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Title:
METHOD FOR REMOVING NOBLE METAL FROM PARTICULATE REFRACTORY MATERIAL CONTAINING NOBLE METAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/065127
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for removing noble metal from particulate refractory material containing noble metal, comprising the following steps: (1) providing particulate refractory material containing noble metal, (2) bringing the particulate refractory material containing noble metal provided in step (1), which has a temperature in the range of 200 to 650°C and takes the form of a fluidized bed by means of an upwardly directed gas flow, into contact with chlorine and gaseous aluminum chloride and optionally inert gas within the fluidized bed which is at 200 to 650°C, and (3) removing a gas flow which exits the fluidized bed in the upward direction.

Inventors:
KRAUSHAAR, Christian (Leipziger Straße 23, Rodenbach, 63517, DE)
WINKLER, Holger (Lily-Pringsheim-Weg 17, Darmstadt, 64291, DE)
SCHÄFER, Peter (Geubelsäcker 11a, Schöllkrippen, 63825, DE)
RÖDER, Jan (Theodor-Heuss-Straße 12, Freigericht, 63579, DE)
RÖHLICH, Christoph (Doorner Straße 45c, Hanau, 63456, DE)
Application Number:
EP2017/058917
Publication Date:
April 12, 2018
Filing Date:
April 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HERAEUS DEUTSCHLAND GMBH & CO. KG (Heraeusstraße 12-14, Hanau, 63450, DE)
International Classes:
C22B3/00; C22B7/00; C22B11/06
Domestic Patent References:
WO2010076297A22010-07-08
Foreign References:
US2860045A1958-11-11
DE102007020142A12008-10-30
EP2824201A12015-01-14
Other References:
DONG HAIGANG ET AL: "Recovery of platinum group metals from spent catalysts: A review", INTERNATIONAL JOURNAL OF MINERAL PROCESSING, vol. 145, 7 June 2015 (2015-06-07), pages 108 - 113, XP029313833, ISSN: 0301-7516, DOI: 10.1016/J.MINPRO.2015.06.009
Attorney, Agent or Firm:
HERAEUS IP (Heraeus Holding GmbH, Heraeusstraße 12 - 14, Hanau, 63450, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zur Abtrennung von Edelmetall aus partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial umfassend die Schritte:

(1 ) Bereitstellen partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials,

(2) Inkontaktbringen des in Schritt (1 ) bereitgestellten, eine Temperatur im Bereich von 200 bis 650°C aufweisenden und mittels eines aufwärts gerichteten Gasstroms als Wirbelschicht ausgebildeten partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mit Chlor und gasförmigem Aluminiumchlorid sowie gegebenenfalls Inertgas innerhalb der 200 bis 650°C heißen Wirbelschicht, und

(3) Ableiten eines die Wirbelschicht in Aufwärtsrichtung verlassenden

Gasstroms.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei es sich bei dem aufwärts gerichteten Gasstrom um einen Strom eines Gasgemisches umfassend oder bestehend aus gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Edelmetall des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials um mindestens ein Edelmetall handelt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber, Gold, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin, Palladium und Rhodium.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Edelmetallgehalt des in Schritt (1 ) bereitgestellten partikulären Refraktärmaterials im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das gesamte partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial, liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um mindestens ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus zerkleinerter Schlacke, Edelmetallgekrätze, getrocknetem und zerkleinertem Schlamm, zerkleinertem Elektroschrott, zerkleinertem Minenkonzentrat, zerkleinertem Minenabraum und edelmetallhaltigem Heterogen katalysator handelt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluidisieren des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials innerhalb eines Wirbel- schichtreaktors erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gewichtsanteil des gasförmigen Aluminiumchlorids im Gasgemisch im Bereich von 10 bis 80 Gew.-%, der von Chlor im Bereich von 10 bis 40 Gew.-% und der des Inertgases im Bereich von 0 bis 80 Gew.-% liegt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der die Wirbelschicht ausbildende und durchströmende Gasstrom einen Volumenstrom im Bereich von 1 bis 2,5 Kubikmeter pro Stunde und pro kg partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials aufweist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktdauer des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mit Chlor und gasförmigem Aluminiumchlorid innerhalb der heißen Wirbelschicht 10 bis 240 Minuten beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der die Wirbelschicht in Aufwärtsrichtung verlassende Gasstrom in einen die Bildung und Abscheidung festen Edelmetallchlorids gestattenden kälteren Bereich abgeleitet wird.

