最新报废汽车催化剂中铑的提取与富集

最新报废汽车催化剂中铑的提取与富集
最新报废汽车催化剂中铑的提取与富集

报废汽车催化剂中铑的提取与富集

三元催化器,是安装排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。

湿法回收

用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解,使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内,再用氯气和盐酸浸出,使铂族金属进入溶液。在碱法中,所含SiO2不溶解全部留下来,从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取,因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。

而另一方面,各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度,这些都是众所周知的,例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一,就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率,

尤其是铑的回收率不能令人满意。

湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下:

①废水数量过大;

②浸出过的载体扔弃后有待堆放;

③损失贵金属;

④铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。

它们的优点是:工作温度低;在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。

火法回收

通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣,对该过程至关重要。

氧化铝颗粒的熔点过于高(大约2000℃)是个大问题。因此,对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过

程及其后的湿法化学阶段的难易。用硫酸浸出法将贵金属—铂、钯、铑与金属捕收剂分开。如果选用铜作捕收剂,也可以用电解法使之分离。与湿法冶金再生废汽车催化剂相比,火法的优点要大得多:

①在金属相内富集的浓度高;

②贵金属回收率高;

③可在有色金属常用的炉型(鼓风炉、转炉)或专用装置(如电炉)内进行再生;

④副产物或残渣的产出少。

熔炼过程

铜、镍或铅工业所用炉子的温度通常大约1300℃,因此不十分适于熔化陶瓷基汽车尾气催化剂。这种炉子用焦碳、煤气、燃油或富氧空气加热。大的熔炼厂对额外处理这类材料,肯定不存在任何问题。如果其进料量不足工厂总进料量的1%,则对熔炼过程不会产生任何影响。

故而一方面,在这样大的炉子内借众所周知的冶炼方法处理含贵金属材料的真正优点是冶炼和处理进料成本低,但另一方面又存在不能以有效的回收率和高的产率回收贵金属特别是铑。铂族金属的稀释过分和造渣量过大。这种情况表明,后续的铂族金属回收与精炼等富集过程将需要更高的成本。获取纯金属是一个漫长而艰巨的过程。故

而该法已被许多厂家摒弃。

摘要:本文研究了催化剂预处理对酸性氯酸盐水氯化法提取报废汽车催化剂中铑的影响,并研究了氯化提取液中铑的锌粉置换。结果表明,优化条件下,O2和H2预处理可以使铑的提取率由55.9%增加到82.7%。锌粉置换过程研究了反应时间、锌粉用量对铑置换率的影响,结果表明,优化的锌粉用量和反应时间分别为20g/L和40分钟,在此条件下铑的置换率为85.6%。

全世界85% Rh用于汽车尾气净化催化剂的制造[1]。自1999年以来,我国已销售了3000多万辆带有三元催化转化器的机动车,汽车催化剂中铑的总用量约在10t~20t之间。因此,作为二次资源,从失效汽车尾气催化剂中回收利用Rh受到了极大重视[2]。此工作研究了催化剂预处理对水氯化法提取铑的影响,水氯化法用酸性氯酸钠溶液做铑的提取剂,这个工作国内外未见报道。同时本工作还研究了上述氯化提取液中铑的锌粉置换。目前已报道了许多从提取液中回收铂族金属方法, 如还原沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、等离子熔炼法等[3-5]。

1 实验部分

1.1仪器与主要试剂

HH-S 数显恒温水浴箱, 温度误差±1℃,CJ-882A智能数显磁力搅拌器,UV765紫外可见分光光度计,DHG-9023A型电热鼓风干燥箱。实验所用盐酸,硫酸,双氧水和锌粉均为分析纯,实验用水均为去离子水。

实验中的原料来自丰田报废汽车催化剂,经破碎、烘干、筛分的。试验中所用原料粒度在200-250目。原料的化学组成见表1。

表1 报废汽车催化剂组分

Table 1 C hemical compositions of the auto-catalyst used

in this work

成分Rh Pt Pd SiO2Mg

O

Al2

O3

CeO

2

P2O

5

La2

O3

%(w/w) 0.01

6

0.03

7

0.06

3

27.3

5

6.84

39.1

5

7.9 4.33 3.62

1.2实验方法

称取10 g粒度在200-250目数催化剂于特定气氛中进行预处理(先是氧气预处理:O2流量为200ml/min;后是氢气预处理:H2流量为200 ml/min)。一个典型的氯化提取过程如下:将10g汽车催化剂放入250ml三口烧瓶中,加入100 ml混合液(3 mol/L盐酸

和5 mol/L 硫酸),加热至95℃后, 加入3mL 过氧化氢,磁力搅拌速率为230 r/min ,再将2mol/L 的NaClO 3溶液20ml 缓慢滴加入三口烧瓶中, 反应3小时后停止加热搅拌,静置冷却后过滤,通过0.4μm 孔径薄膜,得到氯化提取液约120mL 。

氯化提取实验积累了一大瓶大约14升这样的氯化提取液,提取液中铑的浓度为1.98 ppm 。做置换沉淀实验时,每次取50ml 氯化提取液,放入一个250 mL 三口烧瓶中,烧瓶中也放入一个聚四氟搅拌子。将烧瓶置于一个可控温的水浴锅中。水浴锅置于一个32cm ×32cm 台面的磁力搅拌器上,搅拌速率可数显。事先向溶液中通入氩气以排除溶解氧。然后向浸取液中精确加入定量的锌粉,在一定温度和搅拌速率下反应,过滤,测量滤液体积和滤液中铑离子浓度。

1.3化学分析

汽车催化剂中Rh 的溶解采用国标法[6],溶解溶液中Rh 测定用ICP-AES 。催化剂中其它元素测定采用XRF 。沉淀前后氯化液Rh 测定采用ICP-AES 。Rh 的沉淀置换率按式1计算:

)1(100V C V C V C (%)铑离子置换率1

12211 ?-= 其中1C 和2C 分别为沉淀前后氯化液中某种铂族金属离子浓度;

1V 和2V 分别为沉淀前后氯化液体积。

2结果与讨论

2.1 预处理的影响

2.1.1 预处理温度的影响

图1 预处理温度对铑提取率的影响

Figure 1 Variation of extraction percentage of Rh with pretreatment temperature

(O2预处理: 粒度=58-74μm, O2流速=200mL/min, O2时间=2h.H2预处理: 粒度=58-74 μm, O2流速=200mL/min, O2时间=2h. O2温度=300℃, H2流速=200mL/min, H2时间=3h) (O2-pretreatment: sample particle size = 58-74 μm, O2 flowrate = 200 mL/min, O2-pretreatment time = 2h.

