CN106222440A - 一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，对钯炭催化剂进行焚烧处理，随后对灰渣进行溶解过滤后，向其中加入氯化铵沉钯，最后向其中加入水合肼，制得海绵钯，经洗涤烘干处理后，即得钯金属。本发明先采用热水洗涤可以直接去除废钯炭催化剂里的水溶性杂质和部分液体成分，减少后期焚烧时候的污染物排放，滤液与厂区其他生产废水混合后一并进入污水处理站进行深度处理保证达标排放，通过高温焚烧除去活性炭和有机物，减少体积，为后续贵金属溶解提供有利条件，灰渣经过溶解、过滤、沉淀提纯、溶解、还原、最后洗涤得到高纯度的钯，该工艺回收的钯的纯度可以达到99.9％以上。

Description

一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法
技术领域
本发明属于贵金属回收技术领域，具体涉及一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法。
背景技术
钯炭催化剂主要应用于医药合成、染料合成、农药合成、液晶中间体合成等精细化工领域的加氢工序。在实践操作中，起着不可取代的重要作用，随着时间的增长，钯炭催化剂的活性、选择性都会慢慢降低，直至失活，从而丧失使用价值，但是钯炭催化剂中还是有相当数量的贵金属钯；对钯的回收可以获得可观的经济效益、减少废催化剂对环境的污染、实现可持续发展，在现今工业中具有很重要的意义。现有的废钯炭催化剂基本都是采用直接焚烧法来回收其中的贵金属，焚烧的气体直接排放造成严重的环境污染，同时回收的贵金属含量低，不能直接使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，解决了现有回收工艺环境污染大、回收的贵金属含量低的问题。
本发明所采用的技术方案为，一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将回收的废钯炭催化剂与水按一定比例加入到反应釜中，升温至60～80℃，搅拌洗涤1～2h后，趁热离心分离，滤饼备用；
步骤2，将步骤1所得滤饼置于高温电炉中进行焚烧处理，焚烧后的灰渣备用；
步骤3，将步骤2所得灰渣用溶剂溶解后，过滤，将滤液置于40～60℃环境下，向其中加入氯化铵，生成砖红色沉淀，过滤，滤饼备用；
步骤4，将步骤3所得滤饼用氨水溶解，过滤后，向滤液中加入还原剂，得海绵钯，将海绵钯用纯水洗涤至中性，烘干后即得。
本发明的特征还在于，
步骤1中，废钯炭催化剂与水的用量比为1:5～10。
步骤2中，焚烧处理过程为：按标准的升温曲线从室温升到800～1000℃，焚烧时间8～10h。
步骤3中，灰渣与溶剂的用量比为1:8～15。
步骤3中，溶剂为盐酸与双氧水的混合液，其中盐酸与双氧水用量比为3:1～3。
步骤3中，灰渣与氯化铵的用量比为1:1～2。
步骤4中，灰渣与氨水的用量比为1:3～5。
步骤4中，灰渣与还原剂的用量比为1:0.4～0.8。
步骤4中，还原剂为盐酸羟胺、硼氢化钠、甲酸钠、次磷酸钠中的一种或几种。
本发明的有益效果是，先采用热水洗涤可以直接去除废钯炭催化剂里边的水溶性杂质和部分液体成分，减少后期焚烧时候的污染物排放，滤液与厂区其他生产废水混合后一并进入污水处理站进行深度处理保证达标排放，通过高温焚烧除去活性炭和有机物，减少体积，为后续贵金属溶解提供有利条件，灰渣经过溶解、过滤、沉淀提纯、溶解、还原、最后洗涤得到高纯度的钯，该工艺回收的钯的纯度可以达到99.9％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，主要针对应用于医药合成、染料合成、农药合成、液晶中间体合成等精细化工领域的加氢催化工序，产生的废旧钯炭催化剂。这些废旧钯炭催化剂的主要成分包括：①参加反应后，携带的液体或水溶性成分；②参加反应后，带入的脂溶性成分；③钯炭催化剂的载体活性炭；④回收的目标产物钯。具体按照以下步骤实施：