Description:
Verfahren zur Abtrennung von Edelmetall aus partikulärem edelmetallhaltigem

Ref ra ktä r m ate r i a I Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Edelmetall aus partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial .

US 2,860,045 offenbart die Abtrennung von Platin aus einem platinhaltigen Aluminiumoxidträgermaterial durch Inkontaktbringen mit gasförmigem Aluminiumchlorid gegebenenfalls in Kombination mit einem verdünnenden Trägergas wie Helium, Stickstoff, Chlor, Kohlendioxid, Luft, Kohlenmonoxid usw.

Ausgehend von US 2,860,045 als Stand der Technik hat sich die Anmelderin die Aufgabe gestellt, das darin offenbarte Prinzip in Hinsicht auf eine besonders effiziente Abtrennung von Edelmetall aus partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial weiterzuentwickeln. Insbesondere soll es ermöglicht werden, Edelmetall schnell und praktisch vollständig aus großen Mengen partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials abzutrennen, ohne dass es der Bemühung komplexer oder mehrstufiger chemischer Reaktionssysteme bedarf. Beispielsweise soll eine praktisch vollständige Abtrennung von Edelmetall aus 5 bis 3000 kg partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial innerhalb einer Zeitdauer von weniger als 5 Stunden mittels des zu findenden Verfahrens möglich sein. Praktisch vollständige Abtrennung des Edelmetalls bedeutet, dass der Edelmetallgehalt eines partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials von einem typischen Ausgangswert in einer Größenordnung von beispielsweise 0,01 bis 5 Gew.-% oder 0,1 bis 5 Gew.-% auf einen Restgehalt in einer Größenordnung von beispielsweise 10 bis 900 Gew.-ppm, insbesondere auf einen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht weiter verringerbaren Restgehalt in einer Größenordnung von beispielsweise 10 bis 200 Gew.- ppm gesenkt wird. Die Aufgabe kann gelöst werden mit dem nachfolgend offenbarten erfindungsgemäßen Verfahren zur Abtrennung von Edelmetall aus partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial. Das Verfahren umfasst die Schritte:

(1 ) Bereitstellen partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials,

(2) Inkontaktbringen des in Schritt (1 ) bereitgestellten, eine Temperatur im Bereich von 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C aufweisenden und mittels eines aufwärts gerichteten Gasstroms als Wirbelschicht (Wirbelbett, Fließbett, englisch: fluidized bed) ausgebildeten (mittels eines aufwärts gerichteten Gasstroms fluidisierten) partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mit Chlor und gasförmigem Aluminiumchlorid sowie gegebenenfalls Inertgas innerhalb der 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heißen Wirbelschicht, und

(3) Ableiten eines die Wirbelschicht in Aufwärtsrichtung verlassenden Gasstroms.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Inkontaktbringen bzw. die Behandlung des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials während Schritt (2) mit Chlor und gasförmigem Aluminiumchlorid bewirkt, indem es sich bei dem aufwärts gerichteten Gasstrom um einen Strom eines Gasgemisches umfassend oder im Wesentlichen bestehend aus gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas handelt. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dann die Schritte:

(1 ) Bereitstellen partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials,

(2) Inkontaktbringen des in Schritt (1 ) bereitgestellten, eine Temperatur im Bereich von 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C aufweisenden und mittels eines aufwärts gerichteten Stroms eines Gasgemischs als Wirbelschicht ausgebildeten partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mit gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas als Bestandteilen oder den im wesentlichen alleinigen Bestandteilen des in

Aufwärtsrichtung strömenden Gasgemischs innerhalb der 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heißen Wirbelschicht, und (3) Ableiten eines die Wirbelschicht in Aufwärtsrichtung verlassenden Gasstroms.

Mit anderen Worten, in der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Gasgemisch oder es besteht im Wesentlichen aus gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas.

