汽車尾氣凈化三元催化劑中有色金屬回收技術簡介

　　汽車尾氣三元催化器是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機外凈化裝置，一般使用蜂窩形狀的無機材料如堇青石或金屬作為載體，鉑鈀等貴金屬作為活性成分。隨汽車數(shù)量的增加和環(huán)保標準的提高，鉑族金屬的用量明顯增加。據(jù)統(tǒng)計，從2011至2016年間，全球汽車行業(yè)鉑族金屬需求從310噸上升至374噸，我國汽車行業(yè)鉑族金屬需求超過60噸，占鉑族金屬總需求的的60%以上。

　　由于鉑族金屬資源稀少、價格昂貴，而汽車催化劑的鉑族金屬是一座“可循環(huán)再生的鉑礦”，從汽車尾氣廢催化劑中回收鉑族金屬十分重要，各國政府也很重視，世界上著名的貴金屬精煉廠都有汽車尾氣廢催化劑的回收業(yè)務。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布數(shù)據(jù)，2020年我國報廢汽車回收數(shù)量為217.7萬輛，到 2022 年將超過 900 萬輛。隨著裝有尾氣凈化裝置的汽車開始大量進入報廢期，會有大批的含鉑族金屬的汽車尾氣催化劑需要處理，對鉑族金屬回收技術也提出了更高的要求。

　　汽車尾氣催化劑主要由載體、涂層及活性組分三部分組成。整體式汽車尾氣催化劑的載體主要有堇青石 (圓柱形蜂窩狀)和金屬(長矩形卷成圓柱狀)兩種，以堇青石作為載體的居多。堇青石的主要成分為 2MgO ? 2Al2 O3 ? 5SiO2或 2FeO ? 2Al2 O3 ? 5SiO2，屬陶瓷性質(zhì)，后者多為 Fe-Cr-Al 等組成的合金。

　　相較于天然礦石，汽車尾氣凈化三元催化劑鉑族金屬(PGM)含量高、雜質(zhì)少，因此其回收工藝均聚焦于提取其中的鉑族金屬。一般而言，汽車尾氣凈化三元催化器中鉑族金屬的提取主要包括預處理 (收集、去殼、研磨和制樣)、鉑族金屬富集、提取、分離和純化以及最終還原為金屬產(chǎn)品。首先將廢催化器樣品去掉外殼、破碎、研磨并篩分至合適粒度以便后續(xù)通過火法或濕法冶金技術處理。鉑族金屬富集可采用機械富集或化學預處理法。接著，樣品中的鉑族金屬 (無論有無富集階段)通過火法冶金和濕法冶金這兩種主要的技術分離溶解。通過火法治金得到的富集鉑族金屬的合金需進一步通過化學法提取，其中也可能將鉑族金屬直接溶解進人溶液中進而采用濕法治金技術處理。最后，鉑族金屬從浸出液中分離、純化并被還原成最終產(chǎn)品。

　　1、火法富集技術

　　火法富集技術即向失效汽車尾氣催化劑中加人其他溶劑進行高溫處理，使催化劑中的絕大部分的鉑族金屬與載體分離，從而得到的鉑族金屬含量較高的富集物，以便接下來的提取工藝順利進行?；鸱夹g主要包括金屬捕集法和氯化氣相揮發(fā)法。金屬捕集法大致可分為鉛捕集法、鐵捕集法、銅捕集法以及鎳锍捕集法。

　　2、濕法富集技術

　　濕法富集技術采用酸堿浸出或其他方法處理失效尾氣催化劑，選擇性溶解其中的鉑族金屬或賤金屬，達到鉑族金屬與賤金屬分離的目的。

　　火法與濕法工藝各有其優(yōu)缺點，一般來說，火法過程投資大、能耗較高，而濕法工藝回收率低、存在大氣污染。但由于濕法工藝技術簡單、成本低，是二次資源中回收鉑族金屬的最普遍方法。

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