载体废催化剂中回收铂

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所属分类:铂回收

在石油精炼、化工、环保等领域。广泛使用载体催化剂。其中起催化作用的活性成分——铂族金属在使用一段时间后。由于表面积炭、中毒、活性组分氧化等原因导致催化活性丧失而报废.需要对其中经济价值很高的贵金属成分进行回收再利用。作为催化剂载体的物质是多种多样的,前几年废铂催化剂载体通常是一Al:O,型的。对这种废铂催化剂,采用徐州北矿金属循环利用研究院和北京化工冶金研究院共同开发的“混酸全溶一离子交换”技术来回收铂,取得了良好的效果。此项技术在我国石化系统也得到了广泛的推广应用。近几年来,随着0【一A1O,载体废催化剂的增多,载体已难以用混酸全溶。因此科研人员在原工艺的基础上开发了一项新型技术来专门处理一AI。0,型载体的废铂催化剂。1工艺介绍本研究提出的从仅一A1:0,载体废催化剂中回收铂工艺为物料先经焙烧,再氯化浸出,然后进行固液分离。所得溶液用离子交换树脂吸附铂,使铂在树脂上得以富集和净化.再对负载树脂进行淋洗。得到铂的碱性淋洗液,淋洗液经酸化、沉铂及精制后得到纯海绵铂产品。2工艺流程从一AIO,载体废催化剂中回收铂工艺流程见图1。2.1焙烧焙烧的目的是除去废催化剂表面的有机物和 碳 .避免 生产 中 冒槽 现象 的产 生 。将 催化 剂放 置 于 lCrl8Ni9Ti不 锈 钢托 盘 中 ,摆 放在 RX,一75—9箱 式 电阻炉 内 .通 电加热 进行 焙 烧 。 电阻炉 额定 功 率为 75kW .额 定 温度 为 950oC,足 以满 足所 需焙 烧 温度 550~650 oC的要 求 。 2.2 氯化 浸 出 将 焙烧 后 的废催 化剂 置 于搪瓷 反应 釜 内用盐 酸和 氧化 剂浸 出铂 。 在盐 酸介 质 中 ,氧化 剂 NaCIO 产 生下 列反 应 。 Cl03一+6H +5C1-=3C12+3H2O (1) 2C103_+4H+2C1一=C12+2C102+2H20 (2)

2Cl02:Cl2+202 (3) 废催 化剂 在溶 液 中发 生下 列反 应 。 3Pt+2C103-+12H++16C1-=3PTC1062-+6H20 (4) 反应结束后进行 了多批次分析分析 。数据表 明 ,铂浸 出率大 于 97%,A103渣率 在 80%左 右 ,可 见 有少 部 分 AlO,载体 和 盐 酸 反应 生 成 A1C1,进 入 了浆液 。 在试 验 阶段 .研究人 员还偿试 了用混酸 (HCI+ HSO)加 氧 化 剂来 浸 出铂 。试 验 结果 证 明 ,铂 的浸 出效果 良好 。但 Al20,渣率较高 ,达到 85%以上 ,渣 中夹杂 的铂 量也 由此增 多 ,并且 浸 出液受 硫 酸铝 影 响 浑浊 度 高 ,不 利 于浆液 澄清 ,故 弃用 。 2.3 固 液分离 反 应 结 束 后 。加 水 稀 释 冷却 ,然 后 用 过 滤 设 备 对 浸 出浆 液和 AhO3不 溶 固体渣 进行 分离 。分 离后 , 渣 装袋 作废 弃物 处 理 ,所得 的浆 液静 置 自然 澄清 , 待 分层 后上 清 液抽 出送 离 子交 换 ,沉 淀浆 渣则 用 水 多次漂洗后 ,采用离心设备甩干作进一步 固液分离 处 理 ,所得 滤 液返 回供 离子 交换 ,渣则 废 弃 。 2.4 离 子交 换 选 用 的 阴离子 交换 树脂 为 m哌 啶树脂 。在 适 当酸度下 .树脂上的功能原子与铂族金属离子发生 配位反 应 .形 成小 分子 螯 合物 的稳 定 结构 。 固液 分 离 出的清 液送 树脂 交换 ,在树 脂 上发 生下 列反 应 。 2RCl+PtCl~-=R/PtC16+2C1一 (5) PtCI~-离子吸附在树脂上得以富集 ,并与氯化 铝及其它贱金属离子实现了分离。饱和的负载树脂 用 碱 液 淋 洗 ,产 生 的碱 性 含 铂 溶 液送 提 纯 室提 取 铂 ,淋洗后 的树脂用盐酸再生后可重复使用 。 2.5 沉 淀铂 碱性 淋 洗液 经 盐酸 酸 化 和 H202氧化 后 ,用 加 热 器 加热 浓缩 至原 体 积 的一半 左 右 ,冷 却 过滤 ,滤 液 再 加 热 ,边 搅 拌 边 加 入 固体 氯 化 铵 (直 至无 沉 淀 为 止 ),冷 却 过 滤 ,沉 淀 用水 洗 后 倒 入蒸 发 皿 内 ,最 后将盛有沉淀用水的蒸发皿放人马弗内炉 。经 750 ℃高 温煅 烧后 得到 粗海 锦铂 。

沉 淀铂 及煅 烧 主要 反应 如下 。 NazPtC16+2NH4Cl—+(NH4)2】)tC16T+2NaCI (6) 3(NH4)2PtCl 3Pt+16HCIt+2NH4Cl+2N2f(7) 2.6 精 制 精制 通 常采用 氯化 铵多 次沉 淀法 。粗海锦 铂先 用王水溶解 、赶硝 .所得溶解液用碱液调 pH值 水 解 ,过滤除杂后得到纯净的氯铂酸溶液 。然后用分 析纯氯化铵沉 出高纯度的铂铵盐 。再经锻烧得到含 Pt~>99.95%的纯海 锦铂 。 主要 反应 如下 。 3Pt+18HCI+4HNO3--~3H2PtCls+8H20+4NOT(8) H2PtC16+2NH4Cl—}(NH4)2PtC16J,+2HCI (9) 3 结语(1)本工 艺采 用 “氯化 浸 出一 离子 交 换 ”工艺 处 理 一AI20,载体废催 化剂 ,可 以使 浸 出液 中的铂 迅 速 富集 ,避 免 了铂 分 散 处 理 (如 置 换 法 )带 来 的 损 失 ,缩短 了工序 ,减 少 了能耗 。 (2)该 工 艺 流 程 短 ,设 备 简单 ,无 特 殊要 求 ,能 耗 和生 产成 本均 较低 。 (3)该 工 艺 铂 收 率 铂 95% ,纯 度 >199.95% ,能 产 生 明显 的经济 效 益 。 (4)生 产过程 中产生 的“三废 ”能得 到有 效控 制 和处理。废剂浸出、淋洗液浓缩时产生的酸雾气体 经 吸 收塔 喷淋处 理 后可 达标 排 放 。不会 污 染环 境 : A10,废 渣 无污 染 ,可 用作 建筑 材 料 :废 液也 可 中 和 处 理后 达标 排 放 。

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