铂回收-废催化剂中回收铂钮的工艺研究

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所属分类:铂回收

在铂族 金属 中,铂 、钯作为性 能优 越的催化材 料 ,被 广 泛 应 用 于 石 油 化 工 及 汽 车 尾 气 净 化 处 理 等 领 域 。催 化 剂 使 用 一 段 时 间 后 会 由于 丧 失 催 化 活 性 而报废 ,其 中含铂 、钯 的废 催化 剂数 量较 大且 价值 较 高 ,因此 在资 源有 限 的情况 下 ,加强 铂 、钯 的回 收利 用 已显得 日益紧迫和重要。溶剂萃取技术是分离科学 的一种高新技术 ,已被广泛用于分离提纯铂族金属的 研究。虽然相关的报道很多 ,但能形成生产工艺的却 不多 ,而 且公开 发表 具有 实用 价值 的工 艺也 多属 专利 或技术保密,因此可借鉴的资料十分有限。为了更好 开 发高 效 的铂 、钯 萃 取 回收 工 艺 ,本 文 采用 N一正丁 基异辛酰胺 (BiOA)及二烷基亚砜 (MSO)作为萃 取 剂 ,对 萃 取 废 汽 车 催 化 剂 浸 出液 中的 铂 、钯 进 行 了研 究。

利用N一正丁基异辛酰胺 (BiOA)及二烷基亚矾 (MSO)对废汽车催化剂浸出液中的铂、钯进行 了革取研 究,提 出Mso4~酸度二级错流萃取Pd,BiOA~酸度二级错流革取Pt的Pd—Pt分离工艺流程,Pt、Pd的 萃取率能达到99%以上 。

1.1 实验料液 实验料液来 自汽车废催化剂,是原料经浸出、铜富 基金资助项 目:广 东省 自然科 学基金 (06500845) 集、再造液所得的溶液,其主要化学成分见表l。 表1实验料液的主要化学成分及含量 1.2 实验试 剂 (1)N一正丁基异辛酰胺 ,自制; (2)合成亚砜 MSO (R2S=O,R中的碳为C一C。),华南理工大学 萃取化学课题组研制合成 ,浅黄色粘稠状液体 ,无异 味,有效硫含量为10.4%。密度 (280C)0.899g/cm ; 粘度 (25℃)25mPa·s;沸点300~C;红外光谱特征 吸收峰 , v :。=1032cm~;质谱 ,MS (M+1)/z: 275.204。 (3)其他试剂如盐酸、氨水、氢氧化钠等均 为分析 纯 ,使用时配制成所 需浓度。 1.3 实验方法 移 取一定 量 的实 验料 液 于分 液漏 斗 中 ,加入 等 体 积有机相 ,振荡混相萃取一定时 间,静置分相后 , 用原子吸收分光光度法分析萃余液 中金属的浓度 , 有机相 中金属的浓度用差减法求 出。萃取实验在室 温下进 行 。

