汽车尾气催化剂中铂族金属回收工艺概述
2021-02-13张珑瀚肖发新孙树臣冀燕子涂赣峰
张珑瀚,肖发新,孙树臣,冀燕子,涂赣峰
(东北大学 冶金学院,沈阳 110819)
铂族金属(PGMs)广泛用于汽车、航空航天、石油、化工、原子能等领域[1-2],被誉为“战略储备金属”、“首要的高技术金属”。根据庄信万丰铂族金属市场调查报告[3],2019年全球铂族金属的供应量为450 t,其中99%以上集中在南非、俄罗斯、北美、津巴布韦。据不完全统计,2019年我国铂族金属供应量为3.8 t,需求量却高达100.5 t,供需矛盾极为突出。由此可知,从二次资源中回收铂族金属具有重大意义。
铂族金属二次资源主要为废汽车尾气催化剂、阳极泥、电子废弃物、石化废催化剂等,其中汽车尾气催化剂占60%以上[3]。近年来,汽车行业的发展越来越快,预计2020年将有大约2.6 亿辆注册汽车和1200 万辆报废汽车[4-6],每一辆报废汽车中含有约1 kg 废催化剂,其铂族金属含量约2000 g/t,Pt、Pd、Rh 含量分别约为300~2000 g/t、200~800 g/t、50~100 g/t,而天然铂族金属矿石品位仅为0.796 g/t。按此估算,我国2020年报废汽车尾气催化剂含有约24 t 铂族金属,产值高达约数百亿,具有巨大的经济价值[7-9]。与此同时,废催化剂使用过程中会吸收大量有机污染物、重金属铅,还有绝热材料纤维毡,如不及时处置将给环境带来严重破坏。2021年1月1 日生态环境部颁布了《国家危险废物名录》,明确规定了汽车尾气废催化剂属于HW50 类危险废物,禁止跨境转移且急需改善回收工艺[10]。由此可知,对汽车尾气催化剂中铂族金属进行合理的回收不仅会产生显著的经济效益,缓解我国铂族金属自然资源匮乏与日益增长需求的严重矛盾,还能解决危废物对环境的破坏[11-12]。……
