。
本发明提供了一种含铜电镀污泥与失效汽车催化剂的协同处理方法。 将含铜电镀污泥和失效的汽车催化剂混合，然后添加二氧化硅和助熔剂。 首先在1450℃～1600℃进行氧化熔炼，并在熔体顶部吹空气，加强脱硫； 氧化熔炼后添加还原剂，然后进行还原熔炼； 然后将上层玻璃熔体倒入水中，形成碱性玻璃颗粒，碱性玻璃颗粒烧结得到微晶玻璃制品，过期汽车触媒中的Pt、Pd、Rh等金属在铜铁合金中富集，得到铜铁合金合金制品。 通过后续的电解精炼，可以从铜铁合金产品中分离出贵金属。 本发明的方法利用含铜电镀污泥中的石膏，在高温、高氧分压的环境下首先失去结晶水，然后分解成CaO和SO实现脱硫； 添加还原剂进入还原熔炼过程，铜、铁发生碳热还原生成铜铁，在高温下与铂族金属反应形成合金，实现铂族金属的捕获。 铁对铑有较好的捕获效果，可以弥补铜对铑捕获率较低的问题。 缺陷。 其中，高温炉优选为中频感应炉，它可以产生电磁搅拌，促进金属颗粒与铂族金属的接触，使反应更加完全。 含铜电镀污泥脱硫后含有大量CaO，可大大降低废汽车催化剂的熔体粘度。 通过添加助熔剂，可以降低熔点，提高玻璃熔体的流动性，促进捕获。 含铜电镀污泥提供了微晶玻璃所需的CaO。 添加助熔剂可改善微晶玻璃的结晶性能，提高结晶活化能，促进烧结； 废汽车催化剂提供玻璃陶瓷所需的二氧化硅。
经过还原熔炼，铜捕获铂族金属，继续聚集长大，最后沉降到底部形成金属层； 金属层上面是玻璃熔体，主要成分为SiO，是微晶玻璃的主要成分。 还原熔炼完成后，将上层玻璃熔体倒入水中，形成碱性玻璃颗粒。 将基础玻璃在结晶温度附近烧结，得到结晶玻璃制品。 下层金属熔体在空气中冷却后，分离出铜铁合金产品。 [0023] 本发明具有以下有益效果: [0024] (1)利用廉价易得的含铜电镀污泥作为捕收剂，高效回收失效自催化剂中的铂族金属，减少辅助添加剂，捕集减少药剂用量，“废物用于处理废物”。 生产的铜铁合金可以通过电解精炼将铜产品与铂族金属分离，降低生产成本。 (2)含铜电镀污泥中铜以氢氧化铜的形式存在。 在加热过程中，它会脱水并转化为氧化铜。 冶炼时，铜会在熔体中停留较长时间，铂族金属捕获效率高。 同时电镀污泥中的铁还可以捕获铂族金属，与铜协同作用，增强捕获效果。 (3)用含铜电镀污泥作为收集剂还可以降低废汽车催化剂的熔点和粘度，从而降低能耗，提高收集效率。 （4）充分利用含铜电镀污泥和过期汽车催化剂的成分特点，通过一步高温熔炼实现两种固体废物的协同处理，并充分利用熔体的显热来制备将非金属成分转化为高温增值微晶玻璃产品，将残余重金属固定在晶相中，实现其无害化和高值回收，具有明显的环境效益和经济效益。
本发明提供的含铜电镀污泥与失效汽车催化剂协同处置方法，能够高效提取失效汽车催化剂中的贵金属，同时利用含铜电镀污泥与废催化剂组分的特性制备高值添加微晶玻璃产品解决了电镀污泥的污染问题，实现了两者的无害化和高值化回收。 附图说明 [0029] 图1为本发明实施例采用的协同处理方法的工艺流程图。 具体实施方式 [0030] 下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。 以下实施例中所用试剂均为市售产品。 百分比均为质量百分比。