H2-pretreatment: sample particle size = 58-74 μm, O2 flowrate = 200 mL/min, O2-pretreatment

temperature and time were 300℃and 3h,

respectively. H2flowrate = 200 mL/min,

H2-pretreatment time = 2h.)

温度影响如图1所示,对于氢气预处理,25℃下Rh的提取率为56%。在200-300℃,随着温度增加,Rh的提取率不断增大,在300℃达到最大值,此时铑的提取率为68.1%,温度在300-500℃,Rh提取率随温度增加而减少;之后进行氢气预处理,25℃下Rh的提取率

高分子金属配合物催化剂的合成(合成化学报告)解析

高分子金属配合物催化剂的合成 摘要:催化剂可以分为均相催化剂和多相催化剂。均相催化剂如金属配合物、有机金属配合物在最近几十年内受到催化科学界的广泛关注。新的均相催化体系的应用使得一些新的生产工艺应运而生。这些工艺操作条件温和,选择性高。然而,在大规模生产中均相催化剂存在着难回收、不稳定、有腐蚀性的缺点。大多数的多相催化剂在高温、高压下才能较好地发挥催化作用,并且其选择性、活性较弱。因此,人们开始设想通过高分子负载的方法转化均相催化剂使之兼具二者的优点。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、高分子效应及其应用。 关键词:催化剂;配合物;高分子;合成;高分子效应 1、简介 近几十年来,均相催化剂由于其较高的催化活性受到了科学界和工业界的广泛重视与应用,但均相反应的催化剂一般来说存在价格昂贵、易流失、较难回收操作等缺点;另一方面,均相催化剂往往要使用重金属离子,这样既会对产物和反应后处理过程造成污染,又使得反应的催化剂难于回收,导致均相催化剂在有机合成和工业上的应用受到了很大的限制。多相催化剂虽然回收简单,但是,机理研究比价复杂,选择性和活性较低。因此寻找能够重复使用且回收操作简单的催化剂成为有机催化反应领域的研究热点之一。1963年,Merrifield和Letstinger等人[1, 2]首次将聚苯乙烯引入到多肽和低聚糖的合成中,开创了高分子化合物在有机合成中应用的先例。近年来,高分子负载型催化剂得到了迅猛发展。高分子催化剂集合了多相催化剂、均相催化剂的优点[3]。其具有较高的催化活性、立体选择性、较好的稳定性和重复使用性能,并且后处理简单,在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子催化剂与反应体系中其他组分分离、再生和重复使用,可降低成本和减少环境污染[4]。杨小暾与江英彦[3]指出,若将多相催化剂、均相催化剂视为第一代、第二代催化剂,那么高分子金属络合物催化剂就是第三代催化剂。 研究表明高分子不仅是负载金属催化剂的惰性载体,而且还可以对催化剂的活性中心进行修饰,并使催化剂的结构发生变化,形成通常在小分子配合物中很难看到的特殊结构,从而影响催化剂的催化反应过程,即同种金属使用不同的载体所得到的化剂其催化活性可能相差很大。此为高分子的基体效应。本文主要介绍高分子金属催化剂的合成、

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。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

含钒工业废水中钒的分离回收方法研究

分离富集理论及技术 课程论文 钒的分离回收方法研究 姓名李祝 专业化学工程与技术 学号2111306021 任课教师余倩教授 完成时间2014年5月8日

摘要 伴随着工业的发展,重金属污染的问题越来越严重,同时对重金属处理技术的要求也越来越高,根据工业废水中重金属的性质,采取科学合理的方法分离重金属,提升工业废水处理水平,是水环境污染防治领域的主要课题。本文从多方面来探讨废水中分离回收钒。 关键字 工业废水;钒;微生物处理;分离回收;研究 Abstract: With the development of industry,heavy mental pollution is getting worse,at the meantime the requirement of solving technology is becoming more and more important.Recording to the quality of heavy mental ,we can take different measures to divide them into different part.So,we should improve the level of technology.And this is the main topic of the water pollution field.In this paper,we discussed various aspects of vanadium separation and recovery of waste water. Key words: Industrial waste water;V;Microbial treatment;Separation and recovery;Research

工业废弃催化剂回收利用研究进展综述

工业废弃催化剂回收利用研究进展综述 环境科学与工程游俊杰3140204004 摘要:废催化剂是一些药厂、炼油厂、化工厂等工厂固体废弃物的重要来源之一,其回收利用不仅有重要的环保意义,还可使有限的资源得到可持续性的发展并有一定的经济效益。本文介绍国内外对工业废弃催化剂的回收利用现状,以及较成熟的回收处理方法和回收处理的一般步骤。 关键字:固体废弃物;废弃;催化剂;回收利用 Abstract Dead catalyst is that some drug companies, oil refineries, chemical plants and other factories one of the important sources of solid waste, its recycling not only has significance to environmental protection, still can make limited resources get sustainable development and has certain economic benefits.In this paper, the recycling of industrial waste catalyst at home and abroad the status quo, as well as the more mature recycling methods and general steps of recycling. Key words: Solid waste; Abandoned; Dead catalyst; Recycling 1.引言 催化剂是一种能够改变一个化学反应的速度,却不改变化学反应热力学平衡位置,本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。据统计,当今90%的化学工业中均包含有催化过程,催化剂在化工生产中占有相当重要的地位。按质量计,全世界每年消耗的工业催化剂约为8×105t(不包括烷基化用的硫酸与氢氟酸催化剂),其中炼油催化剂约占52%,化工催化剂约占42%,环保催化剂(汽车催化转化器)约占6%。2001 年全球工业催化剂的销售额预计约为1.07×1010$(不包括许多大型企业自产用的催化剂)。随着科技和社会的进步,工业催化剂的使用量还将进一步增加,如随着汽车工业的发展和对汽车尾气排放法规的不断加严,用于汽车尾气净化的环保催化剂预计将增长13%[1]。 工业使用的催化剂随着运转时间的延长,催化剂的活性会逐渐降低或者完全失去活性,

