CN104032143A - 一种废钯炭催化剂的回收提纯方法 - Google Patents

Abstract

一种废钯炭催化剂的回收提纯方法，它包括步骤：a)将废钯炭催化剂在500-880℃温度下焙烧；b)焙烧后的灰用0.1-2mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：4-10，浸出温度60-100℃，时间2-8小时；将草酸浸出的溶液光照3-8天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在60-100℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；c)过滤或抽滤后的过滤渣用无机强酸和氧化剂浸出钯，浸出温度60-100℃，浸出时间2-8小时；d)将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，pH＝8-12，过滤或抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；e)将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度50-90℃，还原时间为0.5-5小时，还原后过滤或抽滤得到金属钯滤饼，于60-150℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

Description

一种废钯炭催化剂的回收提纯方法

技术领域

本发明涉及的是一种废钯炭催化剂的回收提纯方法，具体是回收废钯炭催化剂中的贵金属钯和非贵金属铁的方法，属于对固体废弃物回收利用技术领域。

背景技术

钯炭催化剂在化工中应用广泛，对于加入助催化剂铁盐的化学反应，在催化剂失效后，催化剂中含有大量的钯和铁。由于钯是贵金属资源，价值较高并且储量并不多，对其进行再生回收有重要意义，加之草酸铁在光催化方面有较大应用，因此在钯回收利用过程中直接得到副产品草酸亚铁对资源的循环利用有较大意义，对绿色化学的发展也有一定的积极意义。

一种有机合成反应用的钯炭催化剂，因为要加入大量的铁作为助催化剂，所以在催化剂失效后，废催化剂中含有大量的铁杂质，在传统钯回收工艺过程中、如氯钯酸铵和二氯四氨络亚钯联合法提纯钯，氨水络合钯的同时沉淀出氢氧化铁来除铁，但是由于氢氧化铁很容易形成胶体状沉淀难于过滤会大大降低金属钯回收的效率且该沉淀能大量吸附钯离子而大大的降低了金属钯的直收率，同时杂质铁也得不到充分的回收利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种钯回收率高，工艺简单，环境污染小，还能有效利用回收的杂质铁生产副产品草酸亚铁的含铁钯炭催化剂的回收提纯方法。

本发明的的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的回收提纯方法包括废钯炭催化剂的焙烧、草酸溶解除铁、无机强酸和氧化剂混合浸出钯、二氯四氨络亚钯除杂、水合肼还原五个过程，制得产品金属钯和副产品草酸亚铁；具体包括以下步骤：

a)、焙烧，将废钯炭催化剂在500-880℃温度下焙烧；

b)、草酸除铁，焙烧后的灰用0.1-2mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：4-10，浸出温度为60-100℃，时间2-8小时；将草酸浸出的溶液光照3-8天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在60-100℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；

c)、浸出钯，步骤b)过滤或抽滤后的过滤渣用无机强酸和氧化剂浸出钯，浸出温度60-100℃，浸出时间为2-8小时，所用氧化剂按钯量的化学反应方程平衡式过量的20％分次加入；

d)、氨络合除杂，将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，控制pH＝8-12，过滤或者抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；

e)、还原，将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度为50-90℃，还原时间为0.5-5小时，还原后过滤或者抽滤得到金属钯滤饼，于60-150℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

本发明进一步的技术方案是：

所述步骤a)中，废钯炭催化剂在马弗炉中焙烧，焙烧温度580-780℃，并充分供气；

所述步骤b)中，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：6-8，草酸浓度在1-1.5mol/L，浸出温度为80-95℃，时间5-6小时，草酸铁溶液光照4-7天，草酸亚铁烘干温度80-90℃。

所述步骤c)中，所述无机强酸和氧化剂浸出钯的温度为70-80℃，浸出时间为4-6小时；所用无机强酸包括盐酸、硫酸；所用氧化剂包括次氯酸钠、双氧水、氯酸钠或者硝酸；

