前言

　　汽车尾气净化用的贵金属作为催化剂使用日益普及，催化剂中起催化作用的铂族金属铂、钯、铑的用量逐年增加. 据统计全世界用于汽车尾气净化催化剂的铂、钯、铑用量从1992年的 72.7吨 高到1996年的120吨;2001年竟达240吨。催化剂失效后，如不处置妥当会影响环境污染。另外这些催化剂制造中需要耗用大量的贵金属、有色金属以及氧化物，废旧汽车催化剂已成为铂族金属重要的二次资源，因此从控制环境污染和合理的资源化利用两方面考虑已显得日益重要和紧迫。

　　尾气催化剂重金属分离与回收铂族金属的提取方法很多，如等离子体熔炼、氯化挥发、溶解载体等。萃淋树脂分离是溶剂萃取原理与色谱分离技术相结合的一种液相分配色谱方法成本低、金属提纯回收率高、操作简单并有机试剂可以循环利用等优点，将成为一种新型、简便、高效的分离技术。

　　1 尾气化剂的来源与特点

　　1.1废催化剂的来源

　　大部分有机化学反应都赖于催化剂来提高反应速度，因此催化剂在有机化工生产中得到了非常广泛的应用。例如石油化学工的催化重整、催化裂化、加氢裂化等生产过程都大量催化剂，催化剂在使用一段时间后会失活，老化或中毒，使催化活性降低。这时需要定期或不定期报废旧催化剂，换入新的催化剂，于是就产生了大量的催化剂。

　　1.2尾气催化剂的特点

　　汽车尾气催化剂成分一般含有稀贵金属、催化活性组分多用贵金属(铂、铑、钯) ，也有用稀土金属(铈、镧)代替贵金属的。一般在催化剂中加入稀土铈或镧的数量为1%～10 %(常为3 %～5 %)。虽然含量较少，但仍有很高的回收价值。一般失效汽车催化剂中铂族金属含量铂～776.3克/吨;钯 ～318.5克/吨;铑～67.4克/吨。

　　2 从尾气催化剂回收金属铂的方法

　　2.1实验主要仪器与试剂

　　CAAM-2001多功能原子吸收分光光度计

　　FTIR-850 傅里叶变换红外光谱仪

　　JC101电热鼓风干燥箱

　　ICP光谱仪

　　Pt空心阴极灯、蠕动泵、电子天平、玻璃萃取分离柱等…. 。

　　浓HCl、浓HNO3、无水乙醇、磷酸三丁酯、石油醚、硫脲、王水等…。

　　2.2试验方法

　　(1)采样：对已拆解的报废汽车的三元催化器取样分析, 其载体均为圆柱蜂窝状陶瓷堇青石型用GM/F2000-1型密封式化验制样粉碎机进行锤碎再用60目筛网过制成粉末样品;

　　配制王水20ml HNO3 + 60ml HCl (HCl:HNO3为 3:1)，入催化剂粉末有一定的刺激性气味。

　　辅以加热，煮沸1次，溶解1.5h，蒸至快干，用浓 HCl 赶 3 次，转入 1000 ml 容量瓶中定容，配制成 1000mg/ L的储备液，并稀释成 100μg/ ml 标准溶液(均含10% HCl)。溶液稀释10倍，制备ICP样品进行ICP图谱分析。

　　(2)萃淋树脂的制备：树脂预处理过的 5克放在 200mL 烧杯中，加人 30 ml 石油醚用搅拌器搅拌数分钟待至树脂溶胀后加入5mL磷酸三丁酯，在过50℃左右加热，并不断搅拌至石油醚挥发干，干燥箱中烘干。

　　所得到的树脂用 300ml 热水洗涤、抽滤，除去表面残留萃取剂后，续放干燥箱中干燥至恒重，备用。

　　3 结果与讨论

　　3.1 HCl浓度对铂吸附的影响

　　在 20℃条件下，铂初始浓度为 10μg/ml，改变盐酸浓度，考查盐酸浓度对铂在萃淋树脂吸附的影响，结果如图所示

　　图2：盐酸浓度对树脂吸取铂的影响

　　从图2可以看到铂在 0.5mol/L～3.0mol/L 范围内随着盐酸浓度的增大，盐酸浓度为 3mol/L～5mol/L 分配比趋于稳定浸出率高达95%左右， HCl浓度提高到 5 mol/L时吸附率逐渐下降。由此可得，HCl 的浓度对铂的吸取分配比影响很大，从经济的角度考虑，实验选用 HCl浓度为 3.5 mol/L～4.5mol/L。

　　3.2 时间对铂吸附的影响

　　取0.1克萃淋树脂及含3.5mol/L 盐酸的 100ml 20μg/ml铂 溶液放入300ml的锥瓶。在不同时间吸取5ml 的上层清液。在 300ml 的锥形瓶中加人 0.10g 萃淋树脂 及含 3.5mol/L 盐酸的 100ml 20μg/ml铂溶液，在不同时刻吸取 5ml 的上层清液，然后采用CAAM-2001多功能原子吸收分光光度计测定溶液中剩余铂的含量，在求出铂的吸附容量。考查时间对吸附能力的影响，结果如图2所示：

　　图3：吸附速率曲线

　　从图3可知，树脂对铂的吸附发生主要在 3min 之前，3min至后，由于树脂吸附铂的浓度与溶液中铂的浓度趋于平衡，吸附速率基本达到平衡这表明树脂对的吸附反应速率快，吸附平衡时间只需 3min。

　　3.3 萃淋树脂分离汽车尾气催化剂模拟液中Pt的回收率实验

　　催化剂模拟液经萃淋树脂柱分离后，在HCl浓度为 3.5 mol/L～4.5mol/L、吸附平衡时间控制 3min，用多功能原子吸收分光光度计测定洗脱液中的铂，实验结果如表2所示。

　　表2：分离模拟样中的铂回收率试验结果

　　结果表明：模拟样品铂测定的回收率结果满意，可满足催化剂样品分析的要求

　　4 总结

　　(1)HCl 的浓度对铂的吸取分配比影响很大，在低酸度时树脂不吸萃铂，在 0.5mol/L～3.0mol/L范围内随着盐酸浓度的增大而逐渐增大，盐酸浓度为 3mol/L～5mol/L 范围分配比趋于稳定。

　　(2树脂对铂的吸附反应速率快，吸附平衡时间只需 3min。

　　(3)应用在汽车尾气催化剂模拟液中铂的分离和富集，及回收率为 90.98～108.8%,可满足催化剂分离分析的需要。