废工业催化剂的回收

废工业催化剂的回收 余方喜金国钧(上海市松江第二中学 201600) (上海市松江区教师进修学院) 摘要本文介绍了废工业催化剂回收的意义,现状,常用回收方法以及一般步骤.全社会都应该关注废催化剂的回收利用问题. 关键词废工业催化剂回收 2002年上海高考化学试题中出现了一道工业上用乙烯氧化制备环氧乙烷过程中废催化剂(Ag)的回收问题,尽管试题只涉及到回收过程中简单的化学工艺以及相关的化学基础知识,但却引出了一个很重要的课题—废工业催化剂的回收利用.本文想借此谈谈有关废工业催化剂回收的一些基本问题. 催化剂是一种能够改变一个化学反应的速度,却不改变化学反应热力学平衡位置,本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质.催化剂是催化技术的核心,是化学研究中永久的主题.具有工业生产实际意义,可以用于大规模生产过程的催化剂称为工业催化剂.据统计,当今90 %的化学工业中均包含有催化过程,催化剂在化工生产中占有相当重要的地位;按质量计,全世界每年消耗的工业催化剂约为8×105t(不包括烷基化用的硫酸与氢氟酸催化剂),其中炼油催化剂约占52 % ,化工催化剂约占42 % ,环保催化剂(汽车催化转化器)约占 6 %.2001年全球工业催化剂的销售额预计约为1. 07×1010$(不包括许多大型企业自产自用的催化剂).随着科技和社会的进步,工业催化剂的使用量还将进一步增加,如随着汽车工业的发展和对汽车尾气排放法规的不断加严,用于汽车尾气净化的环保催化剂预计将增长13 %. 工业使用的催化剂随着运转时间的延长,催化剂的活性会逐渐降低或者完全失去活性,这种现象叫做催化剂失活.导致催化剂失活的原因归纳起来主要有3种:催化剂中毒,催化剂积碳与催化剂烧结.为此,全世界每年不可避免地要置换出数量可观的废工业催化剂,而且随着经济的发展和人口的增加,废催化剂的数量也将随着新鲜催化剂销售额的增加而增加. 1 废工业催化剂回收的意义 废工业催化剂中含有大量的有用物质,将其作为二次资源加以回收利用,不仅可以直接获得一定的经济效益,更可以提高资源的利用率,实现可持续发展.工业催化过程中大多数采用多组分固体催化剂,以满足工业生产对催化剂性能的多方面要求;根据这些组分在催化剂中的作用可分为主催化剂(活性组分),共催化剂(和主催化剂共同起催化作用的物质,缺一不可),助催化剂(加入主催化剂中的少量物质,本身没有活性但却能显著改变催化剂的性能)和载体(主催化剂和助催化剂的分散剂,粘合剂和支持物),多组分固体在制备过程中不但改变了各组分的存在状态,而且也形成了新的微观结构.在使用过程中某些组分的形态,结构以及数量也会发生变化.但废工业催化剂中仍然含有数量不低的有色金属(如Cu,Ni,Co,Cr等)和稀贵金属(如Pt,Pd,Ru等),如2000年用于制造汽车尾气催化剂铂系金属就达到160 t.从废催化剂中回收贵金属和有色金属与从矿石中提炼相比,所得金属的品位高,投资少,成本低,效益高.特别对人均资源拥有率相对较低的我国来说,从废工业催化剂中回收有用的金属及组分,就更具有深远的意义.因催化反应的需要,有些催化剂在制备过程中不得不采用或添加一些有毒的组分如As2O3,As2O5,CrO3等,这些毒物往往也存在于废催化剂中;催化剂在使用过程中也会吸附一些来自原料,反应物,设备材质等的有害物如砷,硫,氯,羰基镍等,这些有害物质随废催化剂排出也会对周围环境造成污染.倘若对废催化剂不加处

贵金属催化剂及新材料大显身手

贵金属催化剂及新材料大显身手 铂族金属具有优良的催化活性,较高的选择性、较长的使用寿命和可回收再生等优点,其研究和开发对工业和社会发展意义重大,今后许多领域必将是铂催化剂大显身手的时代。 化学及石油化工用催化剂。80%以上的化学反应与催化有关,铂族金属催化剂在其中占有重要地位。如硝酸工业氨氧化用铂铑,或有铂钯铑催化网,70年来一直是硝酸工业核心。几乎年有的精细化工与贵金属催化剂有关使用载体催化剂,并向均相多功能催化剂方向发展。提高汽车油辛烷值的石油重整,一直离不开铂及铂及铂等基催化剂,另外,裂化、另氢等催化剂也多以铂或钯为基。 一碳化学用催化剂、一碳化学指以煤及燃气,即甲烷、一氧化碳、甲醇等分子内含一个碳原子的物质为原料,制备各种化学制品和新兴工业领域。这方面最前途的是铂族金属配合物或金属化物催化剂。 废气净化用催化剂,主要是汽车废气的处理,目前的发展趋势是:薄壁蜂窝和三元催化系统;采用氧传感器、电子计算机空燃比反馈控制系统,可以同时消除废气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物;同时求降代催化剂中铂族金属含量。 某些粒小于1m的贵金属,其导电性、光学活性。、低温磁化率、比热、核磁张弛等方面出现能级断续性的异常现象,而且表面活性增大,着火点下降。可应用于催化剂、传感器、低温烧结、导电浆料、太阳能吸引膜、稀释冷冻绝热材料等方面。

将镀金的金属纤维和金属粉末混入高分子材料,如橡胶,制成各向导电性橡胶可用于发光二极管、液晶元件、混合集成电中中。用铂族金属有化合物使聚乙炔、石墨层间化合物导电化也可制面导电率与银铜相匹敌的导电性高分子材料。 目前研究的贵金属非晶态合金有铂、金、钯、铑、铱有合金系。主要用途是催化剂、磁电机材料、电极材料、储氢材料、高强度材料、焊料等。 在钛中加入0.2%的钯,大大地提高了钛的抗腐蚀能力。在不锈钢中加入0.1 ~ 3%的铂,使不锈钢的腐蚀量减少到原来的1/10。最近提出的耐蚀合金还有:Ti - Ru - W(mO或Ni)系合金。 不锈钢表面有0.003 m的钝化膜,因此导电性变差,不能钎焊,限制了在电子工业中的应用。但是只要在不锈钢表面镀0.1~0.5 m厚的金,就有了导电性和钎焊性,从而开辟了在电子工业中的应用。贵金属应用极广,在高新技术的发展中处于重要地位。随着科学技术的发展,其应用领域和用途还会扩大,起越来越重要作用。 【关于中国稀有金属网】简称中稀网,,中国稀有金属门户网站,品种涵盖锗、铟、镓、硒、碲、锑、铋、钽、铌、铼、钨、钼、锰、钴、铍等稀贵金属,提供稀有金属价格、稀有金属资讯、稀有金属行情、稀有金属商机、稀有金属会议以及行业上下游生态链资讯信息服务。

