[發明專利]一種乙烯基三氯硅烷廢催化劑的回收利用方法

有效

• 申請號: 202110317448.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113088696B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 丁云集;張深根
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;北京科技大學順德研究生院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B11/00;C22B11/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明屬于鉑族金屬再生領域，具體公開了一種乙烯基三氯硅烷廢催化劑的回收利用方法。該方法包括如下步驟：水解廢催化劑中硅烷類有機物獲得硅酸和油水混合物，利用密度差分離油水混合物中鹽酸和氯苯，硅酸經干燥脫水后與廢汽車尾氣催化劑或廢石化催化劑配料，采用鐵捕集協同回收鉑族金屬。本發明實現了乙烯基三氯硅烷廢催化劑全組分回收，具有工藝流程短、生產成本低、鉑回收率高和綠色清潔等優點，適合于工業化生產。

技術領域

本發明屬于再生鉑族金屬領域，特別涉及協同回收乙烯基三氯硅烷生產過程中產生的廢催化劑的方法。

背景技術

乙烯基三氯硅烷是合成乙烯基系有機硅偶聯劑重要原料，主要以Karstedt催化劑，通過乙炔與三氯氫硅加成反應合成得到，其中Karstedt催化劑是一種有機鉑化合物，反應原理如下：

C₂H₂+HSiCl₃→CH₂CHSiCl₃

生產過程中不可避免地有大量的副反應發生，如乙烯基三氯硅烷與三氯硅烷進一步反應將生成雙加成產物即1,2-二(三氯硅基)乙烷，以及反應生產高沸點的六氯二硅烷。反應結束后，產物經蒸餾分別分離出乙烯基三氯基硅烷、氯苯、1,2-二(三氯硅基)乙烷，剩余的高沸點殘余物主要為六氯二硅烷、少量氯苯、乙烯基三氯硅烷和含鉑廢催化劑，其中鉑含量約20-100g/t。但這類物質成分復雜、毒性大，屬于危險廢物；同時因含少量鉑，具有較高的經濟價值。

然而，目前對該類廢催化劑的研究較少，主要利用高沸點殘留物中有機硅制備單硅烷、硅油、有機硅防水劑、有機硅樹脂等。如中國發明專利(申請號：201510951805.9)公開了一種利用乙烯基高沸物制備硅油的方法，通過加入三甲基氯硅烷避免乙烯基高沸物在水解時發生交聯，同時在反應體系中加入催化劑四丁基氯化銨使反應物充分接觸，該方法雖能獲得硅油產品，但轉化率低，同時鉑不能有效回收，經濟價值差。

因此，本發明基于六氯二硅烷、乙烯基三氯硅烷水解生成鹽酸和硅酸的原理，提出了有機物水解、硅酸干燥、鉑族金屬二次資源協同熔煉的方法，不僅實現了有機物的無害化處置與資源化利用，同時也回收了鉑，為乙烯基三氯硅烷廢催化劑提供了新思路和新方法。

發明內容

針對乙烯基三氯硅烷生產過程產生的含鉑有機硅烷類廢釕成分復雜，傳統用于制備單硅烷、硅油、有機硅防水劑等方法硅烷有機物轉化率低、鉑無法回收等現狀，本發明提出了一種基于水解、協同熔煉回收鉑的新方法，實現廢催化劑的全組分綜合利用。

本發明采用如下技術方案：

一種乙烯基三氯硅烷廢催化劑的回收利用方法，所述方法具體步驟如下:

(1)緩慢加水將廢催化劑中硅烷類有機物水解為鹽酸和硅酸，利用密度差分離油水混合物中鹽酸和氯苯；

(2)硅酸經干燥脫水后得到含鉑二氧化硅；

(3)通過添加捕集劑、還原劑、造渣劑，協同熔煉含鉑二氧化硅和含鉑族金屬二次資源，將鉑族金屬富集在合金相中。

本發明的原理為：

廢催化劑中主要含六氯二硅烷和少量氯苯、乙烯基三氯硅烷，其中六氯二硅烷和乙烯基三氯硅烷水解原理如下：

Si₂Cl₆+(4+n)H₂O→6HCl+2SiO₂·nH₂O+H₂↑

2CH₂＝CHSiCl₃+(4+n)H₂O→6HCl+2SiO₂·nH₂O+2C₂H₄