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作者:郑环东;丁银贵;游韶玮;韩志彪;陈士朝;张深根;丁云集;温泉;
单位:中节能工程技术研究院有限公司;北京科技大学新材料技术研究院;
摘要:低温铁捕集技术是一种从废催化剂中富集铂族金属(PGMs)的有效技术。然而,铁捕集得到的铁-铂族金属合金具有硬度大、惰性高的特点,导致溶解缓慢。此外,废催化剂中的Mn,Ni,Cr等杂质元素也会进入到合金中,造成后续分离困难。本文以铁-铂族金属合金为原料,利用金属间的电化学性质差异,研究直流电解回收铁、阳极泥酸浸和电沉积分离提纯铂族金属。结果表明,Fe~(2+)的氧化以及阴极析氢反应是电解阶段主要的副反应。在电压为1.0 V,初始Fe~(2+)浓度为0.7 mol·L~(-1),温度为60℃条件下,经2 h电解,铁-铂族金属合金质量损失和阴极电流效率分别达到34.78%和62.97%。合金中的碳等杂质形成外层抑制了离子扩散,阻碍铁溶解。电解后,PGMs由于高电负性难以氧化-络合溶解,被富集在阳极泥中。阳极泥经酸浸、过滤后进行直流恒压电沉积,当电压为0.45 V时,沉积物主要为Pd,微观形貌呈枝状;随着电压的增加,阴极析出Pt和Rh,沉积层呈块状堆积。在0.65 V下电沉积3 h可回收61.83%的Pt,77.28%的Pd以及55.20%的Rh,实现了杂质的去除;动力学研究表明Pd的电极反应速率受扩散过程控制。本文研究为废催化剂中铂族金属的高效、环保回收提供了可靠的新方法。
关键词:铂族金属(PGMs);;电解;;富集;;电沉积;;回收
基金资助:国家重点研发计划项目(2022YFC390150203)资助