[發明專利]一種富集氧化鋁基廢載釕催化劑中釕的方法

有效

• 申請號: 202210377301.0
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114934180B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 張杜超;楊天足;劉偉鋒;陳霖;賈曉云;王永密;李廷穎
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B11/00;C22B21/00
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一種富集氧化鋁基廢載釕催化劑中釕的方法，本發明采用酸性逆流浸出法，將氧化鋁基廢載釕催化劑在返回的鹽酸溶液中進行一次酸性浸出，使其中的部分氧化鋁溶解以實現釕的初步富集；一次酸性浸出所得浸出渣則加入新鮮的鹽酸溶液進行二次酸性浸出，進一步使浸出渣中大部分氧化鋁溶解，實現釕的二次富集，所得鹽酸浸出液經過濾后返回一次酸性浸出；向一次酸性浸出液中加入沉淀劑實現溶液中釕的沉淀富集，沉淀后液則送往提鋁工序。本發明鋁的總浸出率大于88％，釕的沉淀率大于80％，浸出渣中釕富集9倍以上，整個工序釕的綜合回收率大于98％。

技術領域

本發明涉及冶金領域中濕法冶金過程，是一種有效富集氧化鋁載釕催化劑中釕的方法。

背景技術

釕(Ru)作為鉑族金屬元素家族的一員，在地殼中含量少、豐度低，其含量僅為1.0×10^-9，是最稀有的金屬元素之一。釕的主要用途之一為石油化工催化劑，大約45％的釕用于石油化工行業。釕催化劑通常使用的載體主要有氧化鋁、活性炭等，其在使用過程中由于發生團聚或者中毒而失活報廢，因此從廢載釕催化劑中回收釕對于緩解我國當前釕資源緊張局面具有重要意義。

目前，釕的回收方法主要包括：直接氧化蒸餾法、堿熔融水浸分離法、火法回收法(李康博,肖發新,孫樹臣,等.含釕廢料回收釕工藝概況[J].貴金屬, 2020,41(3):78-84；楊天足.貴金屬冶金及產品深加工[M].長沙：中南大學出版社，2005年，786-791)。對于釕含量較高的原料，通常直接氧化蒸餾，這也是當前回收釕最經濟有效、工業應用最成熟的方法。其基本原理是，基于四氧化釕 (RuO₄)易揮發的特點，在酸性或堿性體系下，采用強氧化劑使釕生成四氧化物揮發出來，然后用鹽酸和乙醇的混合溶液進行吸收，得到純度很高的H₃RuCl₆溶液，濃縮烘干便得到水合三氯化釕產品。堿熔融水浸分離法是一種預處理方式，為了使釕與其他鉑族金屬元素等分開，并提高釕的蒸餾效果，首先將含釕物料經過過氧化鈉熔融處理后，用水浸出熔融物，釕以Na₂RuO₄物相進入溶液中，過濾后得到黑紅色溶液，該溶液可以直接進行蒸餾回收，也可加入乙醇后并用硫酸中和，產出Ru(OH)₄沉淀物，再在酸性或堿性介質進行氧化蒸餾回收釕。釕的火法回收一種是在高溫下直接通入氧氣，使釕氧化，但通常只能得到RuO₂，并不能有效分離釕和其他元素；另一種方法是將含釕物料與氯化鈉混合后，在一定的溫度下，向爐內通入氯氣，使釕轉化為易溶于水的氯釕酸鈉，但在此過程中部分釕會揮發進入氣相，同時如果原料中含有其他金屬也會發生礦相轉化，不利于釕與其他金屬的富集。

這些釕的回收方法對于高含量的含釕物料，通常具有比較好的釕回收效果，或者對于處理釕與其他鉑族金屬共存的物料時，可以實現釕的分離與提取，但對于含釕偏低的廢載釕催化劑，特別是氧化鋁基廢載釕催化劑，并不具有優勢。這是因為，采用直接氧化蒸餾法處理氧化鋁基廢載釕催化劑時，所選擇設備規格型號往往偏大，導致生產勞動強度大，所消耗酸較多，釕直收率偏低，同時氧化鋁在堿性或酸性體系會發生溶解，原料中所含的少量活性釕在此過程也會發生溶解，導致后續兩者分離困難，而所采用的氧化劑更會促使鋁與釕的溶解，使這一問題擴大化；而采用熔融法，一般是采用氫氧化鈉和過氧化鈉這兩種試劑混合均勻后，再與氧化鋁基載釕催化劑混合焙燒，在此過程中氧化鋁和釕都會發生礦相轉化，生成易溶于水的鋁酸鈉和釕酸鈉，再通過水浸出和氧化蒸餾的方法進行分離，該方法盡管釕蒸餾效率較高，但其缺點在于試劑成本較高，堿性試劑在高溫下腐蝕性強，同時也存在進入溶液中的釕與鋁分離困難等缺點。此外，火法回收法，如中溫氯化法等，不能實現氧化鋁與釕的分離，也不能實現釕的高效提取，因此限制了該方法在回收釕上的工業應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效富集氧化鋁基廢載釕催化劑中釕的方法。