一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置及方法
阅读说明：本技术 一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置及方法 (Device and method for efficiently purifying precious metals in waste automobile exhaust catalyst ) 是由 不公告发明人 于 2021-01-13 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置及方法,包括支撑台,支撑台的底端固定连接有若干支撑腿,支撑腿的底端固定连接有橡胶垫,支撑台的顶部一端固定安装有研磨机构,研磨机构的一侧固定安装有焙烧机构,焙烧机构的一侧固定安装有洗涤机构,洗涤机构的有一固定安装有提取机构,本发明：通过设有的研磨机构,将三元催化剂固体进行研磨,在高温焙烧的作用下,可以将三元催化剂中存有的硫元素和碳元素进行去除,把贵金属与不需要的废料进行分隔,设有的洗涤机构,减少了研磨、研磨和焙烧过程中产生的废弃催化剂,提高了剩余贵金属的活性。(The invention provides a device and a method for efficiently purifying noble metals in waste automobile exhaust catalysts, which comprises a supporting table, wherein the bottom end of the supporting table is fixedly connected with a plurality of supporting legs, the bottom ends of the supporting legs are fixedly connected with rubber pads, one end of the top of the supporting table is fixedly provided with a grinding mechanism, one side of the grinding mechanism is fixedly provided with a roasting mechanism, one side of the roasting mechanism is fixedly provided with a washing mechanism, and one side of the washing mechanism is fixedly provided with an extraction mechanism, the device and the method comprise the following steps: the grinding mechanism grinds the three-way catalyst solid, under the action of high-temperature roasting, sulfur elements and carbon elements existing in the three-way catalyst can be removed, precious metals are separated from unnecessary waste materials, and the washing mechanism is arranged, so that waste catalysts generated in the grinding, grinding and roasting processes are reduced, and the activity of the residual precious metals is improved.)
技术领域
本发明涉及催化剂中贵金属提纯技术领域，具体为一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置。
背景技术
