废催化剂中铑的回收工艺

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铑的回收与提炼技巧

铑的回收与提炼技巧

铑的回收与提炼技巧铑是一种稀有而贵重的金属,在许多工业领域都有广泛的应用。

它是铂族元素中的一员,具有良好的耐腐蚀性和催化活性。

由于其稀有性和高价值,铑的回收和提炼技巧变得尤为重要。

在本文中,我们将深入探讨铑的回收与提炼技巧,并分享我们对这一主题的观点和理解。

一、铑的回收:1. 知识储备:进行铑的回收,我们需要了解铑的特性和应用领域。

了解它的性质和使用情况,将有助于我们更好地设计回收工艺,并选择合适的回收方法。

2. 废物分类:铑通常存在于废弃物和催化剂中。

废物分类和处理非常关键。

正确识别和分离废物中的铑,可以避免资源的浪费,并确保回收过程的高效性。

3. 物理方法:铑的回收可以使用物理方法,如沉淀法、溶剂萃取和吸附等。

这些方法可以通过改变物理条件来分离和回收铑,例如温度、压力、pH值等。

4. 化学方法:另一种常用的回收方法是化学方法,如还原、溶解和析出等。

通过与其他物质的反应,可以将铑从废物中分离出来,并进一步提炼。

5. 回收工艺:根据废物的类型和含量,选择合适的回收工艺非常重要。

这可能涉及多个步骤和工艺条件的调整,以确保高效、可持续的铑回收。

二、铑的提炼技巧:1. 原料选择:铑通常存在于铂矿石中,选择适合提炼铑的铂矿石是关键。

高品质的铂矿石含有更高的铑含量,这将有助于提高提炼效率。

2. 矿石处理:在提炼铑之前,需要对铂矿石进行预处理。

这包括破碎、磨矿和浮选等步骤,以提高铑的浓度,并减少杂质的含量。

3. 浸出与萃取:在浸出过程中,将铂矿石与浸出剂接触,以将铑从矿石中溶解出来。

使用相应的萃取剂来提取溶液中的铑,并将其分离出来。

4. 精炼与纯化:提取的铑可能仍然含有杂质,因此需要进行精炼和纯化。

这可以通过电解、溶剂萃取和化学反应等方法来实现,以确保最终产品的纯度和质量。

5. 质量控制:在整个提炼过程中,质量控制非常重要。

使用适当的分析技术和设备,确保提取和纯化过程的准确性和一致性,以满足不同应用领域对铑质量的要求。

化工生产废催化剂铑的回收

化工生产废催化剂铑的回收

反应条件温和、副反应少是铑膦催化剂的主要特点,但催化剂的使用是有寿命的,定期排放的 废铑催化剂中含有大量的贵金属铑,铑资源稀少、价格昂贵,如果废铑催化剂中的铑得不到回 收利用,将直接影响到生产成本,因此国内外的研究人员,一直在探索解决铑回收的问题。
日本专利[ Bemnhalt ful.铑一膦络合催化剂的回收方法[P].JP:49—2121793.1974-11-21 .]报道了从有机反应生成的高沸点有机物或焦状蒸馏残渣中彻底分离铑一膦络合物的方法。 将完全溶解的铑~膦络合物催化剂从高沸点的有机物中分离时,加人吸附剂进行纯粹的物理分 离。铑一膦络合物催化剂的活性实际并未降低,因此,不用进行再活化处理,即可直接使用。 ①向铑一膦络合物催化剂和高沸点有机蒸馏残渣的混合物中加人选择性吸附材料,吸附铑一膦 络合物催化剂。使用的吸附剂为碳酸盐和碱土金属硅酸盐,其中以硅酸镁的使用为最佳。吸附 剂的表面积一般为100m^2/g一1000m^2/g;②用苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、甲乙苯或 二异丙基苯等芳香烃做洗涤剂,彻底洗除高沸点蒸馏残渣。③用含少量膦的极性溶剂从吸附剂 上溶出铑一膦络合物催化剂。极性溶剂可用醇、醚、异丙醇、二乙醚、四氢呋喃、甲乙酮、醋 酸乙酯和醋酸异戊胺,其中四氢呋喃的效果最好,铑回收率>95%。
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一、铑催化剂失活机理
铑催化剂以铑原子为活性中心,以三苯基膦为配位体。该催化剂含有贵重金属铑所以价格昂贵 ,在日常生产中少部分催化剂随产品带走,大部分催化剂的活性随着生产周期逐渐降低,直到 完全失去活性。使铑催化剂失活的原因有很多种,以下分别进行介绍。 催化剂外部中毒
铑催化剂失活的主要原因是毒剂和抑制剂的进入,另外随着操作时间的延长,反应温度的提高 ,铑原子之间“搭桥”生成螯合物而失活。一类降低催化剂活性的物质是抑制剂,如2-乙基己 烯醛、丙基二苯基膦等,这些物质可与烯烃竞争配位,降低催化剂活性,但其只能与铑形成很 弱的配位键,配位后还可以逆转。另一类使铑催化剂活性降低的物质有卤化物(如HCl)、硫化 物(如H2S、COS、CH3SH)等,这些都是使铑膦配合物中毒的毒物。这些物质能与铑形成很强的 配位键,占据铑配合中心,使催化剂不能再与烯烃反应,由于反应中铑的浓度很低,所以少量 的这类化合物就会使催化剂完全失去活性。