步骤1，对待回收的废钯炭催化剂按批次做好登记工作，同时进行检测化验，确定里边钯的含量，及是否含有氯元素，保证每个批次废钯炭催化剂的后续处理过程都相对独立且互不影响；将回收的钯炭催化剂与水按1:5～10加入到反应釜中，升温至60～80℃，搅拌洗涤1～2h后，趁热离心分离，去除废钯炭催化剂里边的水溶性成分和液体成分，滤液与厂区其他生产废水混合后一并进入污水处理站进行深度处理保证达标排放，滤饼备用；
步骤2，将步骤1所得滤饼置于高温电炉中进行焚烧处理，按标准的升温曲线从室温升到800～1000℃，焚烧时间8～10h，去除废钯炭催化剂里边的可燃成分和活性炭，产生的烟气经重力除尘器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除尘器和吸收塔净化处理保证达标排放，焚烧后的灰渣备用；
步骤3，将步骤2所得灰渣用溶剂溶解后(灰渣与溶剂的用量比为1:8～15)过滤，将滤液置于40～60℃环境下，向其中加入氯化铵(灰渣与氯化铵的用量比为1:1～2)，生成砖红色沉淀，过滤，滤饼备用；其中，溶剂为盐酸与双氧水3:1～3的混合液。
步骤4，将步骤3所得滤饼用氨水溶解(灰渣与氨水的用量比为1:3～5)，过滤后，向滤液中加入还原剂(灰渣与还原剂的用量比为1:0.4～0.8)，得海绵钯，将海绵钯用纯水洗涤至中性，100℃下烘干，即得。还原剂为盐酸羟胺、硼氢化钠、甲酸钠、次磷酸钠中的一种或几种。
过程中的反应方程式如下：
H2PdCl4+2NH4Cl+3H2O2→(NH4)2PdCl6↓+4H2O+O2
(NH4)2PdCl6+H2O→(NH4)2PdCl4+HCl+HC1O
(NH3)2PdCl4+2NaCOOH→Pd↓+2CO2+2NaCl+2NH4Cl
实施例1
步骤1，对待回收的废钯炭催化剂按批次做好登记工作，同时进行检测化验，确定里边钯的含量，及是否含有氯元素，保证每个批次废钯炭催化剂的后续处理过程都相对独立且互不影响；将回收的钯炭催化剂与水按1:5加入到反应釜中，升温至60℃，搅拌洗涤2h后，趁热离心分离，去除废钯炭催化剂里边的水溶性成分和液体成分，滤液与厂区其他生产废水混合后一并进入污水处理站进行深度处理保证达标排放，滤饼备用；
步骤2，将步骤1所得滤饼置于高温电炉中进行焚烧处理，按标准的升温曲线从室温升到800℃，焚烧时间10h，去除废钯炭催化剂里边的可燃成分和活性炭，产生的烟气经重力除尘器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除尘器和吸收塔净化处理保证达标排放，焚烧后的灰渣备用；
步骤3，将步骤2所得灰渣用溶剂溶解后(灰渣与溶剂的用量比为1:8)过滤，将滤液置于40℃环境下，向其中加入氯化铵(灰渣与氯化铵的用量比为1:1)，生成砖红色沉淀，过滤，滤饼备用；其中，溶剂为盐酸与双氧水3:1的混合液；
步骤4，将步骤3所得滤饼用氨水溶解(灰渣与氨水的用量比为1:3)，过滤后，向滤液中加入盐酸羟胺(灰渣与盐酸羟胺的用量比为1:0.4)，得海绵钯，将海绵钯用纯水洗涤至中性，100℃下烘干，即得。最终回收的海绵钯的纯度达到99.95％。
实施例2
步骤1，对待回收的废钯炭催化剂按批次做好登记工作，同时进行检测化验，确定里边钯的含量，及是否含有氯元素，保证每个批次废钯炭催化剂的后续处理过程都相对独立且互不影响；将回收的钯炭催化剂与水按1:8加入到反应釜中，升温至70℃，搅拌洗涤1.5h后，趁热离心分离，去除废钯炭催化剂里边的水溶性成分和液体成分，滤液与厂区其他生产废水混合后一并进入污水处理站进行深度处理保证达标排放，滤饼备用；
步骤2，将步骤1所得滤饼置于高温电炉中进行焚烧处理，按标准的升温曲线从室温升到900℃，焚烧时间8h，去除废钯炭催化剂里边的可燃成分和活性炭，产生的烟气经重力除尘器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除尘器和吸收塔净化处理保证达标排放，焚烧后的灰渣备用；
步骤3，将步骤2所得灰渣用溶剂溶解后(灰渣与溶剂的用量比为1:12)过滤，将滤液置于50℃环境下，向其中加入氯化铵(灰渣与氯化铵的用量比为1:1.5)，生成砖红色沉淀，过滤，滤饼备用；其中，溶剂为盐酸与双氧水3:2的混合液；
