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汽车尾气催化剂中的铱怎么回收?​

汽车尾气催化剂是铱的重要二次资源,其回收不仅能降低资源浪费,还能创造可观的经济效益。从汽车尾气催化剂中回收铱需经过预处理、溶解、分离提纯等多个环节,每个步骤都有特定的技术要求。


汽车尾气催化剂中的铱怎么回收?

预处理是回收流程的第一步,目的是去除催化剂中的杂质并实现铱的初步富集。汽车尾气催化剂多为蜂窝状陶瓷载体,表面涂覆含铱、铂、铑等铂族金属的活性涂层。首先需通过机械破碎将催化剂粉碎至粒径 5 毫米以下,使活性涂层与载体分离。随后采用高温焙烧工艺,在 600-800℃下去除催化剂表面的油污、积碳等有机物,避免后续溶解过程中引入杂质。焙烧后的物料通过气流分选或重力分选,分离出密度较大的金属富集物(含铱量约 0.1%-0.5%),此时铱的富集倍数可达 10-20 倍,大幅降低后续处理成本。

溶解环节的核心是将固体中的铱转化为可溶于水的离子形态。由于铱化学性质稳定,常规酸溶法难以奏效,工业中多采用 “碱熔 - 酸浸” 联合工艺。将富集后的物料与过氧化钠按 1:3 的比例混合,在马弗炉中于 650℃下熔融 2 小时,使铱转化为易溶于水的铱酸钠。冷却后用去离子水浸出熔融物,得到含铱的碱性溶液。若存在未完全溶解的铱颗粒,需补加少量氢氟酸 - 硝酸混合液(体积比 3:1),在高压反应釜中于 150℃下反应 4 小时,确保铱的溶解率达到 95% 以上。此过程需严格控制温度和反应时间,避免铱的挥发损失。

分离提纯是获取高纯度铱的关键步骤,主要去除溶液中的铂、铑及其他贱金属杂质。首先通过调节 pH 值至 3-4,使铁、铝等贱金属离子以氢氧化物形式沉淀分离。随后采用溶剂萃取法,选用甲基异丁基酮作为萃取剂,在相比 1:2 的条件下萃取铂,实现铱与铂的分离。对于残留的铑,采用离子交换法,使用强酸性阳离子交换树脂吸附铑离子,流出液即为纯铱溶液。最后通过草酸沉淀法,向铱溶液中加入草酸,生成铱的草酸盐沉淀,经 1000℃煅烧后得到纯度 99.95% 以上的金属铱粉。

回收过程中需注意环保与安全控制。溶解环节产生的含氟废水需经过石灰乳中和处理,使氟离子浓度降至 10mg/L 以下方可排放;焙烧产生的废气需通过活性炭吸附去除有害成分。同时,操作人员需配备防腐蚀防护装备,避免氢氟酸等化学品接触皮肤。

从汽车尾气催化剂中回收铱是一项系统工程,需结合物料特性优化工艺参数,在提高铱回收率(目标≥90%)的同时,实现环保与经济效益的平衡。随着技术的不断升级,这一领域的回收效率将进一步提升,为铱资源的循环利用提供有力支撑。

 


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