Hierin wird der Begriff„partikuläres edelmetallhaltiges Refraktärmaterial" verwendet. Er steht für partikuläres Refraktärmaterial, dessen Oberfläche und/oder Porenoberfläche mit Edelmetall ausgestattet ist und/oder das mit Edelmetallpartikeln vergesellschaftet in Form eines Gemenges vorliegt. Mit anderen Worten, das partikuläre Refraktärmaterial dient im partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial als Edelmetall-Trägermaterial und/oder es stellt einen Bestandteil eines besagten Gemenges dar.

Hierin werden die Begriffe„Edelmetall" bzw.„edelmetallhaltig" verwendet. Soweit nicht anders bemerkt, beziehen sich diese Begriffe auf ein einziges Edelmetall oder eine Kombination verschiedener Edelmetalle, jeweils ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silber, Gold, Rhenium, Ruthenium, Osmium, Iridium, Platin, Palladium und Rhodium, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Platin, Palladium und Rhodium.

Hierin wird der Begriff „partikuläres Refraktärmaterial" verwendet. Bei partikulärem Refraktärmaterial bzw. Partikeln aus refraktärem Material (refraktäre Partikel, Refraktärpartikel) handelt es sich um Partikel aus anorganischem nichtmetallischem und gegenüber einer Einwirkung von Chlor und Aluminiumchlorid bei hohen Temperaturen beispielsweise im Bereich von 200 bis 650 °C widerstandsfähigem, d.h. sich dabei physikalisch und chemisch nicht oder praktisch nicht veränderndem Material. Beispielsweise kann es sich dabei um keramische Refraktärmaterial ien handeln. Geeignete refraktäre Materialien können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxiden wie a- oder γ-Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliziumdioxid, Magnesiumoxid, Zirkonoxiden, Mischoxiden wie Cer/Zirkon-Mischoxiden, Silikaten wie z.B. Aluminiumsilikaten (z.B. Cordierit, Mullit, Zeolithe), Titanaten wie z.B. Aluminiumtitanat, Bleizirkonattitanat und Bariumtitanat, Siliziumcarbiden und Siliziumnitriden. Die Refraktärmaterialien können dotiert sein, beispielsweise mit Nichtedelmetallen. Die Refraktärmaterialien als solche sind von Hause aus edelmetallfrei. Die Refraktärmaterialien können alleine oder in Kombination vorliegen, beispielsweise als Mischungen verschiedener partikulärer Refraktärmaterialien und/oder in intrapartikulärer Kombination. Im allgemeinen sind die Partikel aus refraktärem Material porös.

Den hierin verwendeten Begriff„edelmetallfrei" versteht der Fachmann als edelmetallfrei bis auf einen für ein betreffendes Material technisch praktisch unvermeidbaren Edelmetall- bzw. Edelmetallrestgehalt beispielsweise im Bereich von >0 bis 10 Gew.- ppm.

In Schritt (1 ) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird partikuläres edelmetallhaltiges Refraktärmaterial bereitgestellt, beispielsweise in Form einer Art oder einer Mischung mehrerer verschiedener Arten edelmetallhaltiger refraktärer Partikel oder in Form einer Mischung edelmetallfreier und edelmetallhaltiger jeweils refraktärer Partikel oder in Form einer Mischung von Edelmetallpartikeln und edelmetallfreier und/oder edelmetallhaltiger refraktärer Partikel. Bei einer Mischung edelmetallfreier und edelmetallhaltiger jeweils refraktärer Partikel oder einer Mischung von Edelmetallpartikeln und edelmetallfreier und/oder edelmetallhaltiger refraktärer Partikel kann es sich um eine bewusst hergestellte Mischung handeln; im allgemeinen ist dies jedoch nicht der Fall und eine derartige Mischung kann technisch bedingt entstanden sein. Die Partikel aus edelmetallhaltigem Refraktärmaterial können eine absolute Teilchengröße beispielsweise im Bereich von 3 bis 500 μιτι aufweisen. Beispiele für solche Partikel sind zerkleinerte (verbrauchte) Heterogenkatalysatoren, zerkleinerte Schlacke, Edelmetallgekrätze, getrockneter und zerkleinerter Schlamm, zerkleinerter Elektroschrott, zerkleinertes Minenkonzentrat und zerkleinerter Minenabraum.

