CN1102175C - 从铜-锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明从铜-锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法,在于经预处理后的催化剂,其作为主要成分的金属氧化物可与氨形成稳定的络合物,滤除铁、铝、钙等其他杂质,得到纯度高的铜氨、锌氨络合物混合溶液。这种溶液在一定条件下加锌粉置换出铜,得到高纯度铜粉,剩余的锌氨络合物在一定条件下热分解,可制得高纯度超微细的氧化锌粉。
Description
技术领域
本发明涉及一种废催化剂的回收方法,具体地说涉及一种从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法。
背景技术
铜—锌废催化剂是指化肥厂使用的低温变换催化剂、低变保护用脱硫脱氯剂及低压合成甲醇或联醇催化剂。这些催化剂都含有CuO、ZnO、AL2O3。这些催化剂用量大,寿命短,更换周期快,如不加以回收,会造成环境污染,且浪费国家的宝贵资源。
目前,国外一般采用氯化挥发法或熔炼法回收铜—锌催化剂。这些方法的共同不足之处在于工艺过程复杂、成本高、污染环境。国内一些单位为了制取硫酸铜而进行回收,采用的方法无非是传统的硫酸溶解、结晶制得铜锌的硫酸盐。由于近年来硫酸铜价低、销售困难,有些单位只好用来炼制粗铜,其经济效益差,销路也很困难。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足而提供一种完全采用化学方法,特别是氨络合一置换法对铜—锌废催化剂进行回收。
本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法包括如下步骤:
①对铜—锌废催化剂进行氧化焙烧粉碎过筛的预处理,其中氧化焙烧在转炉中进行,转炉转速为0.2转/分,焙烧温度为600℃左右,焙烧时间为2小时左右;粉碎是粉碎成大于100目的粉末;
②氨溶上述预处理后的粉末,使其中的铜、锌与氨络合,逐步溶解,其中氨溶在20~40℃下在反应釜的搅拌器中搅拌下进行5-6小时,搅拌器的转速为60转/分;
③将溶解好的络合物溶液经200目以上的滤布或滤纸过滤,除去杂质,得到高纯度的铜氨、锌氨络合物混合液,在室温下不断搅拌该混合液,分次加入锌粉,在存在10%游离氨的情况下,发生置换反应,得到高纯度的铜粉;
④在溶液呈浅兰色时用200目以上的滤布或滤纸进行过滤,在滤液中再加入锌粉,至溶液无色再用200目以上的滤布或滤纸进行过滤,使滤液全部为锌氨络离子,滤饼中含有少量锌粉,用于下次置换反应;
⑤采用加热赶氨法使锌氨络合物的平衡不断向右移动,使锌和溶液中存在的CO3 =和OH-离子结合形成碱式碳酸盐沉淀,该步骤是在加热温度为90-100℃下进行并不断搅拌,用引风机排氨的条件下进行分解至溶液中锌总量小于0.5克/升时结束;
⑥用200目滤布或滤纸过滤所得沉淀,得到白色Zn2(OH)2CO3滤饼;
⑦将所述滤饼粉碎成粉状,之后进行烘干和焙烧,得到高纯度的活性氧化锌,其中烘干在80-100℃下进行,焙烧在500-550℃的转炉中进行,转炉的转速为0.2转/分。
本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法,所述废催化剂中铜、锌的含量与加入的氨水和碳铵的克分子比为:(Cu+Zn)∶NH3∶NH4HCO3=1∶3∶1,且NH3的浓度为8-18%。
本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法的优点在于:
①本方法简单易行,不需要特殊设备,成本低;
②氨回收容易,无污染;
③回收率高达≥95%,产品纯度高达≥99%;
④基于上述三点,本方法具有显著经济效益。
附图说明
图1是Cu-Zn-Al废催化剂回收流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法的一个具体实施例:
①将废低变催化剂0702型进行所述焙烧粉碎处理,分析知其中含CuO 35.48%,ZnO 44.36%,AL2O3 6.35%;
②以500g上述催化剂为准,其中含CuO 177.4g,换算成Cu等于141.7g;含ZnO 221.8g,换算成Zn等于178.19g,(Cn+Zn)克分子等于4.955,按(Cu+Zn)∶NH3∶NH4HCO3=1∶3∶1,应加NH4HCO3 391.7g,16%的NH4OH等于1582.2ml;
③在2500ml的烧杯中加入上述①中的废催化剂粉、391.7g的NH4HCO3和1582.2ml 16%的NH4OH水,在室温下搅拌溶解5小时,得到蓝色络合物溶液;
④过滤上述溶液,弃去滤饼,在滤液中加入179g锌粉,至滤液为浅蓝色,沉淀出红色铜粉,过滤烘干得到174.2克的铜粉,其收率为98.2%;
⑤向过滤掉铜粉的滤液中加入1g锌粉,析出少量铜,滤液呈无色,将其加热至95-100℃,排掉氨得到白色沉淀;
⑥过滤所得沉淀,得到白色滤饼;
⑦将所述滤饼粉碎成粉状在90℃下烘干,550℃下焙烧得到420.3g的ZnO,其收率为89.5%。
本发明的回收方法,从图1所示的Cu-Zn-Al废催化剂回收流程图可一目了然。
Claims (2)
1、一种从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
①对铜—锌废催化剂进行氧化焙烧粉碎过筛的预处理,其中氧化焙烧在转炉中进行,转炉转速为0.2转/分,焙烧温度为600℃左右,焙烧时间为2小时左右;粉碎是粉碎成大于100目的粉末;
②氨溶上述预处理后的粉末,使其中的铜、锌与氨络合,逐步溶解,其中氨溶在20~40℃下在反应釜的搅拌器中搅拌下进行5-6小时,搅拌器的转速为60转/分;
③将溶解好的络合物溶液经200目以上的滤布或滤纸过滤,除去杂质,得到高纯度的铜氨、锌氨络合物混合液,在室温下不断搅拌该混合液,分次加入锌粉,在存在10%游离氨的情况下,发生置换反应,得到高纯度的铜粉;
④在溶液呈浅兰色时用200目以上的滤布或滤纸进行过滤,在滤液中再加入锌粉,至溶液无色再用200目以上的滤布或滤纸进行过滤,使滤液全部为锌氨络离子,滤饼中含有少量锌粉,用于下次置换反应;
⑤采用加热赶氨法使锌氨络合物的平衡不断向右移动,使锌和溶液中存在的CO3 =和OH-离子结合形成碱式碳酸盐沉淀,该步骤是在加热温度为90-100℃下进行并不断搅拌,用引风机排氨的条件下进行分解至溶液中锌总量小于0.5克/升时结束;
⑥用200目滤布或滤纸过滤所得沉淀,得到白色Zn2(OH)2CO3滤饼;
⑦将所述滤饼粉碎成粉状,之后进行烘干和焙烧,得到高纯度的活性氧化锌,其中烘干在80-100℃下进行,焙烧在500-550℃的转炉中进行,转炉的转速为0.2转/分。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述废催化剂中铜、锌的含量与加入的氨水和碳铵的克分子比为:(Cu+Zn)∶NH3∶NH4HCO3=1∶3∶1,且NH3的浓度为8-18%。
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