回收铑粉的方法与用途

回收铑粉的方法与用途

回收铑粉的方法与用途回收铑粉的方法与用途铑是一种贵重的金属,主要应用于催化剂、电子元件、医药等领域。

在使用过程中,铑粉会产生大量废弃物,如果能够有效地回收利用,不仅可以减少环境污染,还可以节约资源。

本文将介绍回收铑粉的方法与用途。

一、回收铑粉的方法1. 溶解法将废弃的铑粉加入到酸性溶液中,如硝酸、氢氧化钠等,使其溶解。

然后通过还原反应将铑还原成金属状态,并进行沉淀和过滤分离。

最后通过干燥和加热处理得到纯净的铑粉。

2. 熔融法将废弃的铑粉与其他金属混合,在高温下进行熔融处理。

通过不同金属之间的分离系数差异,使铑分离出来。

最后通过冷却和加热处理得到纯净的铑粉。

3. 氧化还原法将废弃的铑粉加入到氢氧化钠溶液中,在高温下进行氧化还原反应。

通过还原反应将铑还原成金属状态,并进行沉淀和过滤分离。

最后通过干燥和加热处理得到纯净的铑粉。

二、回收铑粉的用途1. 催化剂铑是一种重要的催化剂,广泛应用于化学工业中。

例如,在生产乙醇时,铑催化剂可以将气态乙烯转化为液态乙醇;在制造合成氨时,铑催化剂可以使氮气和氢气发生反应,生成氨。

2. 电子元件由于铑具有良好的导电性和耐腐蚀性,因此被广泛应用于电子元件中。

例如,在制造电容器时,可以使用铑作为电极材料。

3. 医药铑也被用作医药中的重要原料。

例如,在治疗癌症方面,铑配合物可以通过干扰肿瘤细胞DNA复制来抑制肿瘤细胞的生长。

4. 珠宝由于铑具有良好的耐腐蚀性和光泽度,因此被广泛应用于珠宝制造中。

例如,在制造白金首饰时,可以使用铑作为镀层材料,以增加其光泽和耐腐蚀性。

总结:回收铑粉是一项非常重要的环保工作,可以节约资源,减少环境污染。

通过溶解法、熔融法和氧化还原法等多种方法可以回收铑粉。

回收后的铑粉可以被广泛应用于催化剂、电子元件、医药和珠宝等领域。

丙烯低压羰基合成用废铑催化剂中回收铑及三氯化铑提纯

丙烯低压羰基合成用废铑催化剂中回收铑及三氯化铑提纯
E—m i l i@ ht 1cr. al j a omm .o :x n
贵 金 属
第 3 卷 2
产能 力 达 1 7万 吨/ , 9 年 以铑 膦 络合 物 为 催 化 剂 , 催
的碳 酸盐 为添加 剂 , 6 0C~7 0 将 废催 化 剂 残 在 5o 0℃ 液焚 烧灰化 , 余 残渣 再 与 熔融 状 态下 的碱 金 属 的 剩 酸式 硫酸 盐反应 , 生成 可溶性 的铑盐 , 然后 采 用 电解 技术 将铑 分离 , 回收率在 9 % 以上 , 铑 6 铑粉 纯度 9 . 9 9 % 。此法 的缺 点是在 灰化 过程 中铑 生成 易 挥 发组 5
碳 化得 到铑 酸 ; 酸 经 中和 , 铑 盐酸 酸化 , 离子 交换 , 发 结 晶 , 蒸 干燥 , 直接 制备 高 纯度 水 合 三 氯化 铑 。 铑 损 失 15 % 一 . 8 , .8 2 0 % 水合 三氯 化铑 的铑 含量 3 % 一 9 , 8 3 % 杂质 总合 量 小于 0 1 。 .%
铑转化率高 , 简单易实现等特点 j 。
本 文介绍 以分 子蒸馏 装置浓 缩 废铑 催化 剂 溶液 得 到铑 渣 ( 含量 约 7 ) 铑 % 及 苯 基 膦 , 硫 酸 一硝 经 酸酸化 消解 、 酸酸 化 处 理铑 渣 直 接 制 备 高 纯度 氯 盐
化 铑 , 铑液处理 能力为 1 废 0~2 k / 铑 损 失 为 0 g h, 15 % ~ . 8 。方 法 具有 步骤 简 洁 , 验过 程 反 .8 20% 实
林石化分公司、 齐鲁石化、 大庆石化等 l 0余家 , 总生
收稿 日 :00— 8— 8 期 21 0 1
基金项 目:天津 市科技支撑计划 基金项 目( 9 C F X 2o ) 海油发展科技基金项 目(D J MHT— J8 3 。 o z K G o6 o 、 J K —X Y 0 0 ) 第一作者简介 : 李继霞 , , 女 硕士 , 工程师 , 从事羰基合成反应催 化剂的制备和废 催化 剂再 生及 贵金属 回收工作 。

废催化剂中贵金属的回收工艺研究

废催化剂中贵金属的回收工艺研究

废催化剂中贵金属的回收工艺研究摘要:本论文试验了利用碱-石灰烧结法富集铼和石灰烧结提铼法对废催化剂中的铼进行提取,探究了再铼富集过程中的最佳工艺条件是:原料与两种助剂之间的最佳质量比为(原料:助剂碳酸钠:氧化钙=1:0.2:0.7),烧结的最佳温度为1100 ℃,烧结时间为3 h,最终达到铼回收率为90.34%关键词:废催化剂;贵金属;贵金属具有良好的耐氧化性和耐腐蚀性,同时具有良好的导电性、催化活性和很高的熔点,在工业生产中具有十分广泛的应用的前景。