Der Edelmetallgehalt des in Schritt (1 ) bereitgestellten partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials liegt beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 10 Gew.-% oder 0,01 bis 5 Gew.-% oder bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial.

Es kann sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um ein Material oder eine Kombination verschiedener Materialen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus zerkleinerter Schlacke, Edelmetallgekrätze, getrocknetem und zerkleinertem Schlamm, zerkleinertem Elektroschrott, zerkleinertem Minenkonzentrat, zerkleinertem Minenabraum und edelmetallhaltigem Heterogenkatalysator handeln. In einer Ausführungsform kann es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um zerkleinerte, beispielsweise gemahlene Schlacke handeln. Beispiele sind edelmetallhaltige Schlacken aus einer pyrometallurgischen Edelmetallraffination. In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um Edelmetallgekrätze handeln, beispielsweise Edelmetallgekrätze aus dem Juwelier- oder Dentalbereich. Das oder die Edelmetallgekrätze können vorbehandelt sein. Beispielsweise können sie einer Veraschung und/oder einem Auszug mit Salpetersäure und/oder einer Zerkleinerung beispielsweise durch Vermählen unterworfen worden sein. Durch Veraschen können organische Bestandteile entfernt werden, beispielsweise durch Pyrolyse und/oder Verbrennen. Durch einen Auszug mit Salpetersäure können salpetersäurelösliche Stoffe, insbesondere salpetersäurelösliche Metalle wie beispielsweise Kupfer und Silber entfernt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um getrockneten und zerkleinerten, beispielsweise gemahlenen Schlamm, beispielsweise aus einer hydrometallurgischen Edelmetallraffination handeln. Der oder die Schlämme können ferner geglüht worden sein. In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um zerkleinerten, beispielsweise gemahlenen Elektroschrott handeln. Der Elektroschrott kann ferner verascht oder geglüht worden sein. Durch Glühen oder Veraschen können organische Bestandteile entfernt werden, beispielsweise durch Pyrolyse und/oder Verbrennen.

In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um zerkleinertes, beispielsweise gemahlenes Minenkonzentrat handeln. Beispiele für Minenkonzentrate sind Edelmetallminen entstammende, gediegenes Edelmetall enthaltende und hinsichtlich ihres Edelmetallanteils aufkonzentrierte Materialien. Beispiele für Verfahren zum Aufkonzentrieren sind übliche dem Fachmann bekannte physikalische und/oder chemische Methoden wie beispielsweise Flotation, pyrometallurgische Schmelzverfahren und hydrometallurgische Prozesse.

In einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um zerkleinerten, beispielsweise gemahlenen Minenabraum handeln. Beispiele sind gediegenes Edelmetall enthaltender Minenabraum aus Edelmetallminen.

Insbesondere handelt es sich bei dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial um edelmetallhaltigen Heterogen katalysator, insbesondere um verbrauchten edelmetallhaltigen Heterogenkatalysator. Edelmetallhaltiger Heterogenkatalysator kann verschiedensten Quellen entstammen. Beispielsweise kann es sich bei verbrauchtem edelmetallhaltigem Heterogen katalysator um verbrauchten Abluftreinigungskatalysator; verbrauchten Abgasreinigungskatalysator; verbrauchten Verbrennungsabgas- reinigungskatalysator; verbrauchten Dieselpartikelfilter; verbrauchte zur Reingasherstellung verwendete Katalysatoren; und/oder verbrauchte Prozesskatalysatoren beispielsweise aus der chemischen-, pharmazeutischen- und petrochemischen Industrie handeln. Beispiele für Prozesskatalysatoren sind Fischer-Tropsch- Katalysatoren, Reform ing-Katalysatoren, in der Produktion von Ethylenoxid eingesetzte Katalysatoren und Hydrierungskatalysatoren. Heterogen katalysatoren können beispielsweise (i) in Form eines nicht mit Washcoat beschichteten, jedoch edelmetallhaltigen refraktären Trägermaterials, (ii) in Form mit einer edelmetallhaltigen Washcoatbeschichtung versehenen, selber jedoch edelmetall- freien refraktären Trägermaterials oder (iii) in Form mit einer edelmetallhaltigen Washcoatbeschichtung versehenen und selber ebenfalls edelmetallhaltigen refraktären Trägermaterials vorliegen. Washcoatbeschichtungen sind dem Fachmann bekannt; es handelt sich dabei um nach ihrer Applikation aus sogenannter Washcoat-Slurry kalzinierte Beschichtungen, welche edelmetallhaltige Partikel aus refraktärem Material enthalten oder daraus bestehen.

