一种从含铂废催化剂入选择性熔化接受铂的措施

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所属分类:催化剂
Tag:  催化剂本发明属于湿法冶金技术领域,具体涉及一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法。 铂族金属,资源稀少,在地壳中的含量只有0.001-0.01g/t(Pt为0.005g/t),价格昂贵,除具有极其重
一种从含铂废催化剂入选择性熔化接受铂的措施

一种从含铂废催化剂入选择性熔化接受铂的措施

  本发明属于湿法冶金技术领域,具体涉及一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法。

  铂族金属,资源稀少,在地壳中的含量只有0.001-0.01g/t(Pt为0.005g/t),价格昂贵,除具有极其重要的经济价值外,在现代科技和工业发展进程中也具有及其重要的用途。铂族金属具有优良的催化性能。在化学工业中,尤其在石油化学工业、石油精炼工业、医药及能源工业中,广泛地使用含铂族金属如铂、钯的催化剂。就铂而言,在石油化工(重整和催化裂解)、化肥工业(合成氨触媒)和消除汽车尾气污染等领域被广泛应用。此外,在电子、玻璃陶瓷和军工等领域亦具有十分重要的用途。我国铂族金属缺乏,每年需花费外汇从国外进口铂族金属来满足国民经济建设的需要。因而,不断提高从废催化剂中回收铂族金属的工程化和产业化水平,是极为重要的。

  从废催化剂中回收铂,有火法和湿法两种工艺路线,实际应用以湿法为主。分离纯化铂族金属,经典的沉淀法仍占重要地位,其不足之处是流程繁杂冗长,金属回收率低;溶剂萃取和离子交换法分离纯化铂族金属也有不少研究和报道,但工业应用上,真正有效和优良的萃取剂和离子交换树脂不多。国内现行溶剂萃取工艺,运行效果不够稳定,产品质量也不稳定,成本较高,操作环境差。

  张方宇、李庸华等发明的载体全溶—R410树脂吸附从废催化剂中回收铂的工艺(专利号ZL94118736.5),铂的浸出率与回收率较高,但载体全溶后液固分离困难,浸出液需用多级澄清,造成总液固比偏大(20V/W),这既降低了浸出设备处理能力,又增加了吸附及贮存设备的负担,同时还增加了废水处理的压力。研究发现,氧化铝载体在转型变性后,不易被硫酸溶解,采取载体不溶只选择性溶解铂的工艺,浸出液固比不超过6V/W,避免了载体全溶工艺液固比偏大过滤困难的缺点,提高了设备的处理能力,降低了回收成本。

  因此,亟需研发、设计一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,已解决上述问题。

  本发明要解决的技术问题是提供一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,以提高设备的处理能力,降低回收成本。

  经焙烧处理后,去除有机物与积碳,同时将催化剂载体γ-Al2O3转型为α-Al2O3;

  ③将磨细的氧化铝载体进行无机酸氧化溶解铂,得到含铂溶解液,用碱调整酸度到0.1~3.0mol/L;

  ④将含铂溶解液以设定的流速20~80ml/h通过R410树脂柱进行吸附以对铂进行富集与纯化,得到吸附饱和的R410树脂柱;

  Pt浓度≤8g/L的高浓度铂淋洗液返回继续作为淋洗剂用返回步骤⑤,淋洗下一个饱和R410树脂柱;

  ⑦将步骤⑥得到的氯铂酸铵沉淀用60℃以上热水调浆,加入还原剂还原,得到海绵铂产品。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤①中,焙烧温度为300℃~1200℃,焙烧时间为2~8h。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤②中,氧化铝载体进行破碎磨细,磨细后的粒度为60~300目。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤③中,选择性溶解铂使用的无机酸为盐酸、硫酸中的一种或两种,并加入固体NaCl及液体NaClO3选择性溶解铂,起始酸度为0.5~4mol/L,液固比为2/1~10/1,NaCl加入量为含铂废催化剂原料重量的2~20%,NaClO3用量为含铂废催化剂原料重量的1~10%,NaClO3配成50~100g/L溶液,缓慢连续加入,在3h内加完。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤③中,溶解温度为40℃~100℃,反应时间为2~8h。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤④中,吸附铂的接触时间为5~50min,吸附原液的酸度通过加硫酸或氢氧化钠调整为0.1~3mol/L,吸附温度为10~50℃。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤⑤中,采用高氯酸作为淋洗剂来洗脱树脂上的铂,淋洗剂质量浓度为5~30%,淋洗接触时间为10~100min,温度为20℃~60℃;

  吸附完成后,用蒸馏水洗涤10个床体积,然后用质量浓度为10%的高氯酸淋洗10个床体积。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤⑥中,使用的是分析纯的氯化铵,氯化铵用量为根据反应方程式计算确定的理论量的1~5倍,沉淀温度为10~50℃,沉淀时间为2~20h。