但是其资源储量少,且分布不均。

由于世界上贵金属储量有限,生产困难,产量不高,价格在不断上涨,贵金属二次资源的回收就显得十分重要。

1.废催化剂中贵金属常用回收方法据文献报道,废催化剂中贵金属的一般回收方法有两种:火法回收和湿法溶解分离。

1.1 湿法溶解分离用酸或者碱或其他溶剂溶解废工业催化剂的主要成分,滤液除杂纯化后,经分离,可得难溶于水的硫化物或金属氢氧化物,干燥后按需要再进一步加工成最终产品。

贵金属催化剂、加氢脱硫催化剂、铜系及镍系等废催化剂一般采用湿法回收。

通常也把电解法包括在湿法之中。

用湿法处理废催化剂,其载体往往以不溶残渣形式存在,如无适当的处理方法,这些大量固体废弃物会造成二次公害,若载体随金属一起溶解,金属和载体的分离会产生大量废液易造成二次污染。

将废催化剂的主要组分溶解后,采用阴阳离子交换树脂吸附法或采用萃取、反萃取的方法将浸液中不同组分分离、提纯出来是近几年湿法回收的研究重点。

1.2火法回收火法回收因其广泛的适应和高效的处理能力深受世界上一些著名的贵金属回收公司的青睐,被广泛应用。

基于捕集剂的不同,火法富集分为铁捕集、铅铜捕集和锍捕集等。

火法回收利用高温加热剥离非金属物质,贵金属焙融于其它金属熔炼物料或熔盐中,再加以分离。

非金属物质主要是有机物塑料等,一般呈浮渣物分离去除,而贵金属与其它金属呈合金态流出,再精炼或电解处理。

Hoffmann将废催化剂破碎、磨细后,根据废催化剂载体的成分,按照不同比例加入铁磷、石英砂和碳酸钙,加入Na2CO3、CuO,在450-500 ℃的电弧炉中熔炼。

铑催化剂回收的方法与应用_解释说明以及概述

铑催化剂回收的方法与应用_解释说明以及概述

铑催化剂回收的方法与应用解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在探讨铑催化剂回收的方法与应用,对铑催化剂回收领域进行解释说明和概述。

随着对可持续化学的需求不断增长,研究人员开始关注金属催化剂的高效率利用和回收利用。

铑催化剂作为一种重要的金属有机催化剂,具有广泛的应用前景和潜力。

因此,寻找有效的铑催化剂回收方法以及研究其应用是非常必要和有意义的。

1.2 文章结构本文分为四个部分。

第一部分是引言,主要介绍本文研究目标、背景和整体结构;第二部分详细探讨了铑催化剂回收的方法,包括三种主要方法;第三部分则介绍了铑催化剂回收的应用领域及其特点;最后一部分是结论与总结,总结了本文所述内容并展望未来可能的研究方向。

1.3 目的本文旨在提供关于铑催化剂回收方法与应用方面的全面信息,并深入解释这些方法及其优势。

通过本文的撰写,旨在增加读者对于铑催化剂回收技术的了解,并促进该领域更深入的探索和研究。

同时,本文也希望引发读者对于可持续化学和资源利用的思考,推动相关领域的发展和应用。

2.铑催化剂回收的方法铑催化剂是一种重要的催化剂,常用于有机合成、环境保护和能源领域等多个领域。

由于其高成本和稀缺性,回收和再利用铑催化剂变得尤为重要。

下面将介绍三种常见的铑催化剂回收方法:2.1 方法一:沉淀法沉淀法是一种简单有效的铑催化剂回收方法。

首先,在反应溶液中加入适量的沉淀剂(如氢氧化钠或碳酸钙)与废水处理,以使铑形成可沉淀的盐类沉淀物。

然后通过过滤、洗涤和干燥等步骤得到纯净的铑盐。

最后,可将铑盐还原为金属铑或制备其他形式的催化剂。

2.2 方法二:萃取法萃取法是另一种常用的铑催化剂回收方法。

该方法利用萃取剂选择性地从反应体系中提取出含有铑的有机相或水相,并随后通过反萃方法将复合物分离得到纯净的铑产物。

这种方法适用于分离和回收低浓度铑催化剂,并具有较高的回收率和选择性。

2.3 方法三:电化学法电化学法是一种可控性较高、环境友好的铑催化剂回收方法。

废催化剂中铂、钯、铑的萃取分离及精炼

废催化剂中铂、钯、铑的萃取分离及精炼

学术论坛 / A c a d e m i c F o r u m2081 实验部分(1)汽车废催化剂的浸出液为萃取原液,调整料液酸度为HCl 浓度为3mol/L,S-201体积浓度20%为有机相,按相比1:1(10m1),在分液漏斗中混相5min,静置分相后,分出萃余液1,取样分析Pd、Pt、Rh 的含量,萃取液中金属量按差减法计算。

按上述条件对萃余液l 进行第二次萃取;两次的有机相合并,有机相用3mol/L 氨水按相比1:1进行二次反萃Pd,分析含Pd 反萃液中各金属的含量;用4 mol/L HCl 调整萃Pd 余液的酸度,使溶液体积为10 ml,用质量浓度为40g/L 的TBP 为有机相,按相比l:l,在分液漏斗中混相5 min,静置分相后,分出萃余液2,取样分析Pd、Pt、Rh 的含量,萃取液中金属量按差减法计算。

