CN102382988A - 一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从废催化剂中回收贵金属的技术领域，特别是一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，包括碱处理、酸处理、无机盐处理和还原剂处理。本发明的有益效果是：废催化剂中的钯回收率为99～100％，纯度为99.95～100％，工艺简单，无需焙烧处理，便于工业化操作。

Description

一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法
技术领域
本发明涉及从废催化剂中回收贵金属的技术领域，特别是一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法。
背景技术
贵金属催化剂在石油化工行业有着广泛的应用，例如，将贵金属Pt、Pd或Rh负载在活性炭、氧化铝、氧化硅等载体上用于氧化、加氢或脱氢等反应，此类催化剂经长期使用后易于失去活性成为废催化剂，废催化剂上由于含有贵金属，需回收再利用。
目前对于以活性炭和氧化铝为载体的贵金属催化剂的回收报道很多，而以氧化硅为载体的报道较少，回收废催化剂上贵金属的方法主要包括催化剂焙烧、载体与贵金属的分离及贵金属的提纯三个步骤。常见的载体与贵金属的分离方法是用盐酸和氧化剂将载体上的贵金属溶解，从而实现分离效果，但由于使用大量腐蚀性溶剂，不仅贵金属的回收率不高，设备腐蚀严重，而且对环境也造成严重污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，可有效提高金属回收率，无需焙烧处理，减少回收过程对设备的腐蚀和对环境的污染。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，包括碱处理、酸处理、无机盐处理和还原剂处理，具体为：
a)碱处理在 40～100℃条件下，将废催化剂用无机碱溶液蒸煮2～8h，冷却过滤得含钯残留物；
b)酸处理 在20～100℃条件下，向含钯残留物中加入无机混合酸，反应过程伴有显著蒸汽挥发，待蒸汽挥发完毕得钯盐溶液；
c)无机盐处理 向钯盐溶液中加入无机盐，冷却过滤得钯沉淀物；
d)还原剂处理 用去离子水将钯沉淀物稀释，再向其中缓慢加入还原剂，反应温度逐渐升高并伴有气泡产生，待反应结束，冷却过滤得产品钯。
步骤(a)中的无机碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种或两种，溶液质量浓度为5～30％。
优选地，所述无机碱溶液的质量浓度为10～25％，含钯残留物的回收率为99～100％。
步骤(b)中的无机混合酸中的盐酸质量浓度为10～37％，硝酸质量浓度为40～65％，混合酸的体积比为3∶1，反应温度优选80～100℃。
步骤(c)中的无机盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种，溶液质量浓度为5～30％，反应温度20～100℃。
步骤(d)中的还原剂为硼氢化钠、甲酸、甲醛、水合肼中的一种或几种，溶液质量浓度为20～80％，产品钯的纯度为99.95～100％。
本发明的有益效果是：废催化剂中的钯回收率为99～100％，产品钯的纯度为99.95～100％，工艺简单，相对于现有工艺，本发明无需焙烧处理，回收过程有效减少了对设备的腐蚀和对环境的污染，更加便于工业化操作。
具体实施方式
实施例1
取500g含钯废氧化硅催化剂，倒入5L烧杯中，向其中倒入260g质量分数10％的氢氧化钠溶液，加热3h使催化剂完全溶解，冷却至室温后过滤，滤渣为含钯残留物；
向含钯残留物中加入王水，并升温至85℃使其完全溶解，待蒸汽挥发完毕得钯盐溶液；
在60℃时，向钯盐溶液中加入质量分数为20％的氯化铵溶液，待反应沉淀完全，冷却至室温过滤得含钯沉淀物；
在60℃时，将含钯沉淀物用去离子水调成浆液，向其中缓慢加入质量浓度为60％的水合肼溶液，待反应结束后过滤，干燥并收集产品钯；
经分析，原500g催化剂上的钯含量为3g，碱处理过程的滤液中钯含量为1.2ppm，干燥后的产品钯为2.982g，纯度为99.97％，钯的回收率99.4％。
实施例2
取500g含钯废氧化硅催化剂，倒入5L烧杯中，向其中倒入260g质量分数10％的氢氧化钾溶液，加热2.5h使催化剂完全溶解，冷却至室温后过滤，滤渣为含钯残留物；
向含钯残留物中加入质量浓度为37％的盐酸和50％的硝酸混合溶液，并升温至90℃使其完全溶解，待蒸汽挥发完毕得钯盐溶液；
在50℃时，向钯盐溶液中加入质量分数为25％的硝酸铵溶液，待反应沉淀完全，冷却至室温过滤得含钯沉淀物；
在60℃时，将含钯沉淀物用去离子水调成浆液，向其中缓慢加入质量浓度为60％的硼氢化钠溶液，待反应结束后过滤，干燥并收集产品钯；
经分析，原500g催化剂上的钯含量为3g，碱处理过程的滤液中钯含量为1.3ppm，干燥后的产品钯为2.978g，纯度为99.97％，钯的回收率99.3％。
实施例3
取500g含钯废氧化硅催化剂，倒入5L烧杯中，向其中倒入260g质量分数10％的氢氧化钠和氢氧化钾混合溶液，加热2.5h使催化剂完全溶解，冷却至室温后过滤，滤渣为含钯残留物；
向含钯残留物中加入质量浓度为20％的盐酸和65％的硝酸混合溶液，并升温至80℃使其完全溶解，待蒸汽挥发完毕得钯盐溶液；
在50℃时，向钯盐溶液中加入质量分数为30％的碳酸氢铵溶液，待反应沉淀完全，冷却至室温过滤得含钯沉淀物；
在60℃时，将含钯沉淀物用去离子水调成浆液，向其中缓慢加入总质量浓度为60％的甲酸和甲醛的混合溶液，其中甲酸的质量分数为90％，甲醛的质量分数为40％，混合溶液中甲酸与甲醛的质量比为1∶1，待反应结束后过滤，干燥并收集产品钯；
经分析，原500g催化剂上的钯含量为3g，碱处理过程的滤液中钯含量为1.2ppm，干燥后的产品钯为2.985g，纯度为99.97％，钯的回收率99.5％。
实施例4
向2000L的反应釜中加入200kg含钯废氧化硅催化剂，加入10％的氢氧化钠溶液850kg，搅拌并加热2h待催化剂完全溶解，冷却过滤得含钯残留物；
将含钯残留物转入500L反应釜中，加入王水并升温至85℃使其完全溶解，待蒸汽挥发完毕得钯盐溶液；
在85℃时，向钯盐溶液中加入质量分数为20％的氯化铵溶液，使钯合物沉淀，冷却至室温过滤得含钯沉淀物；
将沉淀物用去离子水调成浆液，并升温至60℃，向其中缓慢加入质量浓度为60％的水合肼溶液，待反应结束后过滤收集产物；
经分析，碱处理过程的滤液中钯含量为1.1ppm，干燥收集产物得产品钯1194.6g，纯度为99.98％，钯的回收率为99.6％。