汽车三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOX等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元，三元催化器的内部添加有较多种类的稀有贵重金属，大量研究证明：含有贵金属钯、铂、铑的三效催化剂可同时净化汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物，在减少汽车尾气污染方面发挥了重要作用。贵金属独特的催化活性、选择性和稳定性使之在三效催化剂行业得到广泛应用，然而随着汽车工业的飞速发展，对于制造三元催化器的贵金属需求增多，对于贵金属资源稀缺的我国来说，在废旧三元催化器种提取贵金属方面意识薄弱，每年数量庞大的报废汽车尾气管中存在有客观的贵金属，无法进行有效的利用提取，不得不依赖进口贵金属，目前有部分产业在开发提取废弃三元催化器中的贵金属，但是没有专业的提取设备可方法，使得提取过程中提取率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置及方法，旨针对目前的废旧三元催化提取利用率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置，包括支撑台，所述支撑台的底端固定连接有若干支撑腿，所述支撑腿的底端固定连接有橡胶垫，所述支撑台的顶部一端固定安装有研磨机构，所述研磨机构的一侧固定安装有焙烧机构，所述焙烧机构的一侧固定安装有洗涤机构，所述洗涤机构的有一固定安装有提取机构。
为了使得便于将催化剂进行研磨，作为本发明的一种优选方案：所述研磨机构包括固定安装在支撑台顶部的若干支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有研磨箱，所述研磨箱的底部固定连接有出料漏斗，所述研磨箱的内部穿插连接有两根研磨棒，所述研磨棒的表面固定连接有若干研磨齿，其中一根所述研磨棒的一端表面套设有第一齿轮，另一根所述研磨棒的一端固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述第一齿轮的一侧固定连接有飞轮，所述飞轮通过皮带传动连接于驱动电机的输出端，所述支撑台的一侧固定连接有支撑板，所述驱动电机固定安装在支撑板顶部。
为了使得对研磨后的催化剂进行去除硫、碳等杂质元素，作为本发明的一种优选方案：所述焙烧机构包括固定安装在支撑台顶部的两根固定杆，所述固定杆的表面固定连接有两个弓形架，所述弓形架的顶部开设有凹槽，所述弓形架的顶部设有回转窑，所述回转窑的表面固定套设有环形轨，所述环形轨与凹槽转动连接，所述回转窑的表面位于环形轨的一侧固定设有从动齿圈，所述从动齿圈的一侧啮合连接有主动齿轮，所述主动齿轮的一侧固定连接于转动电机的输出端，所述转动电机通过支撑座固定连接于其中一根固定杆表面。
为了使得进行过滤洗涤后的还原液，作为本发明的一种优选方案：所述支撑台顶部位于两根固定杆的一侧固定安装有过滤池，所述过滤池的一侧开设有出水口。
为了使得将焙烧后的催化剂进行清洗，作为本发明的一种优选方案：所述洗涤机构包括固定安装在过滤池内部的若干圆杆，所述圆杆的顶端固定连接有清洗桶，所述清洗桶的底端联通设有出水管，所述出水管的表面固定连接有手动阀，所述清洗桶的顶部一侧活动连接有桶盖，所述桶盖的中部贯穿连接有搅拌棒，所述搅拌棒的一端通过传动带传动连接有搅拌电机，所述搅拌电机的表面固定连接有安装架，所述安装架的一端通过铰链活动铰接在清洗桶表面，所述安装架的另一端活动铰接有气动杆，所述气动杆的一端活动铰接在清洗桶底部一侧。
为了使得将清洗液进行加热，作为本发明的一种优选方案：所述清洗桶的内壁嵌设有加热环，所述加热环的一端固定连接有加热器，所述清洗桶内部固定连接有内胆，所述桶盖的表面固定连接有温度传感器，所述温度传感器的一侧固定连接有压力传感器，所述压力传感器的一侧开设有泄压阀。
为了使得便于提取贵金属，作为本发明的一种优选方案：所述提取机构包括固定安装在支撑台顶部的方形杆，所述方形杆的顶部固定连接有支撑架，所述支撑架的表面开设有若干孔，所述孔内分别嵌设有一级萃取桶、二级萃取桶和三级萃取桶，所述相邻萃取桶之间通过联通管联通。
为了使得圆杆具有防腐蚀功能，作为本发明的一种优选方案：所述若干圆杆的表面为防腐蚀材料。
为了使得设备运转，作为本发明的一种优选方案：所述支撑台的另一侧固定安装有PLC控制器，加热环与加热器电性连接，所述加热器、驱动电机、转动电机、搅拌电机、温度传感器和压力传感器均与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器与外界电源连接。
