本發明專利技術公開一種鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法，屬于鉑族金屬循環利用的技術領域。所述方法中：電解以鐵合金為陽極，以惰性材料為陰極，通過控制電壓將鐵合金中的Fe、Pd和Rh氧化進入電解液中，Pt以單質形式富集在陽極泥中形成含Pt陽極泥，Fe在陰極析出；而Pt的分離提純將前述含Pt陽極泥氧化溶解得到含Pt溶液，依次經過陽離子樹脂除雜、萃取劑萃取、沉淀提純煅燒得到海綿Pt；Pd的分離提純和Rh的分離提純，則是Pd通過反萃、沉淀、絡合、煅燒等工序得到Pd粉；以及Pd萃余液通過除雜、凈化后得到Rh粉。本發明專利技術具有流程短、物耗能耗低、PGMs直收率高、廢水近零排放等優勢，綠色環保，利于工業大規模生產和推廣。規模生產和推廣。規模生產和推廣。
【技術實現步驟摘要】
一種鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法
[0001]本專利技術屬于鉑族金屬循環利用的
，涉及一種鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法。
技術介紹
[0002]鉑族金屬(Platinum group metals，簡寫PGMs)礦產資源稀缺，分布不均勻，99％以上在南非、俄羅斯、贊比亞、美國等國家。特別是我國的PGMs儲量不足400噸，而年需求量超過150噸，對外依存度高，達90％以上，供需矛盾極為突出。
[0003]PGMs主要用于催化劑，汽車尾氣催化劑消耗了全球45％Pt、65％Pd和85％Rh，從而使的廢汽車尾氣催化劑成為PGMs回收利用最重要的二次資源。
[0004]然而，傳統采用鉛、銅、鎳火法富集廢汽車催化劑中鉑族金屬工藝重金屬的方法對環境污染嚴重，即使等離子體鐵捕集雖處理能力大、捕集率高，但是其存在熔煉溫度高(1600
?
2000℃)，形成難溶硅鐵合金致后續PGMs分離困難的技術問題，且等離子體鐵捕集的PGMs回收率較低，不足60％。
[0005]針對上述問題，專利技術人研發了一系列的低溫鐵捕集鉑族金屬技術，實現了鉑族金屬的綠色高效富集，申請并授權了多項中國專利技術專利，如ZL 201611141140.6、ZL201911253313.7、ZL202010631384.2、ZL202010835163.7、ZL 201911188785.9等，且成果已在多家企業實現產業化。
[0006]目前，為分離提純PGMs，行業內主要采用鋁碎化Fe
?
PGMs合金，再用鹽酸或硫酸溶解Fe和Al等；由于Al與PGMs形成一系列Al
?
PGMs合金(如Al2Pt、Al3Pd2、Al3Rh等)，提高了PGMs的反應活性，從而提高了其溶解效率。根據合金中PGMs含量，Al添加量為Fe
?
PGMs合金質量的0.5
?
3倍。
[0007]然而，上述Al的加入會導致酸溶過程物耗高，廢水量大，且易形成Al(OH)3膠體影響PGMs回收效率。為避免鋁硅膠體形成，專利技術人團隊通過添加Zn，在空氣條件下形成Fe
?
Zn復合氧化物，再利用鹽酸溶解碎化產物，得到的PGMs富集物再進行提純(ZL 202010113616.5)。
[0008]同時為進一步減少物耗和廢水排放，專利技術人團隊研發了Fe
?
PGMs電解回收PGMs的方法(申請號：201911012903.0)，即以Fe
?
PGMs合金為陽極，惰性電極為陰極，采用恒壓電解得到富含PGMs陽極泥和陰極純鐵。該方法能經濟、綠色、高效的分別Fe和PGMs，得到的PGMs經分離提純即可得到高純Pt、Pd、Rh。
[0009]綜上，現有的Fe
?
PGMs回收PGMs的高效方法已經研發出來，但是由于回收PGMs中的Pt、Pd、Rh性質相似，分離困難，傳統沉淀法試劑消耗大、流程長、廢水量大，而且直收率低；故而現有的PGMs的分離提純效率低，不利于工業生產和推廣。特別是大多數都是通過先分離鐵合金中的Fe和PGMs，然后再分離提純Pt、Pd、Rh，不僅增大了分離難度，而且操作工序復雜，亟需一種有別于現有技術的、能夠簡單、便捷、高效的分離提純Pt、Pd、Rh的方法，提高直收率，經濟、環境效益顯著。
技術實現思路
[0010]本專利技術解決的技術問題是現有濕法除鐵富集PGMs廢水量大、PGMs分離提純流程長、直收率低等難題，且大多數都是通過先分離鐵合金中的Fe和PGMs，然后再分離提純Pt、Pd、Rh，不僅增大了分離難度，而且操作工序復雜。
[0011]為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
[0012]一種鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法，所述方法包括如下步驟：
[0013]S1、電解：以鐵合金為陽極，以惰性材料為陰極，通過控制電壓將鐵合金中的Fe、Pd和Rh氧化為Fe
2+
、PdCl
42
?
和RhCl
63
?