Claims (6)

1.一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，其特征是：包括如下步骤：
a)碱处理 在40～100℃条件下，将废催化剂用无机碱溶液蒸煮2～8h，冷却过滤得含钯残留物；
b)酸处理 在20～100℃条件下，向含钯残留物中加入无机混合酸，反应过程伴有显著蒸汽挥发，待蒸汽挥发完毕得钯盐溶液；
c)无机盐处理 向钯盐溶液中加入无机盐，冷却过滤得钯沉淀物；
d)还原剂处理 用去离子水将钯沉淀物稀释，再向其中缓慢加入还原剂，反应温度逐渐升高并伴有气泡产生，待反应结束，冷却过滤得产品钯。
2.根据权利要求1所述的一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，其特征是：所述步骤(a)中的无机碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的一种或两种，溶液质量浓度为5～30％。
3.根据权利要求2所述的一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，其特征是：所述无机碱溶液的质量浓度优选10～25％。
4.根据权利要求1所述的一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，其特征是：所述步骤(b)中的无机混合酸中的盐酸质量浓度为10～37％，硝酸质量浓度为40～65％，混合酸的体积比为3∶1，反应温度优选80～100℃。
5.根据权利要求1所述的一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，其特征是：所述步骤(c)中的无机盐为氯化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵或碳酸氢铵中的一种，溶液质量浓度为5～30％，反应温度20～100℃。
6.根据权利要求1所述的一种从废氧化硅催化剂中回收金属钯的方法，其特征是：所述步骤(d)中的还原剂为硼氢化钠、甲酸、甲醛、水合肼中的一种或几种，溶液质量浓度为20～80％。
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