钯碳催化剂回收:背景、方法

金泽贵金属回收 钯碳回收 2022-06-20 26224 0

钯碳催化剂回收方法简介 

本方法公开了一种细炭粉载体钯碳催化剂中金属钯的回收方法,依次包括焙烧、还原剂还原、无机强酸和氧化剂浸出、浸出液除杂、氨络合、氨络合滤液酸化得二氯二氨络亚钯沉淀、沉淀焙烧还原得金属钯的步骤;焙烧工序中置于焙烧炉中的块状或团状焙烧物组成按重量百分比计包含葡萄糖酸钙、废钯碳催化剂和水,其中水的重量百分比不高于10%,焙烧温度为750~800℃。加入葡萄糖酸钙与钯碳催化剂混合,葡萄糖酸钙在焚烧温度下分解生成稳定的泡沫碳酸钙,利用用泡沫碳酸钙对钯碳催化剂的覆盖作用和对烟气的过滤富集钯的作用,减少焙烧过程中钯的损失,最终提高贵金属钯的回收率。

钯碳催化剂回收背景

钯催化剂作为化工生产中常用的催化剂,在化学反应中具有重要的作用。但是由于钯价格昂贵,而且资源有限,其回收工艺就得到了人们的重视。从废钯催化剂中回收钯常见的有浸出法和焙烧法两种。

现有技术中浸出法如201210428269.0,从经济实用的角度出发,钯碳催化剂回收方法多集中于焙烧法,如03126465.4、91104385.3、201610792867.4、200610097872等。焙烧作为回收工艺中的关键步骤,在焙烧的过程中应当通入适量的空气,以便催化剂中的有机物杂质和活性炭能够充分的和氧气反应进行燃烧分解,同时也方便了甲酸对氧化钯的还原,但焙烧过程中马弗炉内的上升气流会带走灰分,造成钯的损失,不利于保证较高的贵金属回收率。

为了克服粉末燃烧随气流转移的技术缺陷,改进的技术方案如期刊“废钯铂碳催化剂的氧化焙烧法”所述的三种改进方案,第一种方案是将25%的粘土、25%的易燃炭和50%的废催化剂混匀打成煤球,第二种方案是在废料中按固液比1:0.5加入水玻璃溶液,混匀后捏成团放入电炉中焙烧,第三种方案是在废催化剂中加入25%的熟石灰,混匀后捏成团放在电炉中焙烧,试验得出第三种方案的熟石灰具有助燃效果和对贵金属的吸附捕集作用,并且碳酸钙可溶于酸,对于贵金属回收的后续步骤不会产生影响。

在煤的重金属排放控制技术中,煤燃烧过程中,碳酸钙焙烧生成的氧化钙与重金属或其他物质反应时能生成非孔、致密物覆盖在氧化钙晶粒表面,从而达到捕集金属的效果。但是催化剂的焙烧通常至于坩埚中进行,上述非孔致密物不利于空气与未焙烧催化剂的充分接触,进而导致废催化剂的焙烧速度减慢,而且催化剂铺开焙烧会进一步增加上升气流所带走的灰分量,增加钯的损失量。

钯碳催化剂回收方法具体内容:

本方法的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷,提供一种细炭粉载体钯碳催化剂中金属钯的回收方法,上述回收方法的钯焚烧损失量小。

为实现上述目的,本方法的技术方案为:一种细炭粉载体钯碳催化剂中金属钯的回收方法,依次包括焙烧、还原剂还原、无机强酸和氧化剂浸出、浸出液除杂、氨络合、氨络合滤液酸化得二氯二氨络亚钯沉淀、沉淀焙烧还原得金属钯的步骤;其特征在于,焙烧工序中置于焙烧炉中的块状或团状焙烧物组成按重量百分比计包含葡萄糖酸钙、废钯碳催化剂和水,其中水的重量百分比不高于10%,焙烧温度为750~800℃。

首先,将细粉状的废钯碳催化剂制成块状或团状有助于减少焙烧初期粉体的流失;葡萄糖酸钙在较低的温度下分解生成泡沫碳酸钙和二氧化碳,泡沫碳酸钙膨出并包覆在焙烧物的表面,焙烧物由表及里中充分燃烧,焙烧所得上升气流需要穿过泡沫碳酸钙膨体释放,泡沫碳酸钙对于焙烧所得烟气具有过滤作用,部分钯被捕集在碳酸钙中,并随焙烧产物一并与甲酸反应,另外,由于焙烧后被烧物局部水分挥发,细粉状钯碳脱落,覆盖在焙烧物表面的膨体对于吹入焙烧炉的空气流具有阻挡作用,进一步减少焙烧过程中的粉体流失量。

常温下葡萄糖酸钙在水中的溶解度较小,因此上述焙烧物的混合可直接在常温下完成。上述的块状或团状并不限于球状条状等规则性状,细粉状钯碳催化剂成团即可。

选择的技术方案为,焙烧工序中置于焙烧炉中的块状或团状焙烧物组成按重量百分比计包含葡萄糖酸钙20~35%、废钯碳催化剂60~75%和水2~8%。葡萄糖酸钙含量过高不利于空气中氧气的进入,减缓焙烧进程,升值导致催化剂焙烧不充分,葡萄糖酸钙含量过低则对于挥发钯的捕集效果较差。

选择的技术方案为,所述焙烧工序中置于焙烧炉中的块状或团状焙烧物的组成还包含有机增稠剂,有机增稠剂的重量百分比为0.5~3%。在焙烧物中添加有机增稠剂,增加葡萄糖酸钙和钯碳催化剂的粘接力,减少由于焙烧后被烧物局部水分挥发而导致的细粉状钯碳脱落的现象。

理论上,不引入新的杂质元素的有机增稠剂均可引入焙烧物中,包括但不限于有机增稠剂为选自羧甲基淀粉类增稠剂、壳聚糖和羧甲基纤维素类增稠剂中的至少一种。

钯碳催化剂焙烧和葡萄糖酸钙分解生成的二氧化碳密度大,容易聚集在焙烧物周围,为了便于空气的导入和二氧化碳的充分释放,选择的技术方案为,焙烧炉中焙烧物容器的材质为氧化铝泡沫陶瓷。被烧物容器可以为泡沫陶瓷管,也可以为坩埚状的泡沫陶瓷件。上述两种结构的泡沫陶瓷件对与泡沫碳酸钙的膨出起到限位作用,少部分的泡沫碳酸钙进入泡沫陶瓷件的内部,导致焙烧开始后短时间内泡沫碳酸钙的积聚,延长燃烧气流在泡沫碳酸钙中的过滤通道,进一步减少钯损失。泡沫陶瓷件也可对经由其渗出的燃烧气流起到过滤效果。

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