CN106756083A - 一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法 - Google Patents

一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，包括将失活钯炭催化剂进行打浆粉碎、与纳米SiO2烧结、通过臭氧混合气体进行曝气反应来氧化溶解，最后通过还原反应等步骤得到贵金属钯。本发明步骤简单易操作，而且回收过程添加的试剂便宜、回收成本较低，对环境友好，贵金属钯回收效率高，有很好的使用价值。

Description

一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法
技术领域
本发明属于贵金属钯回收方法技术领域，具体涉及一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法。
背景技术
钯炭催化剂在化工中应用广泛，在参与催化反应过程中会吸附残留的溶剂、原料、副产品、产品等物料。失活钯炭催化剂通常以重量百分比计，贵金属钯含量1-5％，活性炭含量35-40％，水分55％，其余5％左右为其他杂质(如残留的溶剂、原料、副产品、产品等)，由于钯是贵金属资源，价值较高并且储量稀少，对其进行再生回收有重要意义，对绿色化学的发展也有一定的积极意义。
现有的钯回收工艺过程中，主要分为以下几种方法：吸附回收、使用萃取剂回收、焙烧回收等。以上的回收方法中存在回收方法繁冗、回收成本高、污染环境、回收率低等问题，在使用中有一定的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，解决了现有钯回收过程中，步骤繁冗、回收成本较高、污染环境及其回收率低的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，包括以下步骤：
步骤1，将质量比为1-2:1的纯净水与失活钯炭催化剂混合后搅拌打浆，然后置于胶体磨内粉碎后离心分离得到滤渣，使用纯净水冲洗干净滤渣，得到钯炭催化剂颗粒；
步骤2，将步骤1中的钯炭催化剂颗粒和纳米SiO2按照质量比为20-50:1混合，搅拌均匀后进行高温烧结，冷却到室温，得到烧结残留物；
步骤3，将步骤2中的烧结残留物置于盐酸中，搅拌均匀，得到反应液；
步骤4，向步骤3中的反应液底部持续通入臭氧混合气体进行搅拌曝气反应；待烧结残留物完全溶解，向溶液底部通入空气10-15min，过滤，得到滤液和滤饼；
步骤5，将步骤4中的滤液进行还原反应，然后过滤、水洗、干燥得到贵金属钯；
步骤6，将步骤4中的滤饼掺入下一批次的失活钯炭催化剂中，进行下一批次的回收。
本发明的特征还在于，
步骤1中的钯炭催化剂颗粒的粒径均不大于1微米。
步骤2中高温烧结温度为600-800℃，烧结时间为4-6h。
步骤3中烧结残留物与盐酸的质量比为0.1-0.12:1。
步骤4中臭氧混合气体中臭氧浓度为10～20mg/m3。
步骤5中还原反应的还原剂为盐酸羟胺、硼氢化钠、甲酸钠、次磷酸钠、水合肼中的任意一种或几种。
步骤2中的烧结残留物与步骤5中的还原剂质量比为0.4-0.8:1。
步骤5中还原温度为40-60℃，还原时间为2-3h，干燥温度100-105℃。
本发明的有益效果是：本发明一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法通过采用将失活钯炭催化剂进行粉碎、烧结、氧化溶解，最后通过还原反应得到贵金属钯，步骤简单易操作，而且回收过程添加的试剂便宜，回收成本较低，对环境友好，贵金属钯回收效率高，有很好的使用价值。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，包括以下步骤：
步骤1，将质量比为1-2:1的纯净水与失活钯炭催化剂混合后搅拌打浆，然后置于胶体磨内粉碎后离心分离得到滤渣，使用纯净水冲洗干净滤渣，得到粒径均不大于1微米钯炭催化剂颗粒；
步骤2，将步骤1中的钯炭催化剂颗粒和纳米SiO2按照质量比为20-50:1混合，搅拌均匀后进行高温烧结，冷却到室温，得到烧结残留物，其中高温烧结温度为600-800℃，烧结时间为4-6h；
步骤3，将步骤2中的烧结残留物置于盐酸中，搅拌均匀，得到反应液，其中，烧结残留物与盐酸的质量比为0.1-0.12:1；
步骤4，向步骤3中的反应液底部持续通入臭氧混合气体进行搅拌曝气反应；待烧结残留物完全溶解，向溶液底部通入空气10-15min，过滤，得到滤液和滤饼，臭氧混合气体中臭氧浓度为10～20mg/m3；
步骤5，将步骤4中的滤液进行还原反应，然后过滤、水洗、干燥得到贵金属钯，还原剂为盐酸羟胺、硼氢化钠、甲酸钠、次磷酸钠、水合肼中的任意一种或几种，其中步骤2中的烧结残留物与还原剂质量比为0.4-0.8:1，还原温度为40-60℃，还原时间为2-3h，干燥温度100-105℃；
步骤6，将步骤4中的滤饼掺入下一批次的失活钯炭催化剂中，进行下一批次的回收。
实施例1
(1)粉碎烧结
将质量比为1:1的纯净水与失活钯炭催化剂混合后搅拌打浆，然后置于胶体磨内粉碎后离心分离得到滤渣，使用纯净水冲洗干净滤渣，即得到粒径为1微米的钯炭催化剂颗粒；将钯炭催化剂颗粒和纳米SiO2按照质量比为20:1混合，搅拌均匀后在600℃时高温烧结4h，冷却到室温，得到烧结残留物。
(2)氧化溶解
制备臭氧混合气体：臭氧混合气体中臭氧浓度为10mg/m3。
取质量比为0.10:1的烧结残留物与盐酸，将烧结残留物缓慢置于盐酸中，搅拌均匀，得到反应液；向反应液底部持续通入臭氧混合气体进行搅拌曝气反应；待烧结残留物完全溶解，向溶液底部通入空气10min，过滤，得到滤液和滤饼。
(3)还原反应
在滤液中添加还原剂硼氢化钠在40℃时进行还原反应2h，然后过滤、水洗、在100℃时干燥得到贵金属钯，其中烧结残留物和硼氢化钠的质量比为0.4:1；将滤饼掺入下一批次的失活钯炭催化剂中，进行下一批次的回收。
实施例2
(1)粉碎烧结
将质量比为1.5:1的纯净水与失活钯炭催化剂混合后搅拌打浆，然后置于胶体磨内粉碎后离心分离得到滤渣，使用纯净水冲洗干净滤渣，即得到粒径为0.9微米的钯炭催化剂颗粒；将钯炭催化剂颗粒和纳米SiO2按照质量比为35:1混合，搅拌均匀后在700℃时高温烧结5h，冷却到室温，得到烧结残留物。
(2)氧化溶解
制备臭氧混合气体：臭氧混合气体中臭氧浓度为18mg/m3。
取质量比为0.11：1的烧结残留物与盐酸，将烧结残留物缓慢置于盐酸中，搅拌均匀，得到反应液；向反应液底部持续通入臭氧混合气体进行搅拌曝气反应；待烧结残留物完全溶解，向溶液底部通入空气12min，过滤，得到滤液和滤饼。
(3)还原反应
在滤液中添加还原剂甲酸钠在50℃时进行还原反应2.5h，然后过滤、水洗、在102℃时干燥得到贵金属钯，其中烧结残留物和甲酸钠的质量比为0.6:1；将滤饼掺入下一批次的失活钯炭催化剂中，进行下一批次的回收。
实施例3
(1)粉碎烧结
将质量比为2:1的纯净水与失活钯炭催化剂混合后搅拌打浆，然后置于胶体磨内粉碎后离心分离得到滤渣，使用纯净水冲洗干净滤渣，即得到粒径为0.8微米的钯炭催化剂颗粒；将钯炭催化剂颗粒和纳米SiO2按照质量比为50:1混合，搅拌均匀后在800℃时高温烧结6h，冷却到室温，得到烧结残留物。
(2)氧化溶解
制备臭氧混合气体：臭氧混合气体中臭氧浓度为20mg/m3。
取质量比为0.12：1的烧结残留物与盐酸，将烧结残留物缓慢置于盐酸中，搅拌均匀，得到反应液；向反应液底部持续通入臭氧混合气体进行搅拌曝气反应；待烧结残留物完全溶解，向溶液底部通入空气15min，过滤，得到滤液和滤饼。
(3)还原反应
在滤液中添加还原剂次磷酸钠在60℃时进行还原反应3h，然后过滤、水洗、在105℃时干燥得到贵金属钯，其中烧结残留物与次磷酸钠的质量比为0.8:1；将滤饼掺入下一批次的失活钯炭催化剂中，进行下一批次的回收。
通过实施例1-3可知，本发明通过采用将失活钯炭催化剂进行粉碎、烧结、氧化溶解，最后通过还原反应得到贵金属钯，步骤简单易操作，而且回收过程添加的试剂便宜、回收成本较低，对环境友好，贵金属钯回收效率高，有很好的使用价值。

