废催化剂中进行钯碳回收,回收废钯炭

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2020年5月25日11:57:57
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废催化剂中进行钯碳回收,回收废钯炭

废催化剂的回收以有效回收钯(Pd)由于其稀缺性和高供应风险而受到越来越多的关注。当前,通过有效,经济和绿色的方法从废催化剂中提取钯仍然是一个挑战。在这项研究中,Fe 3+用于在温和条件下通过氧化Pd进行浸出。在浸出之前,建议进行蒸馏以从废催化剂中除去并回收有机物。研究了HCl浓度,Fe 3+浓度,NaCl浓度,浸出时间和温度对Pd浸出效率的影响,确定了最佳浸出条件。结果表明,Pd萃取并溶解了Al 2 O 3随着较高的HCl浓度而增加。在低酸浓度(2.0 mol / L HCl)下,NaCl对Pd浸出效率的影响显着。在以下条件下,Pd的浸出效率为99.5%:2.0 mol / L HCl,4.0 mol / L NaCl和0.67 mol / L Fe 3+在80°C下持续90分钟。浸出动力学最适合表面化学反应的收缩核模型。Pd浸出的活化能为47.6 kJ / mol。PdCl 2-被阴离子交换树脂选择性吸附。含有足够的H中的滤液+,氯-和Fe 3+被重新用作浸出剂。五次循环后,钯的浸出效率超过96%。这项研究提供了一种从废催化剂中回收钯的有效方法。

废催化剂中进行钯碳回收,回收废钯炭

钯(Pd)在现代工业中起关键作用,特别是在催化剂〔领域1,2,3 ]。根据美国地质调查局,2016年全球Pd消费量达到291吨,并随着技术的发展而不断增加[ 4 ]。钯约有66%用于催化工业,例如化学和石油精炼,汽车催化剂[ 5 ]。但是,钯的储量有限,高度集中在南非,津巴布韦,俄罗斯,加拿大和美国,这危害了向其他国家和地区的供应[ 6 ]。因此,显著从废催化剂[钯恢复7,8]。特别地,从废催化剂的Pd一公斤的恢复可以节省约能源成本的45%,并降低400米3用水量开采矿石主要[相比9 ]。

尽管负载在催化剂上的钯含量仅为0.05-1.0 wt。%。%,由于其较高的经济价值,它是回收废催化剂的主要吸引力[ 8 ]。火法冶金和湿法冶金是贵金属回收典型技术[ 10,11 ]。在火法冶金工艺,废催化剂与焊剂在高温下,通过使用铜/镍/铅/ Fe的收集贵金属[冶炼12,13,14 ]。然后,通过化学溶解和精炼从收集合金中回收贵金属[ 15]。然而,包括大量投资,高能耗,潜在的有害气体排放和大量炉渣产生的缺陷限制了火法冶金工艺的灵活性。

为了避免火法冶金工艺的弊端,湿法冶金技术引起了极大的关注[ 16 ]。但是,由于Pd的高化学稳定性,其浸出效率在普通浸出环境中并不令人满意[ 17 ]。因此,通常使用氧化剂(如HNO 3,NaClO 3和H 2 O 2)进行积极的酸浸[ 18 ]。在90°C 的H 2 O 2存在下,Pd的浸出效率超过99%[ 19 ],而97%的Pd可以用NaClO,H 2 O 2的混合物浸出。和HCl [ 20 ]。Trinh等。在浸出前使用1.5 mol / L NaClO 3进行HCOOH预还原可回收2.0 mol / L HCl中95%的Pd [ 21 ]。Kim等。通过将Cl 2引入浓HCl(6.0 mol / L)中,从废旧汽车催化剂中回收了94%的Pd [ 22 ]。在HCl溶液中使用Cu 2+作为氧化剂也可实现较高的Pd浸出效率(94.9%)[ 23 ]。但是,这些方法由于形成有害气体(Cl 2,NO x),酸雾,未消耗的酸,重金属离子(Pb 2 +,Cu 2+等),以及大量废水。污染物可能对土壤和水造成严重污染,甚至健康问题[ 24 ]。尽管在10–100 s内微波辅助溶剂萃取实现了90%以上的铂族金属,但处理能力限制了其商业应用[ 25 ]。

在本文中,为了消除与Pd回收相关的潜在环境风险,我们开发了一种环保方法,可从用过的催化剂中回收Pd,在稀释的HCl介质中使用Fe 3+作为氧化剂来浸出Pd,并通过阴离子交换树脂选择性吸附Pd。重用浸出剂。该工艺可提高Pd的回收效率并减少污染排放。这项研究也可能提供从其他二次资源中回收钯的前瞻性方法。

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