按上述条件对萃余液2进行第二次萃取;将两次的有机相合并,有机相用蒸馏水按相比1:l 进行二次反萃Pt,分析含Pt 反萃液中各金属的含量;用2 mol/L HCl 调整萃Pt 余液的酸度,加0.03 mol/L 的SnCl2在100 ℃水浴锅中加热20 min,待溶液冷却后,以浓度为20 g/L 的TBP 为有机相,按相比1:l,在分液漏斗中混相5min,静置分相后,分出萃余液3,取样分析Pd、Pt、Rh 的含量,萃取液中金属量按差减法计算。

按上述条件对萃余液3进行第二次萃取;将两次的有机相合并,有机相用蒸馏水按相比1:l 进行二次反萃Rh,分析含Rh 反萃液中各金属的含量。

(2)将含钯的有机相溶液在酸性条件下用氨水反萃分离出钯的络合物直接进行还原;含铂的有机相在酸性条件下用去离子水反萃得到铂溶液,之后用水合肼还原得到海绵铂;含铑的有机相用盐酸和次氯酸钠反萃取,之后再用水合肼将铑还原为单质铑。

2 结果与讨论2.1 错流萃取铂、钯、铑错流萃取实验结果分析,计算各步骤的回收率,结果列于表1。

废催化剂中贵金属铑的回收工艺研究论文

废催化剂中贵金属铑的回收工艺研究论文

废催化剂中贵金属铑的回收工艺研究引言贵金属铑(Rh)是一种稀有、昂贵的贵金属,在很多催化剂中广泛应用。

然而,生产过程中产生的废催化剂含有不可忽视的铑资源,且铑的回收和再利用对环境保护和资源节约有着重要意义。

因此,开发废催化剂中铑的回收工艺十分必要。

现有的废催化剂中贵金属铑回收工艺主要包括物理方法和化学方法两种。

本文将对上述两种回收工艺进行深入研究,并针对各种方法的优缺点进行分析和比较,以期为贵金属铑回收的工业化应用提供指导和参考。

1. 物理方法物理方法主要依赖于对废催化剂的物理性质进行分离和提纯,常见的物理方法有以下几种:1.1 筛分法筛分法是一种简单且常用的物理分离方法。

其原理是根据废催化剂中不同颗粒大小的差异,通过筛网或筛孔的作用进行分离。

这种方法适用于废催化剂中铑颗粒较大、颗粒分布范围较窄的情况。

1.2 重力分选法重力分选法是通过废催化剂中铑颗粒与其他杂质颗粒的密度差异,利用重力进行分选。

常见的重力分选器有离心机、重力选矿机、重介质选矿机等。

这种方法具有工艺简单、设备成本低等优点,但其分离效果受到料层高度、料液比等因素的影响。

1.3 磁选法磁选法利用废催化剂中铑颗粒与磁性杂质的磁性差异进行分离。

通过施加磁场,可以吸附、分离铑颗粒,从而实现铑的回收。

这种方法操作简便、成本较低,但对废催化剂中铑颗粒大小和磁性的要求较高。

2. 化学方法化学方法主要依靠化学反应的物理性质差异将废催化剂中的铑与其他杂质分离。

常见的化学方法包括以下几种:2.1 氧化法氧化法是将废催化剂中的铑氧化成相对稳定的化合物,然后通过溶剂萃取或化学沉淀进行分离。

常用的氧化剂有氯酸钠、过氧化氢等。

这种方法可以有效实现铑的选择性回收,但在应用过程中需要注意废催化剂中其他金属的氧化情况。

2.2 溶剂萃取法溶剂萃取法是基于铑与溶剂的亲和性差异进行分离。

选择合适的溶剂和萃取剂,可以实现高效、选择性的铑回收。

然而,该方法在操作过程中需要注意溶剂的挥发性、毒性等问题。

几种贵金属催化剂的回收精炼工艺

几种贵金属催化剂的回收精炼工艺

贵金属催化剂是一类含有贵金属元素的化学催化剂,主要用于催化反应中的氧化、还原、氢化、脱氢等反应。

贵金属催化剂在化工、石油、化肥、医药等行业中具有广泛的应用,因其催化活性高、稳定性好、选择性强、反应速度快等特点而备受重视。

然而,贵金属催化剂在使用过程中会逐渐失去活性,需要进行回收和精炼。

贵金属催化剂的回收精炼工艺对保护环境、节约资源、降低生产成本具有重要意义。

本文将介绍几种常见的贵金属催化剂的回收精炼工艺,包括铑催化剂、铂催化剂、钯催化剂等。

1. 铑催化剂的回收精炼工艺铑是一种稀有贵金属,广泛用于化工生产中的催化剂。

铑催化剂在使用过程中会因受到氧化、硫化等因素的影响而失去活性。

回收铑催化剂的工艺主要包括以下几个步骤:首先是铑催化剂的收集和分离,然后进行还原处理,接着进行铑的萃取和精炼,最后得到高纯度的铑产品。

2. 铂催化剂的回收精炼工艺铂是一种重要的贵金属催化剂材料,其回收精炼工艺主要包括铂催化剂的收集、破碎、焙烧、浸出、还原、铂的萃取和精炼等步骤。

其中,还原和浸出是铂催化剂回收中的关键环节,需要采用适当的还原剂和浸出剂,并控制好反应条件,以提高铂的回收率和产品纯度。

3. 钯催化剂的回收精炼工艺钯是一种重要的贵金属催化剂材料,其回收精炼工艺主要包括钯催化剂的收集和分离、焙烧、浸出、萃取、还原、精炼等步骤。

在钯催化剂的回收工艺中,焙烧和浸出是非常关键的步骤,需要控制好温度和时间,选择适当的浸出剂和浸出条件,以最大限度地提高钯的回收率和产品纯度。

在实际生产中,不同种类的贵金属催化剂的回收精炼工艺可能会有所差异,但总体来说都包括收集、分离、破碎、焙烧、浸出、还原、萃取和精炼等步骤。

在进行回收精炼工艺时,需要根据催化剂的具体成分和物化性质,选择合适的工艺条件和操作方法,以确保回收率和产品质量。

还需要重视环保和安全,合理处理废水、废气和废渣,防止对环境造成污染和对人员造成伤害。

在实践中,利用化学、物理、分离、提纯等多种技术手段,结合先进的设备和工艺流程,可以有效地实现贵金属催化剂的回收和精炼,实现资源的循环利用,降低生产成本,保护环境。