進入電解液中，Pt以單質形式富集在陽極泥中形成含Pt陽極泥，Fe在陰極析出；
[0014]S2、Pt的分離提純：將步驟S1中的含Pt陽極泥氧化溶解得到含Pt溶液，依次經過陽離子樹脂除雜、萃取劑Cyanex 921萃取、NH4Cl沉淀提純，最后煅燒得到99.95％以上的海綿Pt；
[0015]S3、Pd的分離提純：對步驟S1中的電解液采用水合肼還原得到Pd和Rh，之后過濾得到Pd、Rh富集物和濾液，其中：濾液返回步驟S1中的電解液中，而Pd、Rh富集物采用王水溶解得到溶解液，溶解液依次經過趕硝、陽離子樹脂除雜、萃取劑LIX63選擇性萃取分離得到Pd和萃Pd余液，Pd經反萃后再采用化學沉淀法提純、煅燒得到99.95％以上的海綿Pd；
[0016]S4、Rh的分離提純：將步驟S3中的萃Pd余液加入NaNO2以絡合Rh，再調節pH去除賤金屬雜質，煮沸使得其他離子絡合物形成氫氧化物沉淀，過濾之后水合肼還原得到Rh粉，最后通氫還原Rh粉得到99.95％以上的海綿Rh。
[0017]優選地，所述步驟S1中電解分離Pt與Fe、Pd、Rh的工藝條件為：電解質pH 0
?
2.5，Cl
?
濃度0.01
?
1.0mol/L，SO
42
?
2.0
?
4.0mol/L，Fe
2+
0.5
?
2.0mol/L，電壓0.60
?
0.72V。
[0018]優選地，所述步驟S2中含Pt陽極泥采用HCl+NaCl+H2O2體系氧化浸出，所述萃取劑Cyanex 921的組成為5
?
15vol.％的Cyanex 921和85
?
95vol.％的磺化煤油，有機相與水相體積比為0.5:1
?
2:1，萃取時間為5
?
20min；反萃條件為：HNO3濃度為0.5
?
5.0mol/L，有機相與水相體積比為0.5:1
?
2:1。
[0019]優選地，所述HCl+NaCl+H2O2體系中H
+
濃度3.0
?
10.0mol/L、Cl
?
濃度3.0
?
10.0mol/L、H2O2用量為理論用量的1.2
?
2倍，SnCl2添加量為Pt摩爾質量分數的20
?
40％；所述HCl+NaCl+H2O2浸出體系的固液比為1:10，浸出溫度為90℃，浸出時間為120min。
[0020]優選地，所述步驟S2中NH4Cl沉淀提純得到的是氯鉑酸銨，沉淀次數為2
?
3次。
[0021]優選地，所述步驟S3中萃取劑LIX 63萃取分離Pd的條件為：有機相包括10...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：S1、電解：以鐵合金為陽極，以惰性材料為陰極，通過控制電壓將鐵合金中的Fe、Pd和Rh氧化為Fe
2+
、PdCl
42
?
和RhCl
63
?
進入電解液中，Pt以單質形式富集在陽極泥中形成含Pt陽極泥，Fe在陰極析出；S2、Pt的分離提純：將步驟S1中的含Pt陽極泥氧化溶解得到含Pt溶液，依次經過陽離子樹脂除雜、萃取劑Cyanex 921萃取、NH4Cl沉淀提純，最后煅燒得到99.95％以上的海綿Pt；S3、Pd的分離提純：對步驟S1中的電解液采用水合肼還原得到Pd和Rh，之后過濾得到Pd、Rh富集物和濾液，其中：濾液返回步驟S1中的電解液中，而Pd、Rh富集物采用王水溶解得到溶解液，溶解液依次經過陽離子樹脂除雜、萃取劑LIX63選擇性萃取分離得到Pd和萃Pd余液，Pd經反萃后再采用化學沉淀法提純、煅燒得到99.95％以上的海綿Pd；S4、Rh的分離提純：將步驟S3中的萃Pd余液加入NaNO2以絡合Rh，再調節pH去除賤金屬雜質，煮沸使得其他離子絡合物形成氫氧化物沉淀，過濾之后水合肼還原得到Rh粉，最后通氫還原Rh粉得到99.95％以上的海綿Rh。2.根據權利要求1所述的鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法，其特征在于，所述步驟S1中電解分離Pt與Fe、Pd、Rh的工藝條件為：電解質pH 0
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2.5，Cl
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濃度0.01
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1.0mol/L，SO
42
? 2.0
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4.0mol/L，Fe
2+ 0.5
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2.0mol/L，電壓0.60
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0.72V。3.根據權利要求1所述的鐵合金中鉑族金屬分離提純的方法，其特征在于，所述步驟S2中含Pt陽極泥采用HCl+NaCl+H2O2體系氧化浸出，所述萃取劑Cyanex 921的組成為5
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15vol.％的Cyanex 921和85
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95vol.％的磺化煤油，有機相與水相體積比為0.5:1
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2:1，萃取時間為5
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20min；反萃條件為：HNO3濃度為0.5
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5.0mol/L，有機相與水相體積比為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：丁云集，張深根，鄭環東，
申請(專利權)人：北京科技大學順德研究生院，
類型：發明
國別省市：
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