[發明專利]一種綜合回收利用含碳石油化工行業廢Pd/Al2O3催化劑的方法

有效

• 申請號: 201610452103.0
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN105907975B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 李騫;姜濤;郭宇峰;董海剛;楊永斌;徐斌;饒雪飛;胡龍;鄒強;張雁;李光輝;范曉慧;陳許玲;張元波;彭志偉;甘敏;楊凌志
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B21/00;C22B11/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 袁靖

技術領域

本發明屬于二次資源回收利用領域，涉及一種綜合回收利用含碳石油化工行業廢Pd/Al₂O₃催化劑的方法，實現鈀和鋁的綜合回收利用，從而為緩解鉑族金屬資源匱乏創造有利條件。

背景技術

鉑族金屬具備許多獨特、優越的物理化學性質，其在現代工業、軍工及高新產業技術中有重要而不能被其他金屬或材料取代的特殊應用，有“現代工業維生素”和“第一高技術金屬”的美譽。中國是全球最大的鉑族金屬的消耗國，但礦產資源嚴重短缺，隨著鉑族金屬資源的大量開發利用，鉑族金屬二次資源已逐漸成為提取鉑族金屬的主要原料。含鉑族金屬廢催化劑因其種類多、有價金屬含量高而成為主要回收鉑族金屬的二次資源，從廢催化劑中回收鉑族金屬與原生金屬生產相比生產成本要低好多倍，可大量降低能源消耗的同時還能減少對環境的危害，因此，實現廢催化劑中鉑族金屬的高效回收利用顯得至關重要。

目前，國內處理含鉑族金屬廢催化劑的方法主要有全溶解法、鉑族金屬溶解法和載體溶解法三種。全溶解法需要控制較強的浸出條件與氧化氣氛，使失效催化劑的載體和活性組分都同時溶解轉入溶液，然后再從溶液中提取鉑族金屬。載體和貴金屬同時溶解，可提高貴金屬回收率。缺點是藥劑消耗量大，載體金屬和鉑族金屬分離困難，產生大量的廢液帶來環境污染。鉑族 金屬溶解法常用的有加壓氰化法和氯化法，氰化物屬劇毒物，控制嚴格，管理困難，設備投資大，氯化法一般是用含有一種或幾種氧化劑的鹽酸溶液，如HCl+Cl₂、HCl+H₂O₂、HCl+NaClO₃、HCl+NaClO和HCl+HNO₃等溶解廢催化劑中的鉑族金屬，此方法生產條件惡劣，對設備要求高，易造成環境污染，不適合大規模生產。載體溶解法常用的有酸溶(熔)法和堿溶(熔)法，此方法因其可以使鉑族金屬得到有效富集，同時還能對載體進行合理有效回收，從而越來越受到大家的重視。

專利CN 101036889A公開了一種含鉑催化劑的回收方法，所述的含鉑廢催化劑采用硫酸加壓浸出的方法對載體進行溶解，然后對浸出渣進行焙燒脫碳處理。該方法的缺點是硫酸加壓浸出鋁的同時也會溶解部分鉑族金屬，需要外加還原劑以減少鉑族金屬進入浸出液的損失。另一方面浸出液中雜質多，沒有對鋁進行有效的回收。

專利CN 1143682A公開了一種從廢鋁基催化劑中回收貴金屬和鋁的方法，通過消化-水浸脫鋁的方法得到富貴金屬渣。該方法使用的是強堿氫氧化鈉與廢催化劑混合后加水潤濕，在高溫焙燒條件下發生燒結反應，但采用氫氧化鈉作為鈉化劑焙燒時產物容易結塊，粘結爐壁，導致排料特別困難，另外，高溫下熔融的強堿會與鉑族金屬反應，造成鉑族金屬的溶解損失。中南大學王明等人針對其含碳廢Pt/Al₂O₃催化劑采用了原料焙燒脫碳后與氫氧化鈉混勻加水潤濕后焙燒，焙砂加水溶解的工藝回收廢催化劑中的鉑和鋁，該方法采用兩段焙燒，除了與專利CN 1143682A存在相同的問題之外，兩段焙燒不僅流程長，而且試驗過程中必須要經過一個冷卻的過程，對于連續的流水式工業生產，冷卻過程不易實現，容易帶來工藝流程延長基建投資加大等 問題。

針對目前上述工藝流程存在的一系列問題，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效綜合回收利用石油化工行業含碳廢Pd/Al₂O₃催化劑的方法。該方法既能使鈀得到有效富集又能實現載體氧化鋁的回收利用，有利于資源重復利用和可持續發展。該方法工藝簡單、流程短、易于實施，適合大規模生產使用。

一種綜合回收利用含碳石油化工行業廢Pd/Al₂O₃催化劑的方法，步驟包括：機械活化預磨-鈉化焙燒-弱堿浸出，浸出液中回收鋁，鈀在渣中得到富集，鈉化焙燒所用添加劑為草酸鈉。

上述的方法：廢Pd/Al₂O₃催化劑粗破至-3mm以下，預磨至磨礦細度為-200目占70％～80％。

上述的方法：草酸鈉的用量為廢Pd/Al₂O₃催化劑中的鋁含量的1.5～2.5倍。

上述的方法：鈉化焙燒溫度為650℃～850℃，焙燒時間為60min～100min。

上述的方法：弱堿浸出時采用NaOH溶液浸出。

上述的方法：弱堿浸出時采用質量分數為0.5％～3％的稀NaOH溶液浸出。