废铑催化剂中铑回收制三氯化铑技术进展

废铑催化剂中铑回收制三氯化铑技术进展

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2010年第29卷增刊·566·化工进展废铑催化剂中铑回收制三氯化铑技术进展李俊,于海斌,李继霞,李晨(中海油天津化工研究设计院,天津 300131)摘 要:论述了铑催化剂回收的现状,介绍了不同的方法从废铑催化剂中回收铑,比较了制备水合三氯化铑的各种方法,分析了除杂对于铑纯度的影响,并对铑回收在我国的发展前景进行了展望。

关键词:铑回收;催化剂;水合三氯化铑;除杂含铑催化剂在催化加氢,甲醇羰基化制乙酸,烯烃的氢甲酰化反应中都有广泛的应用。

在燃料电池、汽车尾气净化、电镀等领域也是不可或缺的重要原料。

具不完全统计,仅是羰基合成一项,国内企业每年就需要ROPAC大约8000 kg,其中绝大部分需要从国外进口。

近几年在西方金融危机的影响下,关键性产品、稀缺资源价格大涨,我国化工企业受到了不小的冲击。

基于现有的技术水平,越来越多的人主张通过自主研发技术的手段来摆脱中国企业受制于外国供货商的困扰。

通过回收废铑催化剂中的金属铑,将其再次制备成催化剂可实现铑的循环利用,进而摆脱铑产品对于国际市场的严重依赖。

现在流通领域流通的具有国家标准可以制备含铑催化剂产品有:铑粉(GB/T 1421—2004),水合三氯化铑(GB/T 23519—2009),硝酸铑(YS 594—2006)。

金属铑的高稳定性使其难于成为合成大多数催化剂的初级原料。

而水合三氯化铑以其化学性质稳定、活性高、可溶于水、运输安全、检测方法简洁等优点成为制备含铑催化剂的基本原料。

用于制备三氯化铑的原料来自于废铑催化剂回收的铑,但由于废催化剂中往往含有较多杂质,如氢甲酰化反应废铑催化剂溶液中含有许多醛类、烯烃、高沸点有机物以及其它贱金属离子,汽车尾气净化催化剂中含有大量的陶瓷制品等无机物及其它贵金属元素,因此回收前需要先对废铑催化剂进行处理,去除大量的有机物以减少下一步的处理量;然后通过萃取、焚烧等方法处理废铑催化剂;除去铑粉或含铑溶液中含有的杂质后,结晶即可得到纯净的水合三氯化铑。

废铑催化剂回收标准

废铑催化剂回收标准

废铑催化剂回收标准As demand for rhodium continues to rise, the need for more efficient ways to recycle and recover used rhodium catalysts has also increased. Rhodium is a precious metal that is commonly used in a variety of industrial processes, especially in the automotive industry for catalytic converters. Due to its high market value and limited natural resources, recycling rhodium is essential both economically and environmentally.随着对铑的需求不断增加,对更有效地回收和再利用使用过的铑催化剂的需求也在增加。

铑是一种贵金属,通常用于各种工业过程中,特别是在汽车工业中用于催化转化器。

由于其较高的市场价值和有限的自然资源,回收铑在经济和环境上都是至关重要的。

One of the biggest challenges in recycling rhodium catalysts is the high cost and technical complexity involved in separating and purifying the metal from other materials. The traditional methods of recovering rhodium from spent catalysts often involve processes that are energy-intensive and environmentally harmful, such as acid leaching and smelting. These methods not only require a significantamount of energy and resources but also produce large amounts of waste and emissions.回收铑催化剂面临的最大挑战之一是从其他材料中分离和提纯金属所涉及的高成本和技术复杂性。

废催化剂中铑的回收工艺

废催化剂中铑的回收工艺

废催化剂中铑的回收工艺摘要贵金属铑是铂族元素成员之一,作为催化剂中心金属被广泛应用于多相、均相络合催化反应中。

铑催化剂具有高活性、高选择性、高热稳定性和寿命长的特点而经常被使用,催化剂中铑含量较高,而贵金属铑的资源少、价格昂贵、生产困难和产量不高等因素,使得贵金属铑的回收极其重要,其经济效益也是相当可观的。

关键词催化剂回收机理催化剂在化学工业的发展过程中,起着不可替代的重要作用。

但是催化剂随着使用时间的增长,会因过热导致活性组分晶粒的长大甚至发生烧结而使催化剂活性下降,或因遭受某些毒物的毒害而部分或全部丧失活性,也会因污染物积聚在催化剂活性表面或堵塞催化剂孔道而降低活性,最终不得不更新催化剂。

