國內鉑族金屬回收現狀

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歐美與日本等發達國家對于從廢催化劑中回收鉑族金屬 等貴金屬這一工作,從上個世紀五十年來就進行了深入研究, 及至當前,已經形成了一個規模較大、體制較為完善的產業。 而觀察我國鉑族金屬回收的狀況,由于起步較晚、原油與金屬 價格的上升,以及國家環保政策的頒布,都使得鉑族收回工作 一直受到約束。好在從上個世紀七十年代初開始,我國一些石 化企業已經與清華大學等高等院校進行了合作,在從廢催化劑 中提純鉑族金屬這一方面獲得了明顯的進展與成就。

3 回收技術之濕法工藝 國內已經建設有許多鉑族金屬的精煉工廠,其所具有的相 關設施、所處的周邊環境、所在地區污水處理時投入的凈水劑 標準以及操作人員的素質水平都有較大的差異,因此,所采用 的回收技術也有所不同。本段試探討回收鉑族金屬(鉑和鈀) 所用的濕法工藝。

3.1 鉑(Pt)回收

3.1.1 硫酸(H2SO4)選擇溶解載體(Al2O3)法 硫酸在溶解載體Al2O3時,活性成分錸可以同時溶解,但鉑 卻不會溶解,這時可以借助樹脂吸附法,將溶液中的錸吸收出 來進行回收,而剩余在不溶解的金屬渣中的鉑,也可以借此進 行回收。具體工藝流程見圖1: 圖1 選擇溶解法的流程

3.1.2 全溶解法 具體工藝流程見圖 2,全溶解法的化學反應機理為 H2SO4 + HCl + H2O + 氧化劑。在處理過程中,全溶解法可以使鉑等 貴金屬與Al2O3載體全部溶解,于溶液中生成Fe3+、Al3+、Cl-、SO2 -4 等陰陽離子,再通過陰陽離子的吸附作用,將貴金屬Pt的相關 化合物進行分離與富集?,F階段,全溶解法在我國應用非常廣 泛,已經具有產業化的局面,是我國當前進行廢催化劑鉑族金 屬回收的主流方法。圖2 全溶解法的工藝流程

3.1.3 高溫堿溶法 昆明市的研究所研制出一種可進行工業應用的鉑金屬回 收法,即在高溫狀態下借助堿將Al2O3進行熔融,生成一種可溶 于水的新物質——NaAl2O3。鉑在反應過程中不會溶解,因此這 法可以實現鉑金屬的分離與富集。具體工藝流程見圖3: (下轉第57頁) 技術管理 552015年4月 圖3 高溫堿溶法的工藝流程

3.2 鈀(Pd)回收 本段試探討鉑族金屬——鈀的回收方法。上世紀九十年 代,我國采用Pd/Al203、Pd-Pt/Al203、Au-Pd/Si02等方式對鈀進行 回收。具體方法有水溶液氯化法、鋅鋁置換法,等等。 Na2S 在沉淀鉑族金屬時是有一定的順序與效果的,具體 為:Pd最好,Pt次之,Rh和Ir最差。因此,Na2S在對鈀進行沉淀 操作時,可以將鈀從王水、硫酸或鹽酸等不同酸堿度的溶液中 沉淀出來。Na2S 不與 Al3+ 結合,因此 Al3+ 離子依然存在于溶液 中,不會形成固體。正因為如此,鈀得以被徹底分離出來。具 體工藝流程見圖5。 圖5 鈀回收的工藝流程

3.3 銠(Rh)回收 銠金屬經常在石油化工與醫藥制藥領域作為催化劑來使 用,化學反應完成后會產出大量的有機廢液、廢渣,較難回收。 若采取焚燒方式,將會對有機物造成破壞,生成新的單質、氧化 物,其中部分成分將會揮發。溫度越高,揮發越充分,銠的損失 也就越嚴重,因此,需要在控制焚燒溫度的同時,選擇锍捕集- 鋁熱活化的方法將銠從廢催化劑中提出出來。目前,對于銠的 分離與富集已經形成了產業化局面。

4 回收技術之火法工藝 部分貴金屬催化劑廢渣中含有難溶的載體,如 α -Al203基 與 Si02基以及沸石基。這類貴金屬若要回收必須進行火法提 煉。常用的火法設備有:三相的交流電弧爐與回轉爐,還有等 離子的熔煉爐,等等。相較于前文詳細闡述的濕法工藝,火法 存在著一定的局限性,通常只能用于含有難溶載體的部分貴金 屬催化劑廢渣。

5 結語 資源的匱乏、成本的昂貴、需求量的不斷加大,都使得石油 化工企業不得不加強對廢催化劑中鉑族金屬的回收利用,因 此,新的技術工藝被研究出來,只為提高鈀、銠、鉑等鉑族金屬 的回收率與利用率。本文介紹了濕法與火法兩種處理方式,其 中濕法因成本低廉、可行性高而成為回收鉑族金屬的主要方 法,火法的適用范圍仍比較狹窄,有待進一步研究。

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  • 本文由 發表于 2020年5月16日 16:21:42
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