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废催化剂回收利用提炼工艺(废铂催化剂是什么东西)

废催化剂回收利用提炼工艺(废铂催化剂是什么东西) 从废载体催化剂中回收铂族金属

从废载体催化剂中回收铂族金属

从含铂族金属的废载体催化剂中再生铂族金属的方法。催化剂行业是铂族金属的最大用户,含铂族金属的废催化剂数量庞大,需要大量进行工业回收。废催化剂有两种:负载型催化剂和金属催化剂,后者按照从合金废料中回收铂族金属的方法处理。大多数催化剂是Al2O3或al2o 3-SiO 2,以及活性炭和有机液体。主要的回收工艺是将铂族金属从载体中分离出来,同时进行富集,然后进行精炼提纯。回收方法很多,通常采用湿法和火法工艺,包括载体溶解、铂族金属溶解、高温氯化、吸附、氧化分解、高温熔融、高温焚烧和机械剥离。

载体溶解法通过用酸或碱溶解载体将铂族金属留在炉渣中的一种回收方法。Al2O3载体通常用酸溶解,如Al2O3-0.3%Pt废催化剂,用50%硫酸溶液在403 ~ 405 K下浸出1小时。Al2O3以硫酸铝的形式进入浸出液和铂族金属残渣中。将滤渣煅烧,得到含铂12% ~ 18%的煅烧产品,铂的回收率为98.9%。二氧化硅载体用碱溶解,如SiO2-Au0.2%-Pd0.5%废催化剂。用含Na0H的20%溶液在343~353K温度下溶解SiO2,铂族金属留在不溶渣中。不溶渣送钯精炼和金精炼,金和钯的回收率分别达到95%。该方法的优点是含铂族金属的废催化剂不需要预处理,回收过程短。缺点是化学试剂消耗大,固液分离困难。

铂族金属溶解法一种回收铂族金属的方法,通过用溶剂仅将铂族金属溶解在催化剂中,并溶解很少或不溶解载体材料。为了有效地溶解铂族金属,催化剂中的积碳和有机物应首先燃烧。煅烧废催化剂表面的铂族金属呈高度分散状态,比纯金属更易溶解。例如,将Al2O3-SiO2-Pt0.3%的废催化剂在1173 ~ 1423 K下煅烧4小时,使得γ;-Al2O3转化为不溶于酸的α;-Al2O3,然后在5 ~ 6 mol/L盐酸溶液和氧化剂的存在下,加热至沸腾温度并浸出3小时。铂进入浸出液,浸出率98.5%以上。浸出液送铂精炼生产纯铂,铂回收率97%。以二氧化硅为载体的铂族金属废催化剂可以不经预烧直接在盐酸溶液中加入氧化剂进行浸出。如将含SiO2-Au0.2%-Pd0.5%的废催化剂放入含盐酸1 ~ 3 mol/L的溶液中,加入氧化剂(如NaClO)。加热至沸腾温度后,金浸出率为98.8%,钯浸出率为98.3%。浸出液分别采用金精炼法和钯精炼法进行精炼和提纯。该方法化学试剂消耗少,金属回收率高,生产成本低;缺点是还有少量铂族金属(20 ~ 70g/t),需要回收。

根据铂族金属氯化物的挥发性特点,高温氯化法使用氯化剂Cl2、CO-Cl2、ccl 2-CO2、CCl4-N2、HCl、AlCl3等。在高温下与废催化剂反应,使铂族金属生成氯化物并挥发,从而达到与大量载体分离的目的。例如,10kgAl203-Pt0.3%-Pd0.1%废催化剂在523K下通过引入含有220% CCl和280% C0体积的混合气体氯化3h,铂族金属氯化物被水吸收。吸收溶液含有29.4克铂和9.68克钯,铂和钯的回收率分别为98%和99%。该方法回收流程短,金属回收率高。但氯化设备投资较大,必须采用耐腐蚀、耐高温的结构材料。

吸附法是一种从以有机膦化合物为配体的贵金属配合物废催化剂溶液中回收铑的方法。用活性炭、离子交换树脂等吸附剂吸附废催化剂残渣和浸出液中的铑或铑络合物,然后将吸附剂燃烧回收铑。该方法简单,铑的回收率在95%以上。

氧化法利用强酸、氧气或氧化剂破坏废催化剂,使铑以Rh的形式摇入溶液中,或以固体颗粒形式从残液中分离出来。在前者中,98%的铑可以进入水溶液。如在313 ~ 333 K用硝酸和H202氧化分解丙烯氢甲酰化蒸馏残渣为正丁醛,98%的铑可进入溶液。

高温熔炼法是一种利用贱金属捕集铂族金属的回收方法。例如,研磨以Al203或Si02为载体的废催化剂后,加入10%的助熔剂(Ca0、CaF2、Ba0、Fe203、MgO、Ti02等。)的原料,并掺入2% ~ 10%的捕集剂(铁、镍、铜、铅、铝等。)混合均匀,并将其放入温度为1773 ~的等离子体电弧炉中。/%)分别为铂53 ~ 96,铑35 ~ 98.9,钯62 ~ 96。该方法常用于处理汽车尾气净化废催化剂,具有回收流程短、化学试剂消耗少、生产成本低等优点。但是存在一些问题,如中间产物多、金属回收率低、从熔融金属中提纯铂族金属的工艺复杂等。

焚烧法更适合从废催化剂和以活性炭为载体的均相催化剂中回收铂族金属。废催化剂在1073 ~ 1373 K温度下通入空气体燃烧,活性炭生成CO2气体,铂族金属留在灰分中。例如,将含0.3%钯的活性炭催化剂吹入温度为1273K的焚烧炉中,充分燃烧,产生含约80%钯的灰分。灰用氢气燃烧还原,再用钯精制法精制提纯。钯的回收率为95.9%。该方法具有工艺简单、试剂消耗低、金属回收率高的优点。缺点是焚烧灰中的钯被铁杂质污染,需要在净化中增加除铁操作。均相催化剂的处理与上述吸附法相同。

一种含铂族金属的机械剥离废催化剂,其特征在于活性物质铂族金属存在于固体颗粒表面,中心部分是不含铂族金属的载体。在外力作用下,如球磨、振动、强空气体输入,将废催化剂颗粒表层磨成细粉,然后筛出细粉,回收铂族金属。例如,将al2o 3-0.2%铂废催化剂加水后,在振幅为40mm、频率为300次/min的振动机上振动1h,然后将细粉过20目筛,再用铂精制法提纯。铂的回收率为97.6%。该方法工艺简单,化学试剂用量少,生产成本低;但技术难度大,操作不易控制。

 

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