所述步骤d)中，浸出钯液用氨水络合，并控制pH＝9-10过滤除杂；

所述步骤e)中，水合肼分次加入还原得到金属钯粉，还原温度为60-70℃，还原时间为2-3小时，过滤后烘箱烘干温度80-110℃得到金属钯成品。

本发明具有以下优点：(1)工艺简单可靠，流程较短；(2)钯回收率高，可以达到99％以上；(3)可以得到副产品草酸亚铁，三废产生较少，对环境污染小；(4)产品金属钯纯度高，可以达到99.9％以上。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的回收提纯方法，包括废钯炭催化剂的焙烧、草酸溶解除铁、无机强酸和氧化剂混合浸出钯、二氯四氨络亚钯除杂、水合肼还原五个过程，制得产品金属钯和副产品草酸亚铁；具体包括以下步骤：

a)、焙烧，将废钯炭催化剂在500-880℃温度下焙烧；

b)、草酸除铁，焙烧后的灰用0.1-2mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：4-10，浸出温度为60-100℃，时间2-8小时；将草酸浸出的溶液光照3-8天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在60-100℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；

c)、浸出钯，步骤b)过滤或抽滤后的过滤渣用无机强酸和氧化剂浸出钯，浸出温度60-100℃，浸出时间为2-8小时，所用氧化剂按钯量的化学反应方程平衡式过量的20％分次加入；

d)、氨络合除杂，将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，控制pH＝8-12，过滤或者抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；

e)、还原，将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度为50-90℃，还原时间为0.5-5小时，还原后过滤或者抽滤得到金属钯滤饼，于60-150℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

本发明进一步的实施方式是：

所述步骤a)中，废钯炭催化剂在马弗炉中焙烧，焙烧温度580-780℃，并充分供气；

所述步骤b)中，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：6-8，草酸浓度在1-1.5mol/L，浸出温度为80-95℃，时间5-6小时，草酸铁溶液光照4-7天，草酸亚铁烘干温度80-90℃。

所述步骤c)中，所述无机强酸和氧化剂浸出钯的温度为70-80℃，浸出时间为4-6小时；所用无机强酸包括盐酸、硫酸；所用氧化剂包括次氯酸钠、双氧水、氯酸钠或者硝酸；

所述步骤d)中，浸出钯液用氨水络合，并控制pH＝9-10过滤除杂；

所述步骤e)中，水合肼分次加入还原得到金属钯粉，还原温度为60-70℃，还原时间为2-3小时，过滤后烘箱烘干温度80-110℃得到金属钯成品。

实施例1：本发明所述的回收提纯方法，具体包括以下步骤：

a)、焙烧，将废钯炭催化剂在500℃温度下焙烧，并充分供气；

b)、草酸除铁，焙烧后的灰用0.1mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：4，浸出温度为60℃，时间2小时；将草酸浸出的溶液光照3天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在60℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；

c)、浸出钯，步骤b)过滤或抽滤后的过滤渣用盐酸和次氯酸钠氧化剂浸出钯，浸出温度60℃，浸出时间为2小时，所用氧化剂按钯量的化学反应方程平衡式过量的20％分次加入；

d)、氨络合除杂，将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，控制pH＝12，过滤或者抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；

e)、还原，将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度为50℃，还原时间为0.5小时，还原后过滤或者抽滤得到金属钯滤饼，于60℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

实施例2：

本发明所述的回收提纯方法，具体包括以下步骤：

a)、焙烧，将废钯炭催化剂在880℃温度下焙烧；

b)、草酸除铁，焙烧后的灰用2mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：10，浸出温度为100℃，时间8小时；将草酸浸出的溶液光照8天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在100℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；

c)、浸出钯，步骤b)过滤或抽滤后的过滤渣用硫酸和双氧水氧化剂浸出钯，浸出温度100℃，浸出时间为8小时，所用氧化剂按钯量的化学反应方程平衡式过量的20％分次加入；

d)、氨络合除杂，将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，控制pH＝8，过滤或者抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；

e)、还原，将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度为90℃，还原时间为5小时，还原后过滤或者抽滤得到金属钯滤饼，于150℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

实施例3：本发明所述的回收提纯方法，具体包括以下步骤：

a)、焙烧，将废钯炭催化剂在700℃温度下焙烧；

b)、草酸除铁，焙烧后的灰用1mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：7，浸出温度为80℃，时间5小时；将草酸浸出的溶液光照5天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在80℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；

c)、浸出钯，步骤b)过滤或抽滤后的过滤渣用无机强酸和氯酸钠氧化剂浸出钯，浸出温度80℃，浸出时间为5小时，所用氧化剂按钯量的化学反应方程平衡式过量的20％分次加入；

d)、氨络合除杂，将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，控制pH＝10，过滤或者抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；

e)、还原，将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度为70℃，还原时间为3小时，还原后过滤或者抽滤得到金属钯滤饼，于100℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