2010 - 废催化剂回收利用现状综述

2010年第4期常州工程职业技术学院学报V ol.4 2010总第六十六期JOURNAL OF CHANGZHOU INSTITUTE OF ENGINEERING TECHNOLOGY December No.66废催化剂回收利用现状综述 朱岩 (常州工程职业技术学院,江苏常州 213164) 摘 要:从废催化剂的环保法规、回收废催化剂的品种、废催化剂回收公司及废催化剂回收的组织协调工作方面,对国内外废催化剂回收利用现状进行研究,总结出废工业催化剂的常用4种回收方法:干法、湿法、干湿结合法和不分离法。同时提出了废工业催化剂回收利用的一般步骤。 关键词:废催化剂;回收利用;综述 废催化剂是一些药厂、炼油厂、化工厂等工厂固体废弃物的直要来源之一,其回收利用不仅有重要的环保意义,还可使有限的资源得到可持续性的发展并有一定的经济效益。加入WTO以后我国的环保工作将与国外先进国家接轨。企业的达标排放将成为生存的首要条件,为此特向大家介绍废催化剂回收利用的现状。 催化剂是一种能够改变一个化学反应的速度,却不改变化学反应热力学平衡位置,本身在化学反应中不被明显消耗的化学物质。据统计,当今90%的化学工业中均包含有催化过程,催化剂在化工生产中占有相当重要的地位。按质量计,全世界每年消耗的工业催化剂约为8×105t(不包括烷基化用的硫酸与氢氟酸催化剂),其中炼油催化剂约占52%,化工催化剂约占42%,环保催化剂(汽车催化转化器)约占6%。2001年全球工业催化剂的销售额预计约为1.07×1010$(不包括许多大型企业自产自用的催化剂)。随着科技和社会的进步,工业催化剂的使用量还将进一步增加,如随着汽车工业的发展和对汽车尾气排放法规的不断加严,用于汽车尾气净化的环保催化剂预计将增长13%。 工业使用的催化剂随着运转时间的延长,催化剂的活性会逐渐降低或者完全失去活性,这种现象叫做催化剂失活。导致催化剂失活的原因归纳起来主要有3种:催化剂中毒、催化剂积碳与催化剂烧结。为此,全世界每年不可避免地要置换出数量可观的废工业催化剂,而且随着经济的发展和人口的增加,废催化剂的数量也将随着新鲜催化剂销售额的增加而增加。 1废催化剂回收的意义 废工业催化剂中含有大量的有用物质,将其作为二次资源加以回收利用,不仅可以直接获得一定的经济效益,更可以提高资源的利用 收稿日期:2010-09-18 作者简介:朱岩,常州工程职业技术学院制约系教师。

常被用作有机合成反应的催化剂乙酰丙酮二羰基铑

常被用作有机合成反应的催化剂乙酰丙酮二羰基铑 2016-11-20 12:28来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部 一种乙酰丙酮二羰基铑的制备方法乙酰丙酮二羰基铑(Rh(CO)2C5H7O2)常被用作有机合成反应的催化剂。例如用于烯烃氢甲酰化反应的催化剂。由于金属铑的自然资源稀少,价格昂贵,铑化合物的制备方法历来受到重视,方法创新或原有方法的改进旨在提高老的收率或简化制备步骤,达到提高效率的目的乙酰丙酮二羰基错的制备方法最早发表于J.Chem.Soc., 3156,1964。该方法以二氯四羰基二铑和乙酰丙酮为原料,以石油醚为溶剂,加入碳酸钠为助剂,在回流温下经过长达一周的时间得到产物。以原料二氯四羰基二铑中金属铑计的收率为89%。乙酰丙酮二羰基铑的另一个制备方法发表于>K.Heopr.X U M.,1966,1709-1711.该方法以水合三氯化铑为原料以二甲基甲酰胺作为羰基化剂,于150°C左右首先得到被称作“Rh-carsol”的中间体,之后加入乙酰丙酮得到含有产物的混合溶液。将此混合溶液倒入两倍体积的蒸馏水中立即产生沉淀,过滤并将滤出物在乙醇中重结晶即得到乙酰丙酮二羰基铑,产物收率75%。该文献没有指出过程中水含量对产物收率的影响。上述两种方法所用的原料不同,方法一所用二氯四羰基二铑一般由水合三氯化铑制备,方法二则直接使用水合三氯化铑。不同方法制备二氯四羰基二铑的合成收率在50% -90%之间。除上述两种制备方法及改进方法外,还有一些其他方法,例如发表于DE1812504中以二氯四羰基二铑为原料经二丙酸基四羰基二铑为中间物的方法;发表于J.0rganomet.Chem.,43 (1972),425 中的以 Rh (1.5-C0D) acac 为中间物的方法等。这些方法要么步骤多,要么收率低,判断为不适用的方法。 本文要解决的技术问题是:[0011] 针对乙酰丙酮二羰基铑制备的现有技术中贵金属铑的收率不高的缺点,改进合成方法、优化合成条件以期提高铑的收率,使其适合于该化合物的批量制备。具体技术方案如下:(I)向二甲基甲酰胺中加入适量水,使

报废汽车催化剂中铑的提取与富集

报废汽车催化剂中铑的提取与富集 三元催化器,是安装排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。 湿法回收 用硫酸或于压力下用氢氧化钠在碱性介质内进行分解,使载体溶解。溶解后贵金属留在残渣内,再用氯气和盐酸浸出,使铂族金属进入溶液。在碱法中,所含SiO2不溶解全部留下来,从而妨碍了对贵金属的进一步加工处理。用这类方法再生块状载体并不可取,因为在催化剂有效使用期间γ-Al2O3已转变为不溶的α- Al2O3。 而另一方面,各种溶解贵金属的方法及贵金属的回收率有较大的变化幅度,这些都是众所周知的,例如用盐酸和氯气、盐酸和硝酸或盐酸和过氧化氢等溶解方法。所有这些方法的主要问题之一,就在于很难将铂族金属与有色金属在稀溶液实现分离。这些方法的回收率,