结果与讨论 2.1 盐酸浓度对BiOA萃取各种金属的影响 由前期研究可知 ,BiOA对Pt有很 好的萃取性能 。 由于实际废料液 中含有大量 普通金属 ,因此有必要研究 BiOA萃取其它金属 的情 况。配 制不 同酸度 的料液 ,加 入2mol/LBiOA溶液作 萃取剂 ,相 比为 1:1,混相时间 为5rain,盐酸浓度对 BiOA萃取 各种金属的影响结果如 图l所示。圈1 HCI浓 度对BiOA萃取各种金属的影响 在0.5-6mol/L的HCl范围内,随着HCl浓度的升高, BiOA对Pt、Pd和Fe的萃取率逐渐增加 ,在4mol/L时 , Pt和Fe都有较高萃取率,而Pd的萃取率稍低,说明Pd、 Fe的萃取走 向与Pt相似 ,高酸度下 ,Pd、Fe容易与Pt共 萃。在反萃铂时 ,Fe可以与f)t一起反萃到Pd的反萃液中, 由于f)t可以形成(NH)Ptc&沉淀,因此用NHCl沉淀f)t可 与Fe分离 。而BiOA不能有效分离Pt、Pd,因此当料液中 含有Pd时,应先将Pd萃取分离。由图l中还可知,BiOA.R{ Cu、Ni的萃取率较低 ,可以利用BiOA将f)t与除Fe以外的 其他普通金属分离。 2.2 盐酸浓度对MSO萃取各种金属的影响 由于采用BiOA不能有效分离Pt、Pd,因此在用 BiOA选择 性萃取分离Pt之前 ,必 须用其他萃取 剂先将 Pd分离。华南理工大学萃取化学课题组研究发现,合成 亚砜MSO对Pd有很 好的萃取性 能 ,在低酸度下 可实现 Pd与Pt的分离。因此实验中选用MSO作萃取剂,配制 不 同酸度 的料 液 ,加入 lmol/L的MSO溶液作有 机相 , 相比为l:l,混相时间为5min,盐酸浓度对MSO萃取 各种金属的影响结果如图2所示。 在0.1-6mol/L的HC1范围内,MSO对Pd有很高的 萃取率 ,Cu、Ni在低酸度 下不萃取 ,高酸度 下有少量萃 取 。随着HC1浓度的升 高 ,Pt和Fe的萃取率逐渐增 加 , 可见Pt和Fe的萃取相对Pd来说受 到酸度 的影响更大 。 利用低酸度下MSO对Pd的高萃取率 ,可 以将Pd与Pt及 中 一蚌 锞 产 业 2008.7 HC1浓 度 (mol/L) 图2 HCi浓度对MSO萃取各种金属的影响 其他普通金属分离。 2.3 错流萃取分离Pd、Pt流程 由上述实验结果可知,可采用MSO及BiOA两种萃 取剂对Pt、Pd进行萃取分离 回收。用0.1m0l/LHCl、 和 lm0l/LMSO在低 酸度 下二级萃取Pd,与Pt分离 ,然 后用2m0l/LBiOA在高 酸度 下二级萃取Pt与 除Fe以外的 其它普通金属分离。错流萃取分离流程如图3所示 ,结 果见表2。Pt、Pd金属混 台料漓 图3 Pd、Pt错流萃取分离流 程 表2 主要萃取实验结果 料液组分 (mg/L) Pd Pt Cu Fe Ni 实验结果 (%) 2983 3276 12ll5 253 1498 萃Pd段一级萃取率 萃Pd段二级萃取率 总萃取率 一 级Pd反萃率 Pd总反萃率 萃Pt段一级萃取率 萃Pt段二级萃取率 总萃取率 一 级Pt反萃率 Pt总反萃率 5 3 8 一一 一一 6 3 U 一一 一一 4 5 7 . . 0 J ~ 一 9 2 一 一 眦 ¨ 一 一 鳃 3 6 8 9 1 一 一 一 一 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 由表2数据可知,采用MSO低酸度萃Pd,可与Pt分 离,二级错流萃取Pd的总萃取率达到99.8%,三级Pd总 反萃率为97.1%。采用BiOA萃取Pt,二级萃取Pt的总 萃取率为99.7%,三级Pt的总反萃率达到100%。因此 采用MSO低酸度二级错流萃Pd、BiOA高酸度二级错 流萃Pt的流程对分离废催化剂浸 出液 中的Pt、Pd是可 行的。 3 结论(1)在0.1~6mol/L的HC1范围内,MSO对Pd有 很高的萃取率 ,在低酸度下基本不萃取Cu、Ni。Pt和 Fe的萃取率随着HC1浓度的升高而逐渐增加。利用低酸 度下MS02~J'Pd的高萃取率,可以将Pd与Pt及其他普通金 属分离。Bi0A对Pt和Fe的萃取率 随着HC1浓度的升高逐 渐增加,而对其它金属的萃取率很低 ,利用BiOA可以将 Pt与除Fe以外的其他普通金属分离。 (2)采用MSO低酸度二级错流萃取Pd、BiOA高 酸度二级错流萃取Pt的流程对分离废汽车催化剂浸出液 R研eseIa究rchIP进rogrIe展ss ll4一—r5V 中的铂、钯是可行的。二级错流萃取Pd的总萃取率达到 99.8%,三级Pd总反萃率为97.1%;二级萃取王)t的总萃取 率达到99.7%,三级Pt总反萃率达到100%。

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胡经理
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