  进一步的,如上所述的一种从含铂废催化剂中选择性溶解回收铂的方法,步骤⑦中,所使用的还原剂为分析纯水合肼,用量为根据反应方程式计算确定的理论量的1~5倍,还原温度为50~100℃,时间为1~5h。

  本发明技术方案与现有方法相比,工艺流程短、设备简单、废催化剂产出的溶液量少、吸附尾液可返回浸出。具体的有益效果在于:

  1、采取高温焙烧转型,既去除了积碳与有机物,又实现了氧化铝的转型,使得铝不被浸出而达到选择性溶解铂的目的。

  2、吸附铂后的尾液,补加一些酸和氧化剂后,返回作为浸出剂用,实现废水回用无外排。

  3、采用选择性溶解—R410树脂吸附工艺,流程简短,设备简单,回收率高,产品纯度高。

  ①首先将含铂废催化剂进行焙烧;焙烧温度为300℃~1200℃,焙烧时间为2~8h。

  经焙烧处理后,去除有机物与积碳,同时将催化剂载体γ-Al2O3转型为α-Al2O3;

  ③将磨细的氧化铝载体进行无机酸氧化溶解铂,得到含铂溶解液,用碱调整酸度到0.1~3.0mol/L;

  选择性溶解铂使用的无机酸为盐酸、硫酸中的一种或两种,并加入固体NaCl及液体NaClO3选择性溶解铂,起始酸度为0.5~4mol/L,液固比为2/1~10/1,NaCl加入量为含铂废催化剂原料重量的2~20%,NaClO3用量为含铂废催化剂原料重量的1~10%,NaClO3配成50~100g/L溶液,缓慢连续加入,在3h内加完。溶解温度为40℃~100℃,反应时间为2~8h。

  ④将含铂溶解液以设定的流速20~80ml/h通过R410树脂柱进行吸附以对铂进行富集与纯化,得到吸附饱和的R410树脂柱;

  吸附铂的接触时间为5~50min,吸附原液的酸度通过加硫酸或氢氧化钠调整为0.1~3mol/L,吸附温度为10~50℃。

  在本实施例中,采用高氯酸作为淋洗剂来洗脱树脂上的铂,淋洗剂质量浓度为5~30%,淋洗接触时间为10~100min,温度为20℃~60℃;吸附完成后,用蒸馏水洗涤10个床体积,然后用质量浓度为10%的高氯酸淋洗10个床体积。

  Pt浓度≤8g/L的高浓度铂淋洗液返回继续作为淋洗剂用返回步骤⑤,淋洗下一个饱和R410树脂柱;

  在本实施例中,使用的是分析纯的氯化铵,氯化铵用量为根据反应方程式计算确定的理论量的1~5倍,沉淀温度为10~50℃,沉淀时间为2~20h。

  ⑦将步骤⑥得到的氯铂酸铵沉淀用60℃以上热水调浆,加入还原剂还原,得到海绵铂产品。

  在本实施例中,所使用的还原剂为分析纯水合肼,用量为根据反应方程式计算确定的理论量的1~5倍,还原温度为50~100℃,时间为1~5h。

  按照本发明公开的操作步骤和有关参数,本技术领域人员可以根据本方法的操作原理,实现本发明的目的,而不限于使用具体实施方式中所使用的设备本身及其使用方式。具体实施例如下:

  浸出液用碱调整酸度到0.2mol/L后,以60ml/h的流量,通过装有50ml的R410树脂柱进行吸附,吸附尾液含Pt0.2mg/L,Pt吸附率为99.9%。

  吸附完成后,用蒸馏水洗涤10个床体积,然后用10%的H酸淋洗10个床体积,得到500ml淋洗液,含Pt552.6mg/L,Pt淋洗率为99.4%。

  浸出液用碱调整酸度到1.8mol/L后,以900ml/h的流量,通过装有500ml的R410树脂柱进行吸附,吸附尾液含Pt0.2mg/L,Pt吸附率为99.9%。

  吸附完成后,用蒸馏水洗涤15个床体积,然后用15%的H酸淋洗15个床体积,得到2500ml含Pt8.2g/L的高浓度淋洗液,及5000ml含Pt1.42g/L的低浓度淋洗液,Pt淋洗率为99.3%。

  低浓度淋洗液返回作淋洗剂用。将高浓度淋洗液往下进行沉淀和还原进行海绵铂的制备,得到海绵铂产品20.55g,纯度大于99.95%,杂质符合国家标准及中石化行业标准。20.55g铂产品加低浓度淋洗液中的7.1g金属量,铂回收率为98.7%。