[發(fā)明專利]一種貴金屬?gòu)U料直接制備催化劑的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810713064.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN108906137B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張深根;丁云集;劉波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J37/18
• 分類號(hào): B01J37/18
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明屬于再生貴金屬技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種貴金屬?gòu)U料直接制備催化劑的方法。首先將貴金屬?gòu)U料進(jìn)行球磨、焙燒、還原等預(yù)處理，然后在酸性介質(zhì)中氧化并絡(luò)合貴金屬，再用陽(yáng)離子樹脂選擇性吸附貴金屬絡(luò)合物濾液中的金屬陽(yáng)離子。將催化劑載體置于貴金屬絡(luò)合物溶液進(jìn)行超聲浸漬，超聲浸漬后催化劑經(jīng)干燥后通氫氣還原貴金屬離子得到貴金屬催化劑。本發(fā)明以貴金屬?gòu)U料為原料，陽(yáng)離子交換樹脂除雜直接制備貴金屬催化劑，避免了傳統(tǒng)長(zhǎng)流程(貴金屬?gòu)U料?貴金屬提取?精煉?高純貴金屬?溶解?催化劑)制備催化劑，具有流程短、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，適合于工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要屬于再生貴金屬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種貴金屬?gòu)U料直接制備催化劑的方法。

背景技術(shù)

貴金屬主要指金、銀和鉑族金屬(釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑)等8種金屬元素，具有重要的戰(zhàn)略意義，被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)維他命”。貴金屬主要產(chǎn)于南非、俄羅斯、美國(guó)、加拿大、澳大利亞、津巴布韋等國(guó)，特別是鉑族金屬，上述國(guó)家的資源儲(chǔ)量約占世界儲(chǔ)量的99％。我國(guó)貴金屬儲(chǔ)量稀少，鉑族金屬的儲(chǔ)量不到400噸，年產(chǎn)鉑鈀僅3噸，僅為需求量的2.14％，對(duì)外依存度高達(dá)近98％，資源嚴(yán)重匱乏，供需矛盾十分突出。貴金屬?gòu)U料的回收是緩解我國(guó)貴金屬嚴(yán)重短缺的重要舉措。

目前貴金屬?gòu)U料回收工藝主要是先將除去貴金屬?gòu)U料上的有機(jī)物和活化貴金屬，然后用強(qiáng)氧化劑氧化浸出，最后還原、提純得到純度99.95％以上的貴金屬。中國(guó)發(fā)明專利(200480029923.4)公開了一種從廢催化劑中回收貴金屬的方法，涉及先還原活化貴金屬、粉碎、王水溶解、氯化銨沉淀等工藝，該方法王水污染嚴(yán)重，且工藝流程長(zhǎng)，產(chǎn)品純度不高。中國(guó)發(fā)明專利(200610046634.6)公開了一種以次氯酸鈉、鹽酸為浸出劑溶解貴金屬、水合肼還原沉淀鉑的方法，該方法能有效的回收鉑，但存在酸度高、廢水量大和鉑純度不高，需進(jìn)一步提純。中國(guó)發(fā)明專利(201210252773.X)公開了一種王水溶解、離子交換樹脂吸附鉑、濃硫酸解吸鉑的回收汽車尾氣催化劑中貴金屬的方法，最后得到氯鉑酸溶液通過蒸發(fā)結(jié)晶。該方法離子交換樹脂和硫酸可循環(huán)使用，但王水溶解污染大，產(chǎn)品需要進(jìn)一步處理才能利用。中國(guó)發(fā)明專利(200610046634.6)公開了一種Pd-Ru/氧化鋁催化劑中鈀和釕的回收方法，首先將焙燒催化劑的催化劑用鹽酸或硫酸長(zhǎng)時(shí)間(8-12h)溶解，再用鋁置換鈀和釕，然后用次氯酸、濃硫酸氧化溶解，最后分離提純得到釕和鈀。該方法貴金屬回收率高，但工藝流程長(zhǎng)、試劑消耗量大，產(chǎn)品純度不夠高，需進(jìn)一步提純。中國(guó)發(fā)明專利(201610515116.8)公開了一種從廢舊手機(jī)電子元器件中回收鈀的方法，包括破碎、非金屬與金屬分離、鈀的溶解、提純等工藝。采用HCl-CuCl₂-NaClO浸出、TOP-TBP-磺化煤油體系萃取、氨水還原得到鈀產(chǎn)品。該方法環(huán)境較友好、萃取率高，但鈀的浸出率低，總回收率僅92.12％，同時(shí)產(chǎn)品純度不高，需進(jìn)一步提純。

催化劑是貴金屬最重要的領(lǐng)域，大約45％鉑、65％鈀和85％銠應(yīng)用于汽車尾氣凈化、煉油、化工、醫(yī)藥、精細(xì)化工等催化劑。催化劑制備往往需要高純貴金屬或貴金屬鹽。如中國(guó)發(fā)明專利(201480046146.8)使用乙醇胺鉑為原料負(fù)載在載體上。中國(guó)發(fā)明專利(201610453732.5)公開了一種使用高純貴金屬溶解制備貴金屬浸漬液的方法。以上專利均未涉及用貴金屬?gòu)U料直接制備催化劑。

綜上，現(xiàn)有貴金屬回收方法存在流程長(zhǎng)、產(chǎn)品附加值低、物耗能耗高；同時(shí)貴金屬催化劑制備采用高純貴金屬或貴金屬鹽，成本高。因此，亟需研發(fā)以貴金屬?gòu)U料直接短流程制備催化劑，提高貴金屬的附加值，減少物耗能耗及污染物的排放。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)貴金屬回收流程長(zhǎng)和催化劑制備所需高純貴金屬價(jià)格高等問題，本發(fā)明提供了一種貴金屬?gòu)U料直接制備催化劑的短流程方法，不僅經(jīng)濟(jì)、有效實(shí)現(xiàn)了貴金屬的循環(huán)利用，還極大較少了傳統(tǒng)催化劑制備過程“貴金屬提取-精煉-加工-催化劑”中的物耗能耗和污染物的排放，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：