催化剂在制备过程中,为了确保其活性、选择性、耐毒性和一定的强度及寿命等指标性能,常常挑选一些贵金属作为其主要成分。

尽管催化剂在使用过程中某些组分的形态、结构和数量会发生变化,但废催化剂中仍然会含有相当数量的有色金属或贵金属,有时它们的含量会远远高于贫矿中相应组分的含量。

全球每年产生的废工业催化剂约为50万-70万吨,其中含有大量的铂族贵金属(如Pt、Pd 和Rh等) 及其氧化物,将其作为二次资源加以回收利用,可以得到品位极高的贵金属。

从废工业催化剂中回收贵金属,不仅可获得显著的经济效益,更可以提高资源的利用率,减少催化剂带来的环境问题。

一、铑催化剂失活机理铑催化剂以铑原子为活性中心,以三苯基膦为配位体。

该催化剂含有贵重金属铑所以价格昂贵,在日常生产中少部分催化剂随产品带走,大部分催化剂的活性随着生产周期逐渐降低,直到完全失去活性。

使铑催化剂失活的原因有很多种,以下分别进行介绍。

1、催化剂外部中毒铑催化剂失活的主要原因是毒剂和抑制剂的进入,另外随着操作时间的延长,反应温度的提高,铑原子之间“搭桥”生成螯合物而失活。

一类降低催化剂活性的物质是抑制剂,如2-乙基己烯醛、丙基二苯基膦等,这些物质可与烯烃竞争配位,降低催化剂活性,但其只能与铑形成很弱的配位键,配位后还可以逆转。

三元催化回收方案

三元催化回收方案

三元催化回收方案一、背景介绍三元催化是指由铂、钯和铑组成的一种催化剂,其在汽车尾气处理中有着广泛的应用。

然而,这些贵重金属的回收利用率并不高,造成了资源浪费和环境污染问题。

二、三元催化回收方案1. 催化剂分离将废旧的三元催化剂进行分离,将其中含有贵重金属的部分进行回收。

这一步骤需要使用化学方法进行分离,如溶解、沉淀等。

2. 贵重金属提取将分离出来的含有贵重金属的部分进行提取。

可以使用电解法、还原法等方法对铂、钯和铑进行提取。

3. 二次利用将提取出来的贵重金属重新加入到新生产的三元催化剂中。

这样可以降低生产成本,并且减少对自然资源的消耗。

三、具体方案实施步骤1. 催化剂分离:将废旧催化剂加入到装有溶液(如盐酸)中,使其完全溶解。

然后加入沉淀剂(如氢氧化钠),待沉淀剂与盐酸反应后,将沉淀物过滤出来,即可得到含有贵重金属的部分。

2. 贵重金属提取:将分离出来的含有贵重金属的部分加入到电解槽中,加入一定量的电解液(如氯化铂酸钠),然后进行电解。

通过电解,铂、钯和铑会在阳极上析出,可以用化学方法进一步提纯。

3. 二次利用:将提取出来的贵重金属与新生产的三元催化剂进行混合,然后再进行成型。

这样可以降低生产成本,并且减少对自然资源的消耗。

四、方案优势1. 节约资源:通过回收三元催化剂中的贵重金属,可以减少对自然资源的消耗。

2. 降低成本:二次利用提取出来的贵重金属可以降低生产成本。

3. 减少污染:回收利用废旧催化剂中的贵重金属可以减少环境污染。

五、方案实施难点1. 催化剂分离:由于三元催化剂中还含有其他材料(如氧化铝、氧化钇等),因此分离过程需要一定的技术支持。

2. 贵重金属提取:提取贵重金属时,需要选择适当的电解液,并且需要进行多次提纯才能得到高纯度的铂、钯和铑。

3. 二次利用:将提取出来的贵重金属与新生产的三元催化剂进行混合,需要控制好比例,否则会影响催化剂性能。

六、结论通过对三元催化剂回收利用,可以减少对自然资源的消耗,降低生产成本,并且减少环境污染。

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废催化剂中铑的回收工艺摘要贵金属铑是铂族元素成员之一,作为催化剂中心金属被广泛应用于多相、均相络合催化反应中。

铑催化剂具有高活性、高选择性、高热稳定性和寿命长的特点而经常被使用,催化剂中铑含量较高,而贵金属铑的资源少、价格昂贵、生产困难和产量不高等因素,使得贵金属铑的回收极其重要,其经济效益也是相当可观的。

关键词催化剂回收机理催化剂在化学工业的发展过程中,起着不可替代的重要作用。

但是催化剂随着使用时间的增长,会因过热导致活性组分晶粒的长大甚至发生烧结而使催化剂活性下降,或因遭受某些毒物的毒害而部分或全部丧失活性,也会因污染物积聚在催化剂活性表面或堵塞催化剂孔道而降低活性,最终不得不更新催化剂。

催化剂在制备过程中,为了确保其活性、选择性、耐毒性和一定的强度及寿命等指标性能,常常挑选一些贵金属作为其主要成分。

尽管催化剂在使用过程中某些组分的形态、结构和数量会发生变化,但废催化剂中仍然会含有相当数量的有色金属或贵金属,有时它们的含量会远远高于贫矿中相应组分的含量。

全球每年产生的废工业催化剂约为50万-70万吨,其中含有大量的铂族贵金属(如Pt、Pd 和Rh等) 及其氧化物,将其作为二次资源加以回收利用,可以得到品位极高的贵金属。