实施例4：

取废钯炭催化剂5kg，钯含量为1.5％(wt),于马弗炉焙烧，焙烧温度580℃，充分供气，焙烧渣143.2g，检测钯含量为52.37％，铁含量为15.72％。焙烧灰加入1mol/L的草酸溶液850ml，加热至70℃浸出6个小时，抽滤洗涤，滤液光照6天析出草酸亚铁沉淀，抽滤洗涤后80℃烘干得到成品57.46g；滤渣用盐酸加双氧水浸出，其中盐酸900ml，双氧水加入200ml，浸出温度80℃，时间4小时，抽滤，滤渣回收，滤液加氨水络合，过滤，络合液加热到60℃反应1小时，抽滤洗涤后于烘箱100℃烘干6小时，得到金属钯粉74.31g。

实施例5：

取废钯炭催化剂5kg，钯含量为1.5％(wt),于马弗炉焙烧，焙烧温度700℃，充分供气，焙烧渣135.7g，检测钯含量为55.23％，铁含量为16.52％。焙烧灰加入1mol/L的草酸溶液900ml，加热至80℃浸出6个小时，抽滤洗涤，滤液光照6天析出草酸亚铁沉淀，抽滤洗涤后80℃烘干得到成品59.67g；滤渣用盐酸加双氧水浸出，其中盐酸1000ml，氯酸钠加入200g，浸出温度80℃，时间4小时，抽滤，滤渣回收，滤液加氨水络合，过滤，络合液加热到65℃反应1小时，抽滤洗涤后于烘箱100℃烘干6小时，得到金属钯粉74.61g。

实施例6：

取废钯炭催化剂5kg，钯含量为1.5％(wt),于马弗炉焙烧，焙烧温度800℃，充分供气，焙烧渣133.5g，检测钯含量为56.14％，铁含量为16.76％。焙烧灰加入1mol/L的草酸溶液850ml，加热至90℃浸出6个小时，抽滤洗涤，滤液光照7天析出草酸亚铁沉淀，抽滤洗涤后85℃烘干得到成品59.65g；滤渣用盐酸加双氧水浸出，其中盐酸900ml，双氧水加入300ml，浸出温度80℃，时间4小时，抽滤，滤渣回收，滤液加氨水络合，过滤，络合液加热到60℃反应1小时，抽滤洗涤后于烘箱100℃烘干6小时，得到金属钯粉74.50g。

本发明以上所给仅为说明的实施例，但不限制本发明的保护范围。实施例中采用的催化剂是工业上使用后的含助剂铁盐的5％(干重记5％钯含量)钯炭催化剂，使用后钯含量约为1.3-1.9％。

Claims (2)

1.一种废钯炭催化剂的回收提纯方法，其特征在于该回收提纯方法包括以下步骤：

a)、焙烧，将废钯炭催化剂在500-880℃温度下焙烧；

b)、草酸除铁，焙烧后的灰用0.1-2mol/L草酸溶液溶解并浸出铁，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：4-10，浸出温度为60-100℃，时间2-8小时；将草酸浸出的溶液光照3-8天分解析出草酸亚铁沉淀，过滤或抽滤得到草酸亚铁并在60-100℃温度的烘箱中烘干，得到草酸亚铁成品；

c)、浸出钯，步骤b)过滤或抽滤后的过滤渣用无机强酸和氧化剂浸出钯，浸出温度60-100℃，浸出时间为2-8小时，所用氧化剂按钯量的化学反应方程平衡式过量的20％分次加入；

d)、氨络合除杂，将浸出钯液用氮水络合除去其它少量重金属，控制pH＝8-12，过滤或者抽滤除去其它贱金属杂质沉淀；

e)、还原，将含有二氯四氨络合液加热后加入水合肼还原，还原温度为50-90℃，还原时间为0.5-5小时，还原后过滤或者抽滤得到金属钯滤饼，于60-150℃温度的烘箱中烘干得到金属钯成品。

2.根据权利要求1所述的废钯炭催化剂的回收提纯方法，其特征在于：

所述步骤a)中，废钯炭催化剂在马弗炉中焙烧，焙烧温度580-780℃，并充分供气；

所述步骤b)中，焙烧灰与草酸溶液重量比为1：6-8，草酸浓度在1-1.5mol/L，浸出温度为80-95℃，时间5-6小时，草酸铁溶液光照4-7天，草酸亚铁烘干温度80-90℃。

所述步骤c)中，所述无机强酸和氧化剂浸出钯的温度为70-80℃，浸出时间为4-6小时；所用无机强酸包括盐酸、硫酸；所用氧化剂包括次氯酸钠、双氧水、氯酸钠或者硝酸；

所述步骤d)中，浸出钯液用氨水络合，并控制pH＝9-10过滤除杂；

所述步骤e)中，水合肼分次加入还原得到金属钯粉，还原温度为60-70℃，还原时间为2-3小时，过滤后烘箱烘干温度80-110℃得到金属钯成品。