尤其是铑的回收率不能令人满意。 湿法冶金再生过程的负面效应可归纳如下: ①废水数量过大; ②浸出过的载体扔弃后有待堆放; ③损失贵金属; ④铝酸盐母液硫酸铝溶液不易利用。 它们的优点是:工作温度低;在贱金属含量低的情况下贵金属含量易于监控并且沉淀过程易于进行。 火法回收 通常火法回收汽车尾气催化剂涉及陶瓷载体的熔炼同时与贵金属在金属捕收剂内的富集。载体在不损失贵金属的情况下形成熔渣,对该过程至关重要。 氧化铝颗粒的熔点过于高(大约2000℃)是个大问题。因此,对这类材料只能加入助熔剂或采取极高的熔融温度进行造渣。一般考虑使用铜、镍、铅和铁作铂族金属的可能捕收剂。选用的依据是加工过

铑催化剂

合成气制乙醇铑基催化剂研究进展 姓名:朱广宇 专业: 高分子 班级: 101班 学号: 2010016041

摘要:能源是现代社会赖以生存和发展的基础,乙醇作为一种优质的清洁能源,是很有应用前景的替代能源,它可由合成气催化转化制得。研发一种可以选择性生成乙醇并具有工业化应用前景的催化剂是该领域的研究热点。铑(Rh)基催化剂在合成乙醇、乙醛、乙酸的过程中因具有较好的乙醇选择性而备受关注。本文重点介绍了合成气催化转化制乙醇铑基催化剂的反应机理以及催化剂的活性中心、载体和助剂对催化活性、选择性的影响。 关键词:合成气;乙醇;铑催化剂 随着全球气候的变化、化石燃料资源的日趋减少以及原油价格的持续上涨,能源问题已经处于核心地位。据世界能源组织估计,全球能源消费到2030 年时将从2006 年的472×1015 Btu(1 Btu = 1055J)增长到678×1015 Btu,而且这些能源多数来自化石燃料,特别是煤和石油。据统计,世界石油消费将从2006 年的每天85.0 百万桶原油增加到2030 年每天106.6 百万桶[1]。然而,由于石油主要集中在全球的少数地区,而且储量日益减少,所以近年来开发可替代石油的绿色能源技术的研究已经变得越来越重要了。乙醇是一种很有应用潜力的传统能源替代品,它可以提供与汽油相当的化学能,但却排放更少的温室气体和其它环境污染物[2]。同时,乙醇同样可以作为合成多种化工原料、燃油和聚合物的原料,人们还发现乙醇可以在燃料电池中作为可再生的氢源[3]。目前,乙醇生产主要有以下两种途径: 一,由甘蔗或玉米,即糖质作物和淀粉质作物的直接发酵制得;二,石油裂化得到乙烯,乙烯直接水合制得。由于原油价格不断上涨,使得后者通过石油裂化催化转化制乙醇这一路线不适合大规模生产,因而规模化生产乙醇是由发酵这一成熟的工业化路线完成。目前采用发酵法制乙醇仍受限于生物质的组成,很多生物质中含有大量的 5 碳戊糖,它们在发酵过程中不能通过微生物完全代谢成乙醇;然而,利用该法制备燃料级乙醇成本和能耗均很高[4]。因此,国内外正在寻求一条新的低能耗、高效率的乙醇合成路线。通过气化将生物质 转化为合成气(CO 和H2的混合物),然后催化转化制乙醇[5]是一条新的路线,这一领域目前还处于初期研究阶段。从合成气直接合成乙醇在经济上具有较强的竞争力,而铑(Rh)基催化剂在合成二碳含氧化合物乙醇、乙醛、乙酸的过程中,由于其较好的选择性而受到广泛的重视。 1 合成气制乙醇的化学过程[6] 合成气作为原料可以在不同催化剂作用下直接或通过甲醇中间体间接合成乙醇和高级醇,合成路线见图2。合成气直接转化制乙醇反应方程式见式(1)。 2CO(g) +4H2(g)→C2H5OH(g) +H2O(g) (1) ΔHθ298 =-253.6 kJ/molΔ Gθ298 =-221.1 kJ/mol

高分子综述(改版)

燕山大学 本科毕业设计(论文)文献综述 课题名称:高分子催化剂 课题性质: 学院(系):材料学院 专业:材料物理与化学 年级:2014级 指导教师:李青山 学生姓名:徐冬阳 2014 年10 月5 日

摘要 在生物体中的酶具有令人向往的功能,它都能在温和的条件下进行各种化学反应,并具有高度的选择性。模拟酶的工作中,一是想模拟酶的结构,一是想模拟酶的功能。高分子催化剂主要想模拟酶的功能。酶具有很高的催化活性及选择性。高分子催化剂能够提高反应速度,但这还不够。我们力求缩短反应时间不如缩短分离和提纯的时间更为合算,这就必须提高催化剂的选择性。与其他非生物催化剂不同的是,酶具有高度的专一性,只催化特定的反应或产生特定的构型。由于酶高效性:酶的催化效率比无机催化剂更高;专一性:一种酶只能催化一种或一类底物;多样性:酶的种类很多;温和性:酶催化的化学反应一般是在较温和的条件下进行的;活性可调节性:包括抑制剂和激活剂调节、反馈抑制调节、共价修饰调节和变构调节等;易变性,在工业和人们的日常生活中的应用也非常广泛。有些酶的催化性与辅助因子有关。近来更注意高分子催化剂选择性的研究。 关键词:酶高分子催化剂选择性