Verbrauchte edelmetallhaltige Heterogen katalysatoren können von Hause aus partikulär und hinreichend frei von störenden Verunreinigungen vorliegen, so dass sie unmittelbar gemäß Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt werden können. Anderenfalls können sie zunächst mittels geeigneter dem Fachmann bekannter Methoden zerkleinert, beispielsweise gemahlen werden und/oder von unerwünschten Verunreinigungen befreit werden, beispielsweise durch Kalzinieren mit oder ohne Luftzutritt. Gegebenenfalls kann eine Reduktionsbehandlung, beispielsweise eine thermische Behandlung in reduzierender Atmosphäre durchgeführt werden, um nicht in elementarer Form sondern beispielsweise als Edelmetalloxid im partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial vorliegendes Edelmetall ins elementare Edelmetall zu überführen. In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in Schritt (1 ) bereitgestellte, eine Temperatur im Bereich von 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C aufweisende und mittels eines aufwärts gerichteten Gasstroms als Wirbelschicht ausgebildete partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial mit Chlor, gasförmigem Aluminiumchlorid und gegebenenfalls Inertgas innerhalb der 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heißen Wirbelschicht in Kontakt gebracht.

Das partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial wird bzw. ist mittels eines aufwärts gerichteten Gasstroms als Wirbelschicht ausgebildet, d.h. fluidisiert. Verfahren und Vorrichtungen zur Ausbildung einer Wirbelschicht aus einem partikulären Feststoff sind dem Fachmann bekannt und erfordern auch im Fall des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials keine besonderen Maßnahmen. Insbesondere kann das Fluidisieren des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials innerhalb eines üblichen Wirbelschichtreaktors verwirklicht werden. Zweckmäßigerweise hat die verwendete Vorrichtung oder der Wirbelschichtreaktor gegenüber Chlor und Aluminiunnchlond bei 200 bis 650°C widerstandsfähige Innenwände bzw. Innenauskleidungen, beispielsweise aus Quarzglas, Nickelbasislegierung (beispielsweise Hastelloy® C) oder geeignetem anorganischem nichtmetallischem Refraktärmaterial wie beispielsweise Graphit.

Die Wirbelschicht ist eine bzw. die Reaktionszone. Beispiele für geeignete Inertgase sind insbesondere Stickstoff und Edelgase wie Argon.

Gemeinsam stellen das Chlor und das gasförmige Aluminiumchlorid Wirkkomponenten dar. Das partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial wird auf 200 bis 650°C aufgeheizt und es wird mittels eines aufwärts gerichteten Gasstroms in eine zugleich die Reaktionszone bildende Wirbelschicht überführt. Dies kann in beliebiger zeitlicher Reihenfolge oder zeitlich überlappend erfolgen. Insbesondere kann das Aufheizen des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mittels des auf eine entsprechende Temperatur aufgeheizten aufwärts gerichteten Gasstroms erfolgen.

Chlor, das optionale Inertgas und gasförmiges Aluminiumchlorid können jeweils einzeln und/oder gemischt in die Wirbelschicht eingeleitet werden. Die Gase und/oder das mindestens eine Gasgemisch können insbesondere vorgeheizt eingeleitet werden. Gasförmiges Aluminiumchlorid kann auch in situ aus mit dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial vermischten festen Aluminiumchlorid innerhalb der Wirbelschicht gebildet werden.