Claims (8)

1.一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将质量比为1-2:1的纯净水与失活钯炭催化剂混合后搅拌打浆，然后置于胶体磨内粉碎后离心分离得到滤渣，使用纯净水冲洗干净滤渣，得到钯炭催化剂颗粒；
步骤2，将步骤1中的钯炭催化剂颗粒和纳米SiO2按照质量比为20-50:1混合，搅拌均匀后进行高温烧结，冷却到室温，得到烧结残留物；
步骤3，将步骤2中的烧结残留物置于盐酸中，搅拌均匀，得到反应液；
步骤4，向步骤3中的反应液底部持续通入臭氧混合气体进行搅拌曝气反应；待烧结残留物完全溶解，向溶液底部通入空气10-15min，过滤，得到滤液和滤饼；
步骤5，将步骤4中的滤液进行还原反应，然后过滤、水洗、干燥得到贵金属钯；
步骤6，将步骤4中的滤饼掺入下一批次的失活钯炭催化剂中，进行下一批次的回收。
2.根据权利要求1所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤1中的钯炭催化剂颗粒的粒径均不大于1微米。
3.根据权利要求1所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤2中高温烧结温度为600-800℃，烧结时间为4-6h。
4.根据权利要求1所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤3中烧结残留物与盐酸的质量比为0.1-0.12:1。
5.根据权利要求1所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤4中臭氧混合气体中臭氧浓度为10～20mg/m3。
6.根据权利要求1所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤5中还原反应的还原剂为盐酸羟胺、硼氢化钠、甲酸钠、次磷酸钠、水合肼中的任意一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤2中的烧结残留物与步骤5中的还原剂质量比为0.4-0.8:1。
8.根据权利要求6所述的一种失活钯炭催化剂中钯的回收方法，其特征在于，所述的步骤5中还原温度为40-60℃，还原时间为2-3h，干燥温度100-105℃。
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