一、前言: 纵观近百年来,工业催化剂发展历程,石油炼制,石油化工,精细化工和合成氨等广义的化学工业发展都离不开催化剂。可以预期,进入新世纪后,环境保护和人类可持续发展同样离不开催化剂。新世纪开发的催化剂和催化工艺,除用以改造传统工艺外,更重要的是开拓其在以天然气为基础的C1化工、烷烃化学、精细与专用化学品生产等领域的应用。从长远看,还包括各种廉价生物质在内的再生资源利用。展望未来,除传统催化工艺将获得新发展外,催化剂和催化工艺还将在新能源和新资源的开发利用、生物工程技术发展和环保新领域中起关键作用,而且催化剂还将为人类创造一个“舒适、安全、清洁、优美”的环境,作出新贡献。 催化剂工业发展对策与建议分析:(1)我国石油化工催化剂的发展必须继续坚持探索、研究、开发、推广并重的思路,不断推进催化剂更新换代。(2)抓住我国新催化材料和新催化剂在石油化工应用研究领域里取得的新的技术生长点和创新点,组织力量,继续努力,取得新突破和新发展。(3)做到研究单位、生产厂和用户紧密结合,科、工、贸、产、学、研,紧密结合,共同推进催化技术发展。(4)组织各种技术小组,深入企业做好售前售后服务,帮助用户增加经济效益,依靠我们的技术优势积极拓展国际市场份额。(5)强化制备工艺、设备和控制手段方面的研究,努力降低物耗、能耗,提高产品收率。(6)转变环保观念,由传统的末端控制和治理转为全过程控制,从单纯的花钱治理向节能降耗、减少污染要效益;大力研究开发环保事业需要的各类催化技术和催化剂,开拓环保催化产业;研究开发有利环境的石油化工催化剂及成套生产工艺技术,减少或避免二次污染,提高原材料、水、能源的使用效率,减少污染物产生量和排放量。 二、课题国内外现状: 催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生,则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物,这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能,因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比,催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。 催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化,大量石油化工和化学产品的生产,以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制,全都依赖于催化技术。此外,催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关[3]。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度比较广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[4]。近年来,随着科学技术的突飞猛进,合成了许多具有独特功能的高分子材料。其中,高分子催化剂在化学工业中初露头角,显示许多优良的性能,将有可能却带无极催化剂。高分子催化剂就是高分子化的催化剂,催化剂在高分子上,高分子是载体,因此有时也称负载催化剂。 最早报道的高分子催化剂是Haag[5-7] 等在1969 年采用聚苯乙烯磺酸树脂负载的阳离子金属络合物,并证明可用于氢化醛化反应到了七十年代后期几乎所有的小分子都被负载在有机和无机高分子上, 这些高分子催化剂是用带有配位原子N,S,P,O等的高分子作为配位体与过度金属形成络合物在这方面发表了许多综述和专著。高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂,但由于是水溶性的,故在工业应用上受

高分子催化剂材料认识

高分子催化剂 概念 高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。生物体内的酶就 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂,但由于是水溶性的,故在工业应用上受到限制,因而又发展了不溶于水的固定化酶——一种半合成的高分子催化剂。目前开发应用的合成高分子催化剂主要有离子交换树脂型催化剂和高分子金属催化剂两类。多以有机或无机高分子为骨架,在骨架上连有各种具有催化作用的功能基团。这类催化剂不仅具有很高的活性和选择性,而且比较稳定,分离、回收方便,可以重复使用,有的还具有光学活性等特殊的机能。目前已应用到各种有机反应、有机合成及某些高分子合成反应中。 分类 对化学反应具有催化作用的高分子。主要有天然高分子催化剂和合成高分子催化剂两大类。前者如酶,后者如固定化酶、模拟酶和高分子金属催化剂等。 酶 在生物体内所进行的化学反应,几乎全部是酶催化的。酶是由各种氨基酸联结组成的高分子,有的还含有金属离子(金属酶)。酶的特点是在常温常压下具有很高的活性和选择性。发酵工业早就使用酶作为催化剂。但是,酶是水溶性的,不容易回收再使用,因此在实际应用上受到很大的限制。为了克服这个缺点,到了20世纪50年代,人们开始研究把酶连接在合成高分子上的所谓固定化酶。 固定化酶利用酶的官能团(—NH2、—COOH、—SH、咪唑基、苯酚基等)与合成高分子的官能团进行反应可以制得。例如,含—C6H4NCS的聚丙烯酰胺与含—NH2的酶作用,可得如下的固定化酶(见结构式a): 固定化酶可用于催化氧化、还原、重排、水解、异构化等反应。例如,固定化氨基酰化酶可使N-酰化-D,L-氨基酸进行选择性水解。所产生的L-氨基酸可利用溶解度的差别,与N-酰化-D-氨基酸分离,此法已工业化。固定化酶属于半合成高分子催化剂。 模拟酶 60年代,关于模拟酶的合成高分子催化剂的研究逐渐活跃起来。酶的催化作用,与其具有光学活性的特殊高级结构和高分子链上的各种官能团所引起的分子

一种从含铑有机废催化剂中富集铑的方法

一种从含铑有机废催化剂中富集铑的方法 2016-11-22 13:12来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部 一种从含铑有机废催化剂中富集铑的方法目前含铑有机废催化剂中富集铑的方法主要有以下几种:焚烧法、沉淀法、萃取法、吸附分离法等。薛志成在《宁波化工》1998年第2期公知了用含铑5%,金、银、钯、钼总量小于0.003%,其它杂质金属小于铜、铝、铅、锡、镍、铁、钙等含量小 于0.03%为原料,采用废催化剂经焙烧,用王水溶解,赶硝转钠盐,阳离子交换、 甲醛还原,氢还原等提纯铑。其回收率97%,纯度达99.95%以上。张方宇在《中国物质再生》1998年第2期报道了度催化剂经焙烧,用王水溶解,阳离子交换树脂分离提纯铑。其回收率>97%,纯度达99.95%以上。杨春吉等人公知了一种从羰基合成反应废铑催化剂中回收铑的专利(申请号:01136796.2),该发明提供了一种从羰基合成反应废铑催化剂中回收铑的方法。即以碱金属或碱土金属的碳酸盐为添加剂,在650°C~700°C下,将废催化剂残液焚烧灰化,剩余残渣再与熔融状态下的碱金属的酸式硫酸盐反应,生成可溶性的铑盐,然后采用电解技术将铑分离,是以此为特征的铑的回收方法。目前从含铑有机废催化剂中富集铑的方法多种多样,本方案能够不受废液组分和化学结构的影响,具有工艺简单、原料适应性强、铑的回收率高等特点。本文的目的是提供一种工艺简单、低成本、高效富集含铑有机废催化剂中铑的方法。本发明所要解决的技术问题是还原磨选中高效富集铑。具体技术方案如下: (I)混合制球:将含铑有机废催化剂与捕集剂、还原剂及添加剂按一定比例混合均匀后制球,球团直径为l(T30mm ; (2)还原:将球团放入石墨i甘祸中置于还原炉内,升温还原,还原温度110(Tl350°C,时间4~12h,还原后水冷; (3)磨选:还原产物采用球磨和磁选,实现具有磁性的含铑铁微基合金与渣分离; (4)选择性浸出贱金属:采用10-30%的稀酸选择性浸出含铑铁微基合金中的贱金属,经过滤和洗涤,获得铑富集物。 本方案的优点主要在于:具有工艺简单、还原温度低、能耗低、铑的回收率高、环境友好,后续处理工艺简单等优点。采用本发明方法,可有效回收含铑有机废催化剂中的铑,选择性浸出反应在反应器中进行,无有害废气排出,弃渣可作为生产水泥原料用、硫酸亚铁可作为生产铁红等原料用整个过程对环境无污染,为一种环境友好、高效、低成本的从含铑有机废催化剂中富集铑的方法。