Der aufwärts gerichtete Gasstrom kann Chlor, gasförmiges Aluminiumchlorid, das optionale Inertgas oder ein Gemisch zweier oder jeder dieser Komponenten umfassen oder daraus bestehen. In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei dem aufwärts gerichteten Gasstrom, welcher dazu dient das partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial als Wirbelschicht auszubilden, um einen Strom eines Gasgemisches umfassend oder im Wesentlichen bestehend aus gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas. Insofern, wird die 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heiße Wirbelschicht hier mit einem Strom eines Gasgemischs umfassend oder im Wesentlichen bestehend aus gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas durchströmt. Bevorzugt wird das Gasgemisch 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heiß, d.h. entsprechend vorgeheizt in die 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heiße Reaktionszone eingeleitet. Das Gasgemisch kann so auch das Aufheizen des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials bewirken. Das Gasgemisch kann separat erzeugt werden. Das Gasgemisch umfasst gasförmiges Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas, bevorzugt besteht es im Wesentlichen aus gasförmigem Aluminiumchlorid, Chlor und gegebenenfalls Inertgas. Bevorzugt ist Inertgas im Gasgemisch enthalten. Der Gewichtsanteil des gasförmigen Aluminiumchlorids im Gasgemisch liegt beispielsweise im Bereich von 10 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 70 Gew.-%, der von Chlor beispielsweise im Bereich von 10 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 30 Gew.-% und der des Inertgases beispielsweise im Bereich von 0 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-%.

Die Wirbelschicht bzw. Reaktionszone ist 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heiß. Alle darin befindlichen Stoffe, d.h. Chlor, gasförmiges Aluminiumchlorid und das partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial, aber auch das optionale Inertgas und die sich in der Reaktionszone bildenden Reaktionsprodukte haben die dort herrschende Temperatur im Bereich von 200 bis 650 °C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C bzw. nehmen diese an. Der die Wirbelschicht bzw. Reaktionszone ausbildende und durchströmende Gasstrom kann einen Volumenstrom im Bereich von beispielweise 1 bis 2,5 Kubikmeter pro Stunde und pro kg partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials (d.h. pro kg partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials innerhalb der Reaktionszone) aufweisen. In der Wirbelschicht bzw. Reaktionszone herrscht im allgemeinen kein Überdruck, üblicherweise kann der Druck in einem Bereich von Atmosphärendruck bis zum 1 ,5- fachen dessen liegen.

Das Inkontaktbringen des in Schritt (1 ) bereitgestellten, eine Temperatur im Bereich von 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C aufweisenden partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mit Chlor und gasförmigem Aluminiumchlorid innerhalb der 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heißen Wirbelschicht kann schon während des Aufheizens des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials beginnen oder erst nach Erreichen der gewünschten Temperatur im partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial.

Die Kontakt- bzw. Behandlungsdauer des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials mit Chlor und gasförmigem Aluminiumchlorid innerhalb der heißen Wirbelschicht wird üblicherweise so gewählt, dass eine Abtrennung des Edelmetalls aus dem partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterial bis zum gewünschten Restgehalt oder bis zur Befreiung vom Edelmetall gewährleistet ist (vgl. vorerwähnte Definition von „edelmetallfrei"). Üblicherweise liegt die dazu notwendige Kontakt- bzw. Behandlungsdauer im Bereich von beispielsweise 10 bis 240 Minuten, insbesondere 15 bis 120 Minuten. Zur Vermeidung von Missverständnissen, die Kontakt- bzw. Behandlungsdauer des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials entspricht dessen Verweildauer in der die Reaktionszone bildenden Wirbelschicht. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Batch-Verfahren oder kontinuierlich durchgeführt werden, im letzteren Fall bevorzugt dergestalt, dass über die Fördergeschwindigkeit des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials durch die die Reaktionszone bildende Wirbelschicht hindurch dessen Kontakt- bzw. Behandlungsdauer mit dem Chlor und dem gasförmigen Aluminiumchlorid eingestellt werden kann. Zweckmäßigerweise wird der Raum, in dem das Aufheizen des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials stattfindet, auch als Reaktionszone genutzt. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, das partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial in der Reaktionszone also innerhalb der Wirbelschicht bzw. des von der Wirbelschicht ausgefüllten Bereichs aufzuheizen. Bevorzugte Reaktionszone ist demnach der von der Wirbelschicht ausgefüllte Bereich des vorerwähnten Wirbelschichtreaktors.

