从废催化剂中回收铂族金属的湿法工艺研究

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?????????????????????????????杜欣??张晓文??周耀辉??杨金辉??吕俊文?????????????????????????????(南华大学城市建设学院,湖南衡阳421001)
????摘要：铂族金属已被广泛地应用于各种催化剂中,废催化剂是再生回收铂族金属的重要原料。

本文介绍了近年来采用预处理、溶浸、分离和提取等湿法冶金过程,从废催化剂中回收铂族金属的方法和技术,并对这些方法的优缺点进行了比较。

????关键词：废催化剂;回收;铂族金属;湿法冶金
????中图分类号:?TF111·3文献标识码:?B文章编号:?1004-4051?(2009)?04-0082-04
????它们具有最
?收铂族
要。

回收方
1预处理
α-Al2O3
反应过程中
α-Al2O3剂表面积炭。

因此,可提高铂族金属的?
周俊等[7]
金属,
行预处理,
另有文?献
在120℃、
2溶浸
2·1
的目的。

文献[11]
化碲(二氧化碲置
刘公召等[12]研究了从失活的Pd-Al2O3催化剂?中提取Pd的工艺方法。

用15%的硫酸溶液在?100℃、液固比10∶1的条件下,?12h浸出经过预?处理的废催化剂。

浸取后,用王水溶解钯精渣,过?滤、除杂质后,将溶液蒸发结晶即得氯化钯样品。

?实验结果表明,钯回收率可以达到97%以上,制?得的氯化钯纯度可达到99%以上。

载体溶解法适用于处理载体为γ-Al2O3的催化?剂,若载体呈α-Al2O3时,则溶解率不高,须再用?其它方法分离α-Al2O3。

另外,碱溶法对设备要求?较高,且操作中固液分离比较困难,实际中应用不?多。

2·2活性组分溶解法
活性组分溶解法,一般是用含有一种或几种氧?化剂的盐酸溶液,溶解废催化剂中的铂族金属组?分,使其以
等氯配离?子形式转入溶液,再从溶液中提取的方法。

姚洪等[13]用盐酸-氧化钠溶液选择性地从含Pd?废催化剂中浸出Pd,然后用Fe置换法富集Pd,?Pd回收率大于96·5%。

刘春奇[14]等人用盐酸渗?滤浸出,黄药富集,处理低品位废钯催化剂,钯的?浸出率大于90%。

李牟等[15]将含Pd约为0·8?%?的生产乙
醛的废催化剂,用HCl+H2O2在80℃~?90℃下逆流浸出,?Pd的浸出率大于96%。

为使废?催化剂中的载体不溶或少溶,可将废催化剂在?1000℃以上焙烧1~2h,使γ-Al2O3载体转化成难溶的α-Al2O3载体。

活性组分溶解法,试剂消耗少,回收成本低,?回收率高,但浸出渣中含铂族金属仍很高,若不能?合理回收,将造成很大的浪费。

2·3全溶解法
全溶解法,就是在氧化剂存在下,用一种或两?种酸混合,将废催化剂的载体和活性组分同时溶解?转入溶液,然后再从溶液中提取出铂族金属的方?法。

李耀威等[16]考察了HCl-H2SO4-NaClO3体系?在浸出废汽车催化剂中铂族金属的过程中,?HCl?浓度、H2SO4浓度、NaClO3浓度、反应时间及浸?出温度等对浸出率的影响。

实验结果表明,采用4?mol/L?HCl,?6?mol/L?H2SO4,?0·3?mol/L?NaClO3,?在95℃下反应2?h,铂族金属的浸出率分别可达?到:?Pt?97%、Pd?99%、Rh?85%。

全溶解法可保证铂族金属的高回收率,但酸耗?大,处理成本高,而且同载体溶解法一样,只适合?于处理载体为γ-Al2O3的催化剂。

3提取
3·1
冯才旺等
纯,并对硼氢
[19]?,钯的浸出率可达到。

3·2
金属的研究陈剑波?等[20]
剂,φ1·4?%,可有?内,随酸度的上升
(PTU)-
磷酸三丁酯Ⅲ)在加热下反应,
Rh、?Pt和,
0·05mol/L反萃?完全。

M·A·TOA萃取,
此外,在一些萃取体系中,用两种或两种以上?的萃取剂同时萃取铂族金属或其化合物时,可产生?协萃效应,提高萃取率。

潘路等[26]研究了CT-?MAB与TBP对Pd?(Ⅱ)协同萃取的性能。

结果?表明:?CTMAB、TBP的浓度分别为0·16、0·0?mol/L时,协萃效应达到最大。

1mol/L的氨水对?Pd?(Ⅱ)的反萃率可达到97·6%。

李耀威等[27]用?N-正丁基异辛酰胺(BiOA)从Rh-Sn-Cl体系中萃?取Rh,结果当溶液中CSn/CRh达到6、CHCl浓度?3mol/L时,用BiOA?(?1·5mol/L?)-TBP?(0·5mol/L)-正辛烷体系萃取Rh,?Rh的萃取率?可达到99%,表明BiOA和TBP对Rh有协同萃?取效应。

溶剂萃取法是一种高效分离的方法,具有分离?效果好、操作简单、安全性高、过程能耗小等优?点,但由于铂族金属物理、化学性质极为相似且复?杂,所以在实际反应过程中,存在如选择性差和反?萃难等问题,因此,能用于实际应用的体系和流程?还很少。

3·3离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂与溶液中的离子?发生交换反应而进行分离的方法。

离子交换树脂根?据其所含官能团的性质,可分为强酸性、弱酸性、?强碱性、弱碱性、鳌合性、酸碱两性和氧化还原性?七类。

因为离子交换发生在同类离子之间,而铂族?金属易形成络阴离子,所以在铂族金属分离中,所?用到的树脂以阴离子交换树脂居多。

甘树才等[28]研究了DT-1016型阴离子交换树?脂对超痕量Pt、Pd的吸附性能及条件。

结果显?示:在0·025?mol/L?HCl介质中,流出速度为0·5?~1·0?mL/min时,?Pt和Pd的富集效果最佳,吸?附率分别为99·60%和97·95%。

高瑞英等[29]采用?强碱性阴离子交换树脂吸附分离贵金属铂族元素,?在低酸度下,?Pt、Pd、Os的吸附率大于95%;?Ru?和Rh的吸附率均偏低,只有20%~40%;?Ir的吸?附率随酸度增大而减小,当盐酸浓度小于0·1?mol/L,吸附率约93%。

近年来,人们致力于研究分离选择性比普通阴离子和阳离子树脂更好的螯合树脂、聚合物树脂和?螯合纤维等,并取得了很大进展。

姚占海等[30]用?合成的聚乙烯醇胺肟(PVAAO)螯合纤维吸附?钯,钯的吸附率大于99%。

用5%硫脲与0·50?mol/L硝酸溶液洗脱,回收率达99?%以上。

洗脱?后,再用去离子水将纤维洗至中性,纤维即可再?生,用于下次分离、富集。

鲍长利等[31]用对磺基?苯偶氮变色酸(SPCA)作为螯合剂,制备具有相?应螯合基团的螯合树脂来分离富集微量铂、钯,回?收率均在94%以上。

何星存等[32]
基阴离子交
2?mol/L?
:在pH为2,以上。

,利用
3·4
[35]介绍了
?度分步浸出法,
搅拌?
4结论
(1)
及二次资源
(2)
较复?
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