步骤4，将步骤3所得滤饼用氨水溶解(灰渣与氨水的用量比为1:4)，过滤后，向滤液中加入硼氢化钠(灰渣与硼氢化钠的用量比为1:0.6)，得海绵钯，将海绵钯用纯水洗涤至中性，100℃下烘干，即得。最终回收的海绵钯的纯度达到99.93％。
实施例3
步骤1，对待回收的废钯炭催化剂按批次做好登记工作，同时进行检测化验，确定里边钯的含量，及是否含有氯元素，保证每个批次废钯炭催化剂的后续处理过程都相对独立且互不影响；将回收的钯炭催化剂与水按1:10加入到反应釜中，升温至80℃，搅拌洗涤1h后，趁热离心分离，去除废钯炭催化剂里边的水溶性成分和液体成分，滤液与厂区其他生产废水混合后一并进入污水处理站进行深度处理保证达标排放，滤饼备用；
步骤2，将步骤1所得滤饼置于高温电炉中进行焚烧处理，按标准的升温曲线从室温升到1000℃，焚烧时间9h，去除废钯炭催化剂里边的可燃成分和活性炭，产生的烟气经重力除尘器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除尘器和吸收塔净化处理保证达标排放，焚烧后的灰渣备用；
步骤3，将步骤2所得灰渣用溶剂溶解后(灰渣与溶剂的用量比为1:15)过滤，将滤液置于60℃环境下，向其中加入氯化铵(灰渣与氯化铵的用量比为1:2)，生成砖红色沉淀，过滤，滤饼备用；其中，溶剂为盐酸与双氧水1:1的混合液；
步骤4，将步骤3所得滤饼用氨水溶解(灰渣与氨水的用量比为1:5)，过滤后，向滤液中加入次磷酸钠(灰渣与次磷酸钠的用量比为1:0.8)，得海绵钯，将海绵钯用纯水洗涤至中性，100℃下烘干，即得。最终回收的海绵钯的纯度达到99.96％。

Claims (9)

1.一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将回收的废钯炭催化剂与水按一定比例加入到反应釜中，升温至60～80℃，搅拌洗涤1～2h后，趁热离心分离，滤饼备用；
步骤2，将步骤1所得滤饼置于高温电炉中进行焚烧处理，焚烧后的灰渣备用；
步骤3，将步骤2所得灰渣用溶剂溶解后，过滤，将滤液置于40～60℃环境下，向其中加入氯化铵，生成砖红色沉淀，过滤，滤饼备用；
步骤4，将步骤3所得滤饼用氨水溶解，过滤后，向滤液中加入还原剂，得海绵钯，将海绵钯用纯水洗涤至中性，烘干后即得。
2.根据权利要求1所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤1中，废钯炭催化剂与水的用量比为1:5～10。
3.根据权利要求1所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤2中，焚烧处理过程为：按标准的升温曲线从室温升到800～1000℃，焚烧时间8～10h。
4.根据权利要求1所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤3中，灰渣与溶剂的用量比为1:8～15。
5.根据权利要求4所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤3中，溶剂为盐酸与双氧水的混合液，其中盐酸与双氧水用量比为3:1～3。
6.根据权利要求1所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤3中，灰渣与氯化铵的用量比为1:1～2。
7.根据权利要求1所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤4中，灰渣与氨水的用量比为1:3～5。
8.根据权利要求1所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤4中，灰渣与还原剂的用量比为1:0.4～0.8。
9.根据权利要求8所述的一种废钯炭催化剂中钯金属的回收方法，其特征在于，步骤4中，还原剂为盐酸羟胺、硼氢化钠、甲酸钠、次磷酸钠中的一种或几种。
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