Die als Wirbelschicht ausgebildete Reaktionszone beherbergt ein an sich einfaches Reaktionssystem, welches die Reaktanden Edelmetall, Chlor und gasförmiges Aluminiumchlorid umfasst bzw. im Wesentlichen aus diesen besteht. Der die Wirbelschicht durchströmende Gasstrom strömt durch das fluidisierte partikuläre edelmetallhaltige Refraktärmaterial hindurch. Bei den in der Reaktionszone vorherrschenden Temperaturen im Bereich von 200 bis 650°C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C bilden sich gasförmige Aluminium, Chlor und Edelmetall enthaltende Verbindungen, vermutlich Aluminium und Edelmetall enthaltende Chloridokomplexe. Die gasförmigen Aluminium, Chlor und Edelmetall enthaltenden Verbindungen werden mit dem in Schritt (3) in Aufwärtsrichtung aus der Reaktionszone abgeleiteten heißen Gasstrom mitgeführt. Die Ausbildung des partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials als Wirbelschicht erlaubt die eingangs als Aufgabenstellung formulierte effiziente Abtrennung von Edelmetall aus partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial, und zwar nicht nur mit Bezug auf die Behandlung großer Mengen von partikulärem edelmetallhaltigem Refraktärmaterial in kurzer Zeit, sondern auch in Hinblick auf das Erreichen eines gleichmäßig niedrigen Edelmetallrestgehalts im erfindungsgemäß behandelten partikulären Refraktärmaterial bei Betrachtung auf Einzelpartikelebene. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt bis zu mehr als 99 Gew.-% des ursprünglich auf bzw. im partikulären edelmetallhaltigem Refraktärmaterial vorhandenen Edelmetalls zu entfernen.

In Schritt (3) wird ein Gasstrom, d.h. der Gasstrom, der die die Reaktionszone darstellende Wirbelschicht durchströmt bzw. durchströmt hat, bei Verlassen der Wirbelschicht in Aufwärtsrichtung aus dieser abgeleitet. Der Gasstrom verlässt die 200 bis 650 °C, bevorzugt 250 bis 600°C, insbesondere 300 bis 500°C heiße Wirbelschicht bzw. Reaktionszone mit entsprechender Temperatur und kann in einen die Bildung und Abscheidung festen Edelmetallchlorids gestattenden kälteren Bereich abgeleitet werden, beispielsweise in einen Bereich mit gegenüber den Bestandteilen des Gasstroms widerstandsfähigen inneren Oberflächen und mit niedrigeren Temperaturen als die in der Reaktionszone herrschenden. Beispielsweise können besagte niedrigere Temperaturen im Bereich von beispielsweise 180 bis < 300 °C liegen. Bei diesen niedrigeren Temperaturen zerfallen die vom Gasstrom mitgeführten Aluminium, Chlor und Edelmetall enthaltenden Verbindungen unter Freisetzung von sich abscheidendem Edelmetallchlorid, während Inertgas, unverbrauchtes Chlor und gasförmiges Aluminiumchlorid weitergeleitet werden, beispielsweise in einen Gaswäscher. Alternativ kann der vom Edelmetall bzw. Edelmetallchlorid befreite bzw. abgereicherte Gasstrom der Wirbelschicht im Sinne einer Kreislaufführung wieder zugeführt werden. Vor Einspeisung in die Wirbelschicht kann die gewünschte Gaszusammensetzung durch Zufuhr infolge Chlorverbrauch fehlender Anteile von Chlor und gegebenenfalls auch Aluminiumchlorid angepasst werden.

Insbesondere abhängig von der Art des in Schritt (1 ) bereitgestellten partikulären edelmetallhaltigen Refraktärmaterials kann das abgeschiedene Edelmetallchlorid sortenrein sein oder als Gemisch verschiedener Edelmetallchloride anfallen. Beispiele für Edelmetallchloride sind PtC , PdC und RhCb. Das oder die abgeschiedenen Edelmetallchloride können einer üblichen Aufbereitung, beispielsweise einer nasschemischen Aufbereitung zugeführt werden.