高分子试剂催化剂及应用综述

高分子试剂催化剂及其应用 xxxx(姓名) (学校位置代码) 摘要:本文主要介绍了高分子试剂催化剂的概念、对高分子试剂催化剂进行系统分类并对个别高聚物试剂催化剂进行详细表述从而介绍其性能及应用。紧接根据近些年来高分子试剂催化剂的研究进展情况进行展望。 关键词:高分子试剂催化剂 一、高分子试剂催化剂概述 催化剂是可以加速化学反应的物质。化学反应若要发生,则反应物分子之间必须有足够能量的发生碰撞以形成活性复合物或过渡态复合物,这个能量就是活化能。而催化剂能够提供一个较低的活化能,因此加速了化学反应的发生。和未添加催化剂的反应的一步实现原理相比,催化反应包含了许多种化合物与过渡态复合物[1]。 催化技术对于目前乃至未来的能源、化学反应、环境工业、石化工业都是至关重要的。原油、煤和天然气向燃料和化学原料的转化,大量石油化工和化学产品的生产,以及CO、NO、碳氢化合物排放物的控制,全都依赖于催化技术。此外,催化剂还是燃料电池电极的必要组分——无论电极使用的是固体氧化物离子还是聚合物质子电解液[2]。催化技术的发展、催化剂的改进和新催化剂的成功开发, 往往会带动已有工艺的改进和新工艺的诞生。据统计,85%以上的化学反应都与催化反应有关[3]。目前工业上采用的催化剂大多为金属、金属盐和金属氧化物等多相催化剂, 其优点是催化性能较稳定, 使用温度广, 容易回收重复使用, 但催化活性较低, 反应常常需要高温、高压条件, 而且副反应较多。最近几十年, 发展了以有机金属络合物为主的均相催化剂, 为化学工业带来革命性进步。这种催化剂分散度高, 活性中心均一, 结构明确, 催化剂活性和选择性都较高, 反应可以在很温和的条件下进行[4]。 近年来,随着科学技术的突飞猛进,合成了许多具有独特功能的高分子材料。其中,高分子催化剂在化学工业中初露头角,显示许多优良的性能,将有可能却带无极催化剂。高分子催化剂就是高分子化的催化剂,催化剂在高分子上,高分子是载体,因此有时也称负载催化剂。 最早报道的高分子催化剂是Haag[5-7] 等在1969 年采用聚苯乙烯磺酸树脂负载的阳离子金属络合物,并证明可用于氢化醛化反应到了七十年代后期几乎所有的小分子都被负载在有机和无机高分子上, 这些高分子催化剂是用带有配位原子N,S,P,O等的高分子作为配位体与过度金属形成络合物在这方面发表了许多综述和专著。 高分子催化剂是一种对化学反应具有催化作用的高分子。 是一种高活性、高选择性的天然高分子催化剂,但由于是水溶性的,故在工业应用上受到限制,因而又发展了不溶于水的固定化酶——一种半合成的高分子催化剂【8】。目前开发应用的合成高分子催化剂主要有离子交换树脂型催化剂和高分子金属催化剂两类。多以有机或无机高分子为骨架,在骨架上连有各种具有催化作用的功能基团。这类催化剂不仅具有很高的活性和选择性,而且比较稳定,分离、回收方便,可以重复使用,有的还具有光学活性等特殊的机能。目前已应用到各种有机反应、有机合成及某些高分子合成反应中。此外许多研究表明高分子载体不仅仅是作为金属活性中心的惰性支持体,由于其特殊的高分子效应及其与催

SCR催化剂再生与回收

SCR催化剂再生与回收 一:硫酸处理再生比单纯的水洗再生更有效,酸洗再生后K2O得以完全清除,同时在催化剂表面引入了硫酸根离子,使其再生后的脱销活性在350℃-500℃内,稀硫酸的浓度最佳为0.5mol/L,催化剂的脱销活性能够达到中毒前的92%。这主要是因为硫酸根离子在催化剂表面的出现,增加了酸性位的数量,提高了酸性位的强度。钒的溶解量随再生溶液的PH值变化,PH值越低,被溶解的钒越多。钨的浸出量相对于其在催化剂中的担载量并不明显。研究采用0.5mol/L的稀硫酸对KCl中毒的催化剂进行再生,当反应温度超过300℃后,再生后的催化剂表现出比新鲜催化剂更高的脱销活性。这可能是由于表面硫酸物种的促进作用,钾被稀硫酸洗去,以及V-OH基团得到恢复。酸液再生对Ca中毒的SCR 催化剂恢复效果也较好。 二:①还原浸出-氧化沉钒法。该法将废钒催化剂加水加热煮沸,并加入二氧化硫或亚硫酸钠还原,使五氧化二钒还原成四价钒呈硫酸钒酰形态进入溶液,然后加入氧化剂氯酸钾氧化沉钒。 ②酸性浸出-氧化沉钒法。用盐酸或硫酸溶液升温浸出,同时加入氧化剂氯酸钾氧化四价钒为五价钒,五氧化二钒的浸出率可达95%-98%,再用碱溶液调节PH值,煮沸溶液得到五氧化二钒沉淀。 ③碱性浸出-沉钒法。由于五氧化二钒为两性氧化物,可采用酸液浸取液,采用碱液加以浸取回收。用NaOH或者碳酸钠溶液在90℃下浸出,溶液过滤后调整PH值1.6-1.8,煮沸得到五氧化二钒沉淀。碱浸法五氧化二钒的回收率与酸法相当,但碱法回收五氧化二钒的纯度不如酸法。 ④高温活化法。将废钒催化剂直接进行高温活化,焙烧时不加任何添加剂,