从废工业催化剂中回收贵金属,不仅可获得显著的经济效益,更可以提高资源的利用率,减少催化剂带来的环境问题。

一、铑催化剂失活机理铑催化剂以铑原子为活性中心,以三苯基膦为配位体。

该催化剂含有贵重金属铑所以价格昂贵,在日常生产中少部分催化剂随产品带走,大部分催化剂的活性随着生产周期逐渐降低,直到完全失去活性。

使铑催化剂失活的原因有很多种,以下分别进行介绍。

1、催化剂外部中毒铑催化剂失活的主要原因是毒剂和抑制剂的进入,另外随着操作时间的延长,反应温度的提高,铑原子之间“搭桥”生成螯合物而失活。

一类降低催化剂活性的物质是抑制剂,如2-乙基己烯醛、丙基二苯基膦等,这些物质可与烯烃竞争配位,降低催化剂活性,但其只能与铑形成很弱的配位键,配位后还可以逆转。

另一类使铑催化剂活性降低的物质有卤化物(如HCl)、硫化物(如H2S、COS、CH3SH)等,这些都是使铑膦配合物中毒的毒物。

这些物质能与铑形成很强的配位键,占据铑配合中心,使催化剂不能再与烯烃反应,由于反应中铑的浓度很低,所以少量的这类化合物就会使催化剂完全失去活性。

2、催化剂内部失活美国联碳公司发现,在保证没有催化剂毒物的情况下,催化剂的活性仍以每天3%的速度下降,他们提出催化剂内部失活的概念,即催化剂内部的原因造成催化剂活性下降。

他们认为铑膦配合物质之间的相互作用形成了没有催化活性的多核铑簇化合物()()()41124-=-n TPP CO Rh n n ,而且是由于许多工艺条件如:反应温度、反应物分压、膦配位体、膦/铑比和铑浓度的综合结果导致不活泼铑簇化合物的生成,由于内部失活作用引起催化剂失活,目前还无法使其逆转,只能通过别的方法进行回收贵金属铑后再重新制作新鲜的铑催化剂。

3、抑制剂铑催化剂的抑制剂与丙烯反应的动态平衡中互相争夺铑活性中心,使丙烯的反应效率降低,使铑催化剂的活性恢复必须从反应溶液中除去抑制剂。

使铑催化剂的活性下降的抑制剂主要有羧酸、二烯烃、炔烃、丁烷、绿油、TPP 等,抑制剂丁酸/Rh 量比为35时,铑催化剂活性降低50%。

以酸为例, L 表示抑制剂, 具体的反应如下:()()()()()L n CO TPP Rh L nL CO TPP Rh Y X Y X 1-+-→+4、毒剂毒剂与铑催化剂活性中心紧密结合,严重影响羰基合成反应速度。

毒剂主要有氯、硫、氰、砷等。

毒剂对铑催化剂影响特别大以氯为例当C1/Rh 量比为0.6时,铑催化剂活性就降低到新鲜催化剂活性的50%。

D 表示毒剂,毒剂对催化剂活性的影响具体如下:()()()()Y X Y X CO TPP Rh D D CO TPP Rh -→+,要想使中毒的铑催化剂活性使中毒的铑催化剂活性恢复必须脱除毒剂,但是即使除去毒剂,催化剂的活性仍然会下降恢复不到以前的活性。

5、铑原子之间的“搭桥”羰基合成反应期间,部分单原子的铑络合物缓慢地聚合为含有4个原子铑的螫合物,使活性缓慢降低,若铑催化剂溶液无毒进入,正常情况下,铑原子之间“搭桥”是其活性降低的主要原因。

判断铑催化剂的失活是不是铑原子之间的搭桥引起的可通过颜色的判别,若铑原子之间搭桥形成螯合物,铑催化剂的颜色将由最初的淡黄色变为深棕色(浓茶色),如果颜色是深棕色则是因为铑原子之间搭桥引起的。

铑原子之间“搭桥”的原因有催化剂溶液中TPP 含量很低、反应器反应温度高,局部过热、反应溶液中铑含量高和铑催化剂溶液在_氧化碳、氢气存在下保存或升温等等1 2。

二、铑催化剂的回收工艺研究概况发达国家国民经济总产值的20%-30%直接来自催化剂和催化反应。

化工产品生产过程中85%以上的反应都是在催化剂作用下进行的。

据分析表明,世界上70%的铑、40%的铂和50%的钯应用于催化剂的制备,所以含贵金属的催化剂的回收非常重要。

1、国外铑催化剂的回收工艺研究概况反应条件温和、副反应少是铑膦催化剂的主要特点,但催化剂的使用是有寿命的,定期排放的废铑催化剂中含有大量的贵金属铑,铑资源稀少、价格昂贵,如果废铑催化剂中的铑得不到回收利用,将直接影响到生产成本,因此国内外的研究人员,一直在探索解决铑回收的问题。

日本专利3报道了从有机反应生成的高沸点有机物或焦状蒸馏残渣中彻底分离铑一膦络合物的方法。

将完全溶解的铑~膦络合物催化剂从高沸点的有机物中分离时,加人吸附剂进行纯粹的物理分离。

铑一膦络合物催化剂的活性实际并未降低,因此,不用进行再活化处理,即可直接使用。

①向铑一膦络合物催化剂和高沸点有机蒸馏残渣的混合物中加人选择性吸附材料,吸附铑一膦络合物催化剂。

使用的吸附剂为碳酸盐和碱土金属硅酸盐,其中以硅酸镁的使用为最佳。

吸附剂的表面积一般为100m^2/g 一1000m^2/g ;②用苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、甲乙苯或二异丙基苯等芳香烃做洗涤剂,彻底洗除高沸点蒸馏残渣。