Beispiele

Beispiel 1 6000 g eines gemahlenen Katalysators (poröser Aluminiumoxidträger, Platingehalt 0, 15 Gew.-%) wurden in einem Wirbelschichtreaktor (60 cm lange zylindrische 500°C heiße Wirbelschicht- bzw. Reaktionszone mit einem Innendurchmesser von 15 cm) 60 Minuten lang mit einem durch die Reaktionszone strömenden Gasgemisch (67 Gew.-% gasförmiges Aluminiumchlorid, 18 Gew.-% Chlor, 15 Gew.-% Stickstoff) fluidisiert. Der Volumenstrom des Gasgemischs betrug 9,4 m 3 /h. Aus dem die Reaktionszone verlassenden Gas wurden in einer 200 °C heißen Zone 76% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Platins als PtC zurückgewonnen (bestimmt mittels ICP-OES); 24% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Platins verblieben im Katalysatormaterial (bestimmt mittels ICP-MS nach nasschemischem Aufschluß des Platin-abgereicherten Katalysators). Vergleichsbeispiel 2

6000 g eines gemahlenen Katalysators (poröser Aluminiumoxidträger, Platingehalt 0, 15 Gew.-%) wurden in einem statischen Rohrofen (75 cm lange zylindrische 500°C heiße Reaktionszone mit einem Innendurchmesser von 12 cm) mit einem durch die Reaktionszone strömenden Gasgemisch (67 Gew.-% gasförmiges Aluminiumchlorid, 18 Gew.-% Chlor, 15 Gew.-% Stickstoff) behandelt. Der Volumenstrom des Gasgemischs betrug 70 Liter/h. Aus dem die Reaktionszone verlassenden Gas wurden in einer 200 °C heißen Zone 34% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Platins als PtC zurückgewonnen (bestimmt mittels ICP-OES); 66% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Platins verblieben im Katalysatormaterial (bestimmt mittels ICP-MS nach nasschemischem Aufschluss des Platin-abgereicherten Katalysators).

Beispiel 3

6000 g eines gemahlenen Katalysators (poröser Aluminiumoxidträger, Palladiumgehalt 0,1 Gew.-%) wurden in einem Wirbelschichtreaktor (60 cm lange zylindrische 400°C heiße Wirbelschicht- bzw. Reaktionszone mit einem Innendurchmesser von 15 cm) 60 Minuten lang mit einem durch die Reaktionszone strömenden Gasgemisch (67 Gew.-% gasförmiges Aluminiumchlorid, 18 Gew.-% Chlor, 15 Gew.-% Stickstoff) fluidisiert. Der Volumenstrom des Gasgemischs betrug 9,4 m 3 /h. Aus dem die Reaktionszone verlassenden Gas wurden in einer 200 °C heißen Zone 92% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Palladiums als PdC zurückgewonnen (bestimmt mittels ICP-OES); 8% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Palladiums verblieben im Katalysatormaterial (bestimmt mittels ICP-MS nach nasschemischem Aufschluß des Palladium-abgereicherten Katalysators).

Vergleichsbeispiel 4

6000 g eines gemahlenen Katalysators (poröser Aluminiumoxidträger, Palladiumgehalt 0,1 Gew.-%) wurden in einem statischen Rohrofen (75 cm lange zylindrische 400°C heiße Reaktionszone mit einem Innendurchmesser von 12 cm) mit einem durch die Reaktionszone strömenden Gasgemisch (67 Gew.-% gasförmiges Aluminiumchlorid, 18 Gew.-% Chlor, 15 Gew.-% Stickstoff) behandelt. Der Volumenstrom des Gasgemischs betrug 70 Liter/h. Aus dem die Reaktionszone verlassenden Gas wurden in einer 200 °C heißen Zone 81 % des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Palladiums als PdC zurückgewonnen (bestimmt mittels ICP-OES); 19% des im gemahlenen Katalysator ursprünglich enthaltenen Palladiums verblieben im Katalysatormaterial (bestimmt mittels ICP-MS nach nasschemischem Aufschluss des Palladium-abgereicherten Katalysators).