废铂催化剂中回收铂方法

从废铂催化剂中回收铂的方法   

    在石油、化工、环境保护等领域所使用的催化剂主要为载体催化剂，其中起催化作和的活性成分为铂族金属，其含量从百分之几至万分之几不等。活性成分有的是单一金属，有的为多种金属。而用为催化剂载体的物质也是多种多样的，通常是贱金属的氧化物（如Al2O3、Al2O3、-SiO2、ZrO2等）或活性炭，这些载体物质提供巨大的表面积，然后用浸渍、喷涂或其他的方法将催化的活性组分（铂族金属或（和）其他金属）负载于载体表面，形成高度分散的催化活性中心。一些以Al2O3作为主要载体的含铂族金。

    载体催化剂经过长期使用后，由于各种有害杂质的影响，使催化剂逐渐失去活性而报废，尽管催化剂中铂族金属的含量低，但铂族金属价格昂贵，具有极高的回收价值。

一、溶解载体法

    由于催化剂的载体主要为氧化铝、铝为两性金属，溶解载体的方法有碱法和酸法。

（一）酸法

    当载体中的氧化铝为γ-Al2O3晶形时，可用盐酸或硫酸溶解。硫酸因价格低、对设备腐蚀性小、沸点高等优点，常常优先使用。

    在硫酸的溶解中，废催化剂中积炭的影响较大。如废催化剂在硫酸溶解前不烧除积炭，可抑制铂族金属进入溶液，并对溶解后物料的澄清有良好的促进作用，有利于固液分离。但积炭和有机物存在时，极易产生冒槽现象。因此，废催化剂在进行硫酸溶解之前，一般先经烧炭处理。溶解时，相当大一部分铂族金属可进入溶液，为避免铂族金属在溶液中的溶解损失，可在溶解后向溶液中加入还原剂（如铝），或往溶液中加入硫化钠使铂族金属以硫化物沉淀下来。例如处理铂-铼废催化剂时，铼几乎全部进入溶液，加硫化物使之呈硫化物沉淀。

    研究表明，当硫酸浓度小于57%，铂不溶解，硫酸浓度进一步增大时，铂开始进入溶液。一般说来，适当增大硫酸浓度，对载体的溶解是有利的，实践证明，硫酸浓度以20%～50%较合适。

    乙烯加氢反应的废催化剂，其载体为γ-Al2O3，还含有少量的Fe、Si、Ca、Mg等贱金属，含Pd0.031%，形态为Φ3～5mm圆柱状，表面积炭。用硫酸溶解载体的条件是：用浓度为40%的硫酸煮沸溶解3～4h，载体溶解率约为95%，大部分贱金属也溶解分离，不溶渣中含Pd1%±，其余主要为SiO2和Al2O3。

    若载体含较多的酸难以溶解的α－ Al2O3时，则硫酸溶解不完全，铂族金属富集倍数低，还需再用其他的方法再富集。

（二）碱法

    利用碱能与载体中的SiO2和Al2O3作用这一性质，将SiO2和Al2O3溶解，达到与不溶的铂族金属分离的目的，常用的碱为氢氧化钠。

    碱溶通常在较高温度的压力釜中进行，以减少溶液挥发损失和强化溶解过程。但也有研究认为，用40%NaOH溶液煮沸溶解，待溶液体积减至一半、沸点由120℃上升到170℃时，加入一定量的水再煮沸一段时间，再用大量的水稀释，大部分铂可富集在渣中。

    为了防止碱溶时铂族金属转入溶液造成分散，可以在溶解时加入还原剂，如先将催化剂湿磨制成浆状，与有机还原剂混合后，再加碱溶解。可使用的还原剂有水合肼、甲醛、硼氢化钠、酒石酸钠、甲酸或葡萄糖等。

    碱溶法具有载体溶解比较彻底，铂族金属富集倍数高，基本上能定量回收等点。溶解后所得的铝酸钠溶液，按氧化铝生产工艺精制成新催化剂所需的载体，可实现废催化剂的综合回收。

    碱溶法的氢氧化钠浓度一般为200～300g/L，温度为140～200℃。

    但碱溶法需采用高压设备，生成的铝酸钠溶液粘度大，固液分离困难，实际应用不多。

（三）焙烧-溶解法

   当载体中含有用酸难以溶解的α－ Al2O3时，加碱焙烧可以将难溶解的α－ Al2O3转化为水溶性的铝酸钠，有关反应为：

Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O

   以氢氧化钠：废催化剂=1～2:1的配比，在炉中加温至700～800℃焙烧7～8h，出炉后用10倍的水煮沸浸出30～40min，Al2O3的溶解率可达90%左右，铂族金属在溶液中的溶解损失很低，在渣中富集约10倍，反复焙烧三次可使Al2O3溶解率高于98%，获得铂族金属精矿的品位在20%左右，其溶解性能很好，在氯化介质中进行氧化浸出，铂族金属的浸出率可达99.8%，氯化渣可再返回焙烧处理。