廢汽車尾氣凈化催化劑火法回收工藝研究現(xiàn)狀

張金池，張邦勝，張 帆，劉貴清，王 芳，解 雪

（江蘇北礦金屬循環(huán)利用科技有限公司，江蘇 徐州 221121）

鉑族金屬（PGMs）化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、催化活性高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，廣泛應(yīng)用在汽車尾氣凈化、電子工業(yè)、化工催化和航空航天等領(lǐng)域[1]。然而，全球PGMs礦產(chǎn)資源分布極其不均，從全球儲(chǔ)量來看，南非、俄羅斯、津巴布韋、美國(guó)和加拿大等少數(shù)國(guó)家和地區(qū)占比超過99%[2]。我國(guó)PGMs礦產(chǎn)資源非常貧乏，已探明儲(chǔ)量?jī)H為342 t，約占世界儲(chǔ)量的0.2%，且PGMs品位較低、冶煉難度較大[3]。2009年至今，我國(guó)PGMs消費(fèi)量穩(wěn)居全球第一，對(duì)外依存度超過90%，PGMs供需矛盾日益尖銳。

目前，汽車尾氣凈化催化劑這一領(lǐng)域占PGMs消費(fèi)量的60%以上[4]。汽車尾氣凈化催化劑由載體、涂層和活性組分組成。目前，95%汽車尾氣凈化催化劑載體為蜂窩堇青石陶瓷，載體表面浸漬γ-Al2O3活性涂層以增大其表面積，烘干后再浸漬貴金屬溶液，還原焙燒后制成催化劑。活性組分Pt、Pd、Rh以小于1 μm的細(xì)微粒子高度分散在活性涂層表面，Pt、Pd的作用是將HC和CO化合物催化轉(zhuǎn)化為H2O和CO2，Pd、Rh可將NOx還原為N2[5]。此外，常在涂層中添加ZrO2、CeO2等助劑，以增強(qiáng)催化劑的性能并防止其失活[6]。一般汽車尾氣凈化催化劑中PGMs的品位為1 000～2 000 g/t，由于載體熔點(diǎn)高、化學(xué)惰性強(qiáng)，加之部分PGMs微粒在使用過程中燒結(jié)、氧化或硫化，使得其高效回收難度較大[3]。

2021年3月統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國(guó)汽車保有量為2.87億輛。隨著大批汽車尾氣凈化催化劑的報(bào)廢，大量PGMs二次資源應(yīng)運(yùn)而生。2020年，生態(tài)環(huán)境部頒布的《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄（2021年版）》將廢催化劑歸為HW50類危險(xiǎn)廢物。……