同时，本发明还提供一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯方法，包括以下操作步骤：
S1:将废旧汽车尾气催化剂进行粉碎研磨至180—200目；
S2:将废旧汽车尾气催化剂研磨粉末与甲酸钠混合，在350摄氏度-550摄氏度之间焙烧，焙烧时间2-3.5小时；
S3:将内胆内部加入清水进行烧热至85摄氏度—95摄氏度之间，将焙烧后的物料放入内胆内部同时加入按照物料质量比2—4％的硼氢化钠溶液一同加热，同时搅拌洗涤，得到的还原液经过过滤后与氯化钠、亚氯酸钠盐酸溶液混合，混匀后转入浸出装置；
S4：将浸出液放入提取机构，然后在进行分离纯化，得到贵金属。
与现有技术相比，本发明提供的一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置及方法具备以下有益效果：
1)通过设有的研磨机构，当驱动电机转动，带动研磨箱内部的研磨齿，将废弃的尾气管中的三元催化剂固体进行研磨，便于在后期的加工中将催化剂中的贵金属进行过滤和相应的试剂进行反应，从而高效快速的对金属进行提取；
2)通过设有的焙烧机构，在高温焙烧的作用下，可以将三元催化剂中存有的硫元素和碳元素进行去除，把贵金属与不需要的废料进行分隔，防止硫和碳元素的存在，对后期的提取反应造成影响，降低提纯的效果；
3)通过设有的洗涤机构，减少了研磨、研磨和焙烧过程中产生的废弃催化剂，提高了剩余贵金属的活性，设有的提取机构，可以将浓缩后的浸出液进行分离纯化，得到高纯度的贵金属。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明研磨机构结构示意图；
图3为本发明焙烧机构结构示意图；
图4为本发明洗涤机构结构示意图；
图5为本发明洗涤机构内部示意图；
图6为本发明清洗桶内壁结构示意图；
图7为本发明提取机构结构示意图。
图中：1、支撑台；2、支撑腿；3、橡胶垫；4、研磨机构；41、研磨箱；42、出料漏斗；43、研磨齿；44、第二齿轮；45、飞轮；46、皮带；47、驱动电机；5、焙烧机构；51、固定杆；52、弓形架；53、回转窑；54、环形轨；55、从动齿圈；56、主动齿轮；57、转动电机；6、洗涤机构；61、圆杆；62、清洗桶；621、加热环；622、内胆；63、手动阀；64、桶盖；641、温度传感器；642、压力传感器；643、泄压阀；65、搅拌棒；66、搅拌电机；67、安装架；68、气动杆；7、提取机构；71、方形杆；72、支撑架；73、一级萃取桶；74、二级萃取桶；75、三级萃取桶；76、联通管；8、过滤池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-7，本发明提供以下技术方案：一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置，包括支撑台1，支撑台1的底端固定连接有若干支撑腿2，支撑腿2的底端固定连接有橡胶垫3，支撑台1的顶部一端固定安装有研磨机构4，研磨机构4的一侧固定安装有焙烧机构5，焙烧机构5的一侧固定安装有洗涤机构6，洗涤机构6的有一固定安装有提取机构7。
在本实施例中：研磨机构4包括固定安装在支撑台1顶部的若干支撑杆，支撑杆的顶端固定连接有研磨箱41，研磨箱41的底部固定连接有出料漏斗42，研磨箱41的内部穿插连接有两根研磨棒，研磨棒的表面固定连接有若干研磨齿43，其中一根研磨棒的一端表面套设有第一齿轮，另一根研磨棒的一端固定连接有第二齿轮44，第一齿轮与第二齿轮44啮合连接，第一齿轮的一侧固定连接有飞轮45，飞轮45通过皮带46传动连接于驱动电机47的输出端，支撑台1的一侧固定连接有支撑板，驱动电机47固定安装在支撑板顶部。
具体的，将催化剂放入研磨箱41内部，通过驱动电机47运转将带动皮带46转动，皮带46带动飞轮45，从而带动与飞轮45固定连接的第一齿轮转动，第一齿轮带动啮合连接的第二齿轮44，从而带动各自固定连接的研磨棒，研磨棒转动带动表面的研磨齿43将催化剂进行破碎研磨，便于焙烧，研磨后的催化剂经过研磨箱41底部的出料漏斗42流出。