然后用碳酸氢钠浸出,同时加入少量氯酸钾氧化溶液,通过过滤、浓缩浸出液,再加入氯化铵使钒以偏钒酸铵形式沉淀,干燥、煅烧得到五氧化二钒产品。三:再生技术联用 在实际的操作中,由于催化剂的中毒因素很多,所以再生方法也不限于一种,往往由多种方法组合,最常用的工艺:去灰→水洗→超声波化学清洗→活性物质负载→干燥。这里的化学清洗可以根据催化剂的中毒情况,添加不同的化学清洗剂,对于碱金属或碱土金属中毒可以用酸液,对于S中毒可以用碱液清洗。而活性物质负载,不仅可以补充丢失的活性组分,还能激活一些处于惰性的活性价态。四:活性盐溶液活化再生 为了恢复或修补催化剂的活性组分和微孔结构,将预先处理好的催化剂放入活性盐溶液中进行活化,达到恢复和提高催化剂脱硝活性的目的。水洗、酸洗后,采用偏钒酸铵/偏钨酸铵溶液(V/W质量比=1:5)对催化剂进行活化清洗,有效地恢复了失活催化剂的脱硝活性。采用0.1mol/L的稀硫酸对用于以锯末为燃料的生物质电厂的SCR催化剂进行酸洗,在360℃下催化剂活性仅上升至51%。向0.1mol/L稀硫酸加入0.025mol/L仲钨酸铵,催化剂的再生程度提高至69%,这可能是因为大量W的出现增加了催化剂上酸性位的数量,稳定了Bronsted 酸性。常州肯创环境公司发明一种SCR催化剂清洗再生液,包括渗透促进剂、表面活性剂以及活性组分补充液,经过清洗和活化后,催化剂的活性可恢复至90%-105%,使用寿命可达新鲜催化剂的95%以上。

含镍铝废催化剂的回收利用

含镍铝废催化剂的回收利用 【摘要】含镍铝废催化剂的回收利用中,回收Ni是重点,而往往忽视了Al 的回收,本文全面设计了含镍铝废催化剂的回收工艺,重点针对铝的回收进行了实验室研究,得到了最佳工艺条件。 【关键词】镍铝基;废催化剂;硫酸镍;氧化铝;回收利用 一、概述 工业生产催化过程中常采用多组分固体催化剂。随着时间的推移,催化剂的某些组分在形态,结构以及数量上会发生变化,导致催化剂失去活性,成为废催化剂。废催化剂中含有大量的有色金属和贵金属,必须加以祸首利用。对于人均资源拥有率较低的我国来讲,意义深远。 含铝镍催化剂中最常见的是镍铝合金粉经活化处理制得的兰尼镍触媒,它是一种高活性催化剂。主要应用于催化加氢反应过程。如以气态烃为原料的合成氨工业。对废镍触媒回收后制得的晶体硫酸镍,在电镀、无机化工、有机合成、硬化油生产、印染、医药以及玻璃陶瓷等多方面有着广泛的应用。氢氧化铝在纸张、油墨、美术颜料中作颜料和填料,在玻璃和搪瓷中作展色剂,还可制阻燃剂,制药或作牙膏的基料。用氢氧化铝进一步制备的氧化铝可制备活性氧化铝、氧化铝除氟剂等。 二、含镍铝基废催化剂的回收工艺过程 1.废催化剂中针对铝回收的工艺方案 采用钠盐焙烧镍触媒,其主要是利用钠盐和氧化铝反应生成铝酸钠,使不溶性的氧化铝转化成为可溶于水的铝酸钠,再通过拜耳法生产得到工业氧化铝,Ni、Fe等则成为不溶解镍渣中,通过压滤从溶液中分离出来,镍渣中镍含量由处理前的5%上升到10%左右,而氧化铝则由60%以上下降到10%左右。通过这一步的处理,不仅充分回收了氧化铝,而且最大程度的降低了后期镍渣冶炼成本。 2.主要工序及原理 (1)焙烧工序 将原料放置焙烧炉中焙烧至不冒烟。 (2)碱溶工序 焙烧后的原料经碱溶后,大部分氢氧化铝被溶解。过滤后将滤液用硫酸调至pH=5.2时,溶液中的偏铝酸钠全部变为氢氧化铝沉淀,沉淀经老化后过滤得氢

废催化剂处理(DOC)

石油化工废催化剂中往往含有一些有毒成分,主要是重金属和挥发性有机物,具有很大的环境风险,对其进行无害化处理处置显得尤为重要。此外,石油化工废催化剂中有较高含量的贵金属或其他有价金属,有些甚至远高于某些贫矿中的相应组分的含量,金属品位高,可将其作为二次资源回收利用。对石油化工废催化剂进行综合利用既可以提高资源利用率,更可以避免废催化剂带来的环境问题,实现可持续发展。 1、废催化剂有多少? 据报道,全球每年产生废催化剂50万~70万吨,其中,废炼油催化剂占很大的比例。随着我国炼油催化剂销量的逐年递增,废炼油催化剂的产生量也逐年增加。如果不对废炼油催化剂加以科学管理,其中的有毒有害成分会污染环境并危害人体健康,并且其中的一些贵重金属资源也会流失。因此,对废炼油催化剂进行有效的处理和利用已成为一个十分重要的课题 。

目前,FCC催化剂的使用量占据了较大的市场份额,约为炼油催化剂总使用量的68.9%;加氢精制、加氢裂化和催化重整催化剂所占比例分别为9.4%,6.2%,3.3%;其他种类的炼油催化剂所占比例约为12.2%。2015年我国石油消费量达到5.85亿吨(估算值),废炼油催化剂的产生量也达到20.7万吨(估算值)。 2、主要成分及含量 几种催化裂化、加氢精制、加氢裂化和催化重整新鲜催化剂的主要成分及含量见表2。 由于催化剂反应活性的需要,有些新鲜催化剂本身就含有有毒有害成分。如加氢精制与加氢裂化催化剂中含有NiO,属于致癌性物质。

炼油过程中,原油中的一些有毒有害成分会进入到催化剂中,废炼油催化剂的主要成分及含量见表3~4。 由表3可见,废FCC催化剂表面可能沉积有Ni,V,Fe等重金属,少量的Na,Mg,P,Ca,As,Cu等元素也会沉积在废催化剂上。另外,为了使沉积在催化剂上的重金属活性受到抑制,通常会向系统中加入一定量的钝化剂,而钝化剂中含有Sb,也是一种有毒物质。废加氢精制催化剂上会有Ni和V等金属沉积,根据进料的不同,As、Fe、Ca、Na及黏土等杂质也会沉积在催化剂上使其活性降低甚至失活。因催化重整工艺对原料的要求很严格,故其废催化剂中有毒有害成分很少,废催化剂表面以积碳居多,由于装置运转时间较长,原油中的硫、氮、金属等也会在催化剂表面累积。

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