③用含少量膦的极性溶剂从吸附剂上溶出铑一膦络合物催化剂。

极性溶剂可用醇、醚、异丙醇、二乙醚、四氢呋喃、甲乙酮、醋酸乙酯和醋酸异戊胺,其中四氢呋喃的效果最好,铑回收率>95%。

德国Erlander 大学研究者发现4,含铑的配合物催化剂在室温下不溶于有机溶剂,在较高温度下能与聚氟乙烯进行反应。

该研究小组称可以用聚四氟乙烯制作加氢、氢硅化反应、氢甲酰化反应的反应器聚四氟乙烯涂层或部件中氟原子的长链簇可起固定作用,当装置冷却时,催化剂即沉积在聚四氟乙烯上。

美国联碳公司的专利5中报道了一种使失活的催化剂内部再活化的方法。

使用一年以上的铑催化剂溶液,其活性下降,当活性降到新鲜催化剂活性的30%,经过刮板式薄膜蒸发器浓缩,压力为41033.1⨯Pa ~41033.1-⨯Pa ,蒸出部分三苯基膦溶剂,残留物中铑的浓度为0.8%-1.0%,再用氧处理,然后施以氢甲酰化条件,一段时间后,催化剂的活性可以恢复至新鲜催化剂的70%,这一方法可以反复使用几次,从而延长了催化剂的使用寿命。

鲁尔公司的专利报道了从钝化或失活的水溶性的磺化铑膦催化体系中,同时回收膦铑催化剂的方法。

往催化剂水溶液中加有机酸或无机酸都可,使其酸化,有机酸的效果更好,有机酸有甲酸、草酸等,无机酸可用盐酸、硫酸、硝酸等等,然后用有机溶剂胺进行萃取,有机相中加入碱的水溶液,碱可用氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾和碱土金属的氢氧化物,并进行强烈搅拌,使水相和有机相充分接触,静止分层后铑和膦又回到水相中,这水溶液可直接或稀释后作为催化剂溶液循环使用。

这种方法不仅可以回收铑和膦,还可以除去杂质,如铁、其他金属化合物、卤化物、磺化三苯基膦和三羟基膦硫等。

三菱公司6提出一种浸没燃烧法。

以铑-膦络合物为催化剂生产2-乙基己醇的装置是用蒸馏法分离出含铑-膦催化剂的溶液再送回氢甲酰化反应器循环使用。

由于在循环使用过程中,催化剂活性会降低;同时高沸点的副产物逐渐积累,因而必须放出部分催化剂溶液,以除去其中的高沸物并对催化剂进行再生处理。

处理回收铑方法:从氢甲酰化反应产物中蒸出醛后,塔底馏分蒸发浓缩,浓缩后的溶液含铑为0.3%质量分数,三苯基膦为3%质量分数,三苯基氧膦为2%质量分数和丙烯氢甲酰化产生的高沸物为21.2%质量分数。

将此溶液以5kg/h的速度和63m/h流速的空气送人容积为0.53m的浸没燃烧室内,在1150℃下燃烧。

过剩氧为20%~30%(分子)燃烧持续20h。

浸没燃烧装置内装有0.33m的水,直接用水吸收燃烧气体,催化剂中的膦转化为氧化膦以磷酸水溶液的形式被回收,铑则以悬浮状态留在水中,过滤后得到铑,回收率95%。

以上所述的废铑催化剂回收方法都有各自的优点,但不同的生产工艺必须采用不同的回收工艺。

目前当铑催化剂使用一段时间后,其活性下降到一定程度就必须添加新的催化剂,或将催化剂卸出采用氧化蒸馏法进行活化处理使其恢复活性。

但是经过几次活化循环后,催化剂,活性也达不到生产所需的水平或者活性就基本失去了,这时只能将这些废催化剂进行回收处理,用回收后的贵金属铑重新制备新鲜的高活性铑催化剂。

完全失活的废催化剂中贵金属铑的回收方法可分为湿法和燃烧法两大类。

湿法回收包括萃取法、沉淀法、氧化蒸馏法、洗涤法、吸附分离、化学活化法、还原和电解等等。

萃取法:液-液萃取工艺具有反应过程快,分离提纯效果好、回收率高等优点。

处理部分失活催化剂,用水溶性萃取剂,具有活性的铑催化剂就会被萃取到水相中,再用有机溶剂从水相中反萃出活性铑催化剂,这种含铑的有机溶液可直接作为催化剂溶液循环使用。

萃取效率是衡量铑催化剂活性程度的标准,因为萃取的难易与失活程度有关。

在萃取回收铑的工艺中研究最多的是萃取剂和反萃剂的选择,萃取剂主要以水溶性配为体作萃取剂,这些水溶液的配位体是TPP的一磺化产物、二磺化产物7,或水溶性高聚物8。

反萃剂为有机溶剂~般是醛或醛的三聚物,反萃取时可加入适量的调节剂以减弱铑催化剂与水溶性膦配体的配合能力,使反萃取易于进行。

调节剂可以是叶立德前体、强酸、烃基化试剂或氧化剂。

近来研究人员将萃取方法加以改进,失活铑催化剂在萃取前进行氧化9,这样可以大大提高萃取效率。

沉淀法采用水解沉淀或其他化学试剂沉淀来回收铑及其他贵金属,是一种经典的方法,将氢甲酰化反应后的物料中的丁醛蒸出,蒸馏塔底馏分在氮气或一氧化碳气氛中,用含甲醛和盐酸的水溶液处理。

所得混合物煮沸15min 后,塔底馏分中的铑一膦络合物生成溶解度相当低的()()23PPh CO RhCl 沉淀;同时含甲醛的酸|生水溶液与塔底馏分中的三苯基膦生成膦盐形式的产物而溶于水中。

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