CN1067925A - 从废钯碳催化剂回收钯的方法及焚烧炉系统 - Google Patents
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Abstract
从废钯碳催化剂回收钯的方法及焚烧炉系统。
方法是：将废钯碳催化剂在焚烧炉中焚烧；烧灰水合
肼还原；还原渣王水溶解，赶硝转为氯化物溶液；溶液
氨水配合，盐酸酸化沉淀，氨水溶解；水合肼还原得纯
钯粉，钯纯度99.95％，回收率＞95％。焚烧炉系统
由焚烧炉、鼓风设备、洗涤塔、过滤器、烟囱构成。
Description
从废钯碳催化剂回收钯的方法及焚烧炉系统。本发明是关于贵金属冶金。
废催化剂是回收贵金属的重要原料之一。钯碳催化剂是以活性碳为载体的含钯催化剂，粒度5～8mm，含钯～0.5%，金属钯以十分微细的颗粒状分布于活性碳表面，多用于化学工业中甲苯二异氰酸酯合成，对苯二甲酸精制和豆油加氢反应等。失效后的废钯碳催化剂含Pd～0.35%，C＞90%，同时含有大量水分和有机物。从废钯碳催化剂中回收钯一般有三种方法：1、焚烧法，在高温下碳燃烧生成CO2挥发，钯留于烧灰中，烧灰溶解钯转入溶液再进行钯的分离提纯。此法钯回收率较高（～95%），焚烧炉的结构和材质要求特殊。2、高温氯化挥发法，高温下通入Cl2或加入氯化物，使钯生成氯化物挥发，吸收后提纯，此法钯回收率高～98%，主要是炉体材质要求能抗高温氯化物腐蚀。3有机溶剂湿法处理，先用有机溶剂将有机物浸溶除去，然后使钯溶解转入溶液，再精制钯。此法钯回收率高～99%，主要问题是要耗费较贵的有机试剂，仅适用于焦油污染严重的情况。
本发明的目的是：选择焚烧法处理钯碳催化剂的最适宜条件，钯回收率高，成本低，并发明适宜工艺方法使用的焚烧炉系统。
本发明所提供的废钯碳催化剂回收钯的方法是：（1）将废钯碳催化剂加到焚烧炉中，在800～1150℃温度，最好900～1000℃温度下，鼓风设备充分供给空气焚烧，使碳烧尽，变为CO2从烟囱排出。（2）将（1）所得烧灰在水溶液中，加入水合肼还原，水合肼用量为理论量的～120%，温度100℃，时间30分钟。这是因为在（1）步骤时，有部分钯生成不溶于酸的氧化钯，必须还原为钯，下一步才能溶解完全。（3）将（2）所得粗钯粉加入HCl∶RNO3＝3∶1的王水，于近100℃溶解，机械搅拌，溶完后加HCl赶硝，转为氯化物溶液，控制Pd浓度～100g/L。（4）将C、所得溶液依次加入氨水配合，加入盐酸酸化得黄色沉淀，氨水溶解，水合肼还原得纯钯产品。钯纯度99.9%，回收率＞95%。
为实现从废钯碳催化剂回收钯的方法，设计制造了焚烧炉系统，焚烧炉系统结构示意图见附图。焚烧炉系统由焚烧炉（1），鼓风设备（3），洗涤塔（4）、过滤器（6），烟囱（7）构成，其特征是焚烧炉的炉体下部装有筛网（2），空气经鼓风机、调节阀、缓冲罐由下部口进入，烟气由炉上部口引出经洗涤塔洗涤后由烟囱排出，洗涤塔下部连接过滤器。焚烧炉炉体为锥形园筒，由不诱钢板焊接而成，在炉体下部装有筛板网，由60目不诱钢丝编织而成。废催化剂中的活性碳在筛网上燃烧，变为CO2进入烟气，而钯则呈结块烧灰留于筛网上，定时从筛网上取下进行钯的回收提纯，空气经鼓风机、调节阀、缓冲罐进入炉内，便于控制空气量。有少量钯微粒会随烟气带走，所以连接一烟气洗涤塔，洗涤塔塔身由一般碳钢制成，其上部装有一个环形管状淋洗装置（5），可以形成环形珠帘状水柱淋洗烟气，钯微粒随水柱落在塔底部，放出再经过滤器过滤，回收少量钯。洗涤后的废烟气经烟囱排入大气中。
本发明的优点是：（1）技术可靠，金属回收率高＞95%。（2）钯纯度高达99.95%，返回制造新催化剂符合用户要求。（3）烧灰采用低温湿法还原较通用的高温氢还原安全，简便。（4）流程步骤短操作简便。（5）焚烧炉系统设计合理，造价低，生产效率高。
实施例
废钯碳催化剂690kg（干重），C＞90%，Pd含量0.37%，含Pd理论量2.553kg。经（1）在焚烧炉中于900～1000℃。鼓风焚烧。（2）把（1）所得烧灰在水溶液中，温度～100℃，加入水合肼0.15kg还原30分钟。（3）将（2）所得粗钯粉加入王水（HCl∶HNO3＝3∶1）10kg，温度～100℃溶解，浓HCl赶硝，转为氯化物溶液。（4）加入氨水配合，再加HCl酸化至PH＝0.5～1，得黄色沉淀，沉淀再用氨水溶解至PH＝9～10，用水合肼还原得海绵钯粉2.4359kg，纯度99.95%，回收率95.4%。此步骤耗HCl～20kg，氨水25kg，水合肼1.35kg。
自制焚烧炉系统：焚烧炉为φ800mm，高1600mm的锥形园筒，由3mm厚不诱钢板焊成，炉体下部装有60目不诱钢丝编织而成的筛网;风量450～510米3/小时，风压20～30mm水柱的塑料鼓风机经调节阀、缓冲罐连接至焚烧炉下部;洗涤塔为一般碳钢焊接而成，上部装有环形细管淋洗装置，能形成环形帘珠状细水流，洗涤塔下部连接过滤器。
Claims (6)
1、从废钯碳催化剂回收钯的方法，其特征在于：
A、将废钯碳催化剂在800～1150℃温度下，在焚烧炉系统中充分供给空气焚烧，使碳烧尽。
B、将A、所得烧灰在水溶液中用水合肼还原。
C、将B、所得固体粉末用王水溶解，赶硝转为氯化物溶液。
D、将C、所得溶液依次加入氨水配合，加入盐酸酸化沉淀，氨水溶解沉淀，水合肼还原，得纯钯粉。
2、如权利要求1所述的从废钯碳催化剂回收钯的方法，其特征是进行1A、过程时，温度为900～1000℃，鼓风机充分供气。
3、如权利要求1所述的从废钯碳催化剂回收钯的方法，其特征是进行1B、过程时，水合肼用量为理论量～120%，温度～100℃，时间30分钟。
4、如权利要求1所述的焚烧炉系统由焚烧炉，鼓风设备、洗涤塔、过滤器、烟囱构成，其特征是焚烧炉的炉体下部带有筛板网，空气经鼓风机、调节阀、缓冲罐由下部口进入，烟气由炉上部引出经洗涤塔洗涤后由烟囱排出，洗涤塔下部连接过滤器。
5、如权利要求4、所述的焚烧系统，其特征是焚烧炉的炉体下部带有筛板网，筛板网为60目不诱钢丝编织成，炉体为锥形园筒形，由不诱钢板焊接成。
6、如权利要求4、所述的焚烧炉系统其特征是洗涤塔上部装有可形成珠帘状水柱的环形管淋洗装置，洗涤塔底部与过滤器相连接。
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