在本实施例中：焙烧机构5包括固定安装在支撑台1顶部的两根固定杆51，固定杆51的表面固定连接有两个弓形架52，弓形架52的顶部开设有凹槽，弓形架52的顶部设有回转窑53，回转窑53的表面固定套设有环形轨54，环形轨54与凹槽转动连接，回转窑53的表面位于环形轨54的一侧固定设有从动齿圈55，从动齿圈55的一侧啮合连接有主动齿轮56，主动齿轮56的一侧固定连接于转动电机57的输出端，转动电机57通过支撑座固定连接于其中一根固定杆51表面。
具体的，研磨后的催化剂与甲酸钠混合后，放入回转窑53内部进行焙烧，转动电机57运转带动主动齿轮56运转，主动齿轮56带动与其啮合连接的从动齿圈55从而使得回转窑53转动，回转窑53表面的环形轨54在弓形架52的顶部开设有凹槽内转动。
在本实施例中：支撑台1顶部位于两根固定杆51的一侧固定安装有过滤池8，过滤池8的一侧开设有出水口。
具体的，当打开手动阀63时，内胆622内的液体通过贯穿连接清洗桶62和内胆622的出水管流入过滤池8内部，进行过滤处理。
在本实施例中：洗涤机构6包括固定安装在过滤池8内部的若干圆杆61，圆杆61的顶端固定连接有清洗桶62，清洗桶62的底端联通设有出水管，出水管的表面固定连接有手动阀63，清洗桶62的顶部一侧活动连接有桶盖64，桶盖64的中部贯穿连接有搅拌棒65，搅拌棒65的一端通过传动带传动连接有搅拌电机66，搅拌电机66的表面固定连接有安装架67，安装架67的一端通过铰链活动铰接在清洗桶62表面，安装架67的另一端活动铰接有气动杆68，气动杆68的一端活动铰接在清洗桶62底部一侧。
具体的，将焙烧后的催化剂与相应混合液混合后放入清洗桶62后，将桶盖64封盖好以后，打开搅拌电机66后，带动搅拌棒65进行搅拌，安装架67一方面为搅拌电机66提供安装，另一方便在打开桶盖64时，安装架67带动气动杆68运行，起到支撑作用，
在本实施例中：清洗桶62的内壁嵌设有加热环621，加热环621的一端固定连接有加热器，清洗桶62内部固定连接有内胆622，桶盖64的表面固定连接有温度传感器641，温度传感器641的一侧固定连接有压力传感器642，压力传感器642的一侧开设有泄压阀643。
具体的，当进行加热时，通电后加热器将加热环621加热，从而将内胆622加热，内胆622内部的液体跟随进行解热，加热过程中温度传感器641显示内胆622内部的温度，压力传感器642同时对内胆622内的压力进行检测，当压力大力设定值时，泄压阀643自动打开阀门进行减压，这里的温度传感器型号为“SIN-WZP-Pt100”,压力传感器的型号为“MIK-P300”。
在本实施例中：提取机构7包括固定安装在支撑台1顶部的方形杆71，方形杆71的顶部固定连接有支撑架72，支撑架72的表面开设有若干孔，孔内分别嵌设有一级萃取桶73、二级萃取桶74和三级萃取桶75，相邻萃取桶之间通过联通管76联通。
具体的，将在过滤池8过滤后的还原液放入一级萃取桶73内部，通过加入与所需提取金属反应的试剂液，将金属析出，剩余的还原液通过联通管76流入二级萃取桶74，同样加入试剂液，将相应金属进行析出，剩余的还原液进入三级萃取桶75内部，做最后一次析出。
在本实施例中：若干圆杆61的表面为防腐蚀材料。
具体的，防腐材质的圆杆61可以防止被洗涤机构6放出的还原液所腐蚀。
在本实施例中：支撑台1的另一侧固定安装有PLC控制器，加热环621与加热器电性连接，加热器、驱动电机47、转动电机57、搅拌电机66、温度传感器641和压力传感器642均与PLC控制器电性连接，PLC控制器与外界电源连接。
具体的，当PLC控制器与外界电源连接，通过PLC控制器控制用电设备工作，当PLC控制器与电源断开连接，则设备停止运行。
同时，本发明还提供一种废旧汽车尾气催化剂中贵金属高效提纯装置，包括以下操作步骤：
S1:将废旧汽车尾气催化剂进行粉碎研磨至180—200目。
S2:将废旧汽车尾气催化剂研磨粉末与甲酸钠混合，在350摄氏度-550摄氏度之间焙烧，焙烧时间2-3.5小时。
S3:将内胆622内部加入清水进行烧热至85摄氏度—95摄氏度之间，将焙烧后的物料放入内胆622内部同时加入按照物料质量比2—4％的硼氢化钠溶液一同加热，同时搅拌洗涤，得到的还原液经过过滤后与氯化钠、亚氯酸钠盐酸溶液混合，混匀后转入浸出装置。
S4：将浸出液放入提取机构7，然后在进行分离纯化，得到贵金属。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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