АО Техноатом, Москва, Россия:

А. А. Антонов, ст. науч. сотр., канд. техн. наук, тел.: +7-903-722-07-05

ReMetall AG, Drochov, Германия:

А. Титц, председатель совета директоров

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия:

Н. Н. Самотаев, доцент, канд техн наук

¹Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия ; ²ФГУП «ЦНИИчермет им. И. П. Бардина», Москва, Россия:

А. С. Кириченко, инженер¹, научный сотрудник²

Рассмотрены современные методы переработки отработанных автомобильных катализаторов, основные недостатки их применения в промышленной практике. Предложен метод электро-хлорирования как основа технологии рециклинга вторичных платиноидов. В тестовых испытаниях переработано 10 т отработанных катализаторов. Проанализированы результаты работ по извлечению платины, палладия, родия. Достигнуты показатели извлечения Pt, Pd и Rh 97, 97 и 80 % соответственно. Основными недостатками традиционного метода электрохлорирования являются длительная стадия электроосаждения платиноидов (до 50 ч), необходимость предварительной термоактивации платиноидов, аппаратурные сложности осуществления циркуляции электролита в условиях мелкодисперсного сырья, низкое извлечение родия 80 %, утилизация отработанного электролита. Модернизирован классический метод электрохлоринации, что позволило создать новую, высокопроизводительную, экологически безопасную технологию с высоким извлечением платиноидов без предварительной стадии термической активации. Научная новизна предложенного метода заключается в суперпозиции двух независимых процессов электролиза в прямом и переменном с изменяющейся частотой токах в условиях принудительной, непрерывной и полной переконденсации электролита с итоговым супераддиативным результатом. Проведение процесса в условиях использования прямого и переменного токов от разных источников позволило достичь более высокого извлечения платиноидов (Pt, Pd и Rh — 98, 98 и 90 % соответственно) за счет вскрытия их пассивных форм атомарным хлором и отказаться от предварительной стадии термоактивации. Принудительное испарение и переконденсация электролита в отдельной емкости позволили увеличить скорость электроосаждения платиноидов и получать регенерированные растворы для последующего повторного их использования, отказаться от циркуляции электролита. Полный цикл обработки сырья составил 6–8 ч. Описаны возможности развития разработанной технологии, которые позволят сделать ее прорывной в промышленных процессах переработки отработанных катализаторов.

Работы выполнены при поддержке Министерства высшего образования и науки РФ (соглашение о предоставлении субсидии No. 14.575.21.0153 от 26.09.2017, уникальный идентификатор RFMEFI57517X0153).

1. Summary of Platinum. Supply and Demand in 2017. PGM Market Report February 2018. URL : http://www.platinum.matthey.com/documents/new-item/pgm%20market%20reports/pgm_market_report_february_2018.pdf.
2. Jha M. K., Lee J.-C., Kim M.-S., Jeong J. et al. Hydrometallurgical recovery/recycling of platinum by the leaching of spent catalysts: A review // Hydrometallurgy. 2013. Vol. 133. P. 23–32.
3. Пат. 2564187 РФ. Способ извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия / Сонькин В. С., Ковалев С. В., Гельман Г. Е., Муралеев А. Р., Маганов Д. Д. ; опубл. 27.06.2015, Бюл. № 18.
4. Максимов В. И. Электрохлоринация как метод комплексного извлечения металлов. — М. : Металлургия, 1955.
5. Киселев М. Ю. Исследование закономерностей и разработка технологии извлечения золота электрохимической хлоринацией из золотосодержащих сульфидных продуктов : автореф. дис. … канд. техн. наук. — Екатеринбург : Уральский государственный университет, 2012.
6. Коник К. П., Кузас Е. А., Лобко С. В., Набойченко С. С. Электрохлоратор для растворения шлиховой платины // Цветные металлы. 2016. № 12. С. 20–26.
7. Antonov A. et al. Electrochemical technology of platinoid extraction from the automobile catalysts // 7^th International business conference «Russian precious metals and gemstones market». — Moscow, 2004.
8. Антонов А. А. и др. Электрохимическая технология извлечения платиноидов из автомобильных катализаторов // Сб. докл. «Экологические аспекты добычи и производства драгоценных металлов». — М. : Комитет по экологии и охране окружающей среды Государственной Думы РФ, 2004.
9. Чернышова О. В., Чернышов В. И. Извлечение рения и платины из отработанных катализаторов нефтепереработки методом электрохимического гидрохлорирования // Цветные металлы. 2013. № 1. С. 71–75.
10. Upadhyay A. K., Lee J.-C., Kim E.-Y., Kim M.-S. et al. Leaching of platinum group metals (PGMs) from spent automotive catalyst using electro generated chlorine in HCl solution // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2013. Vol. 88, No. 11. P. 1991–1999.
11. Kim M.-S., Park S.-W., Lee J.-C., Kumar P. A novel zero emission concept for electrogenerated chlorine leaching its application to extraction of platinum group metals from spent automotive catalyst // Hydromeallurgy. 2016. Vol. 159. P. 19–27.
12. Antonov A. et al. The effective method of platinoids extracting from spent automotive catalysts, which is based on the electrochlorination // Collection of reports 30^th ISTC Korea Workshop. — Seoul, 14–18 October 2013. P. 45–50.
13. Пат. 2198947 РФ. Способ извлечения благородных металлов / Антонов А. А., Морозов А. В., Крыщенко К. И. ; опубл. 10.08.2002.
14. Пат. 2540251 РФ. Способ электрохимического извлечения благородных металлов / Антонов А. А., Морозов А. В., Новиков А. А., Сапелкин В. С. ; опубл. 10.02.2015, Бюл. № 4.