DE60116861T2 - Wiedergewinnung der platinmetalle aus platinmetalle enthaltenden organischen zusammensetzungen durch reaktion mit superkritischem wasser - Google Patents

Wiedergewinnung der platinmetalle aus platinmetalle enthaltenden organischen zusammensetzungen durch reaktion mit superkritischem wasser Download PDF

Info

Publication number
DE60116861T2
DE60116861T2 DE2001616861 DE60116861T DE60116861T2 DE 60116861 T2 DE60116861 T2 DE 60116861T2 DE 2001616861 DE2001616861 DE 2001616861 DE 60116861 T DE60116861 T DE 60116861T DE 60116861 T2 DE60116861 T2 DE 60116861T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxygen
platinum group
reactor
water
group metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE2001616861
Other languages
English (en)
Other versions
DE60116861D1 (de
Inventor
Simon Impington COLLARD
Anders Gidner
Brian Sandy HARRISON
Lars Stenmark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Matthey PLC
Chematur Engineering AB
Original Assignee
Johnson Matthey PLC
Chematur Engineering AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Matthey PLC, Chematur Engineering AB filed Critical Johnson Matthey PLC
Publication of DE60116861D1 publication Critical patent/DE60116861D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60116861T2 publication Critical patent/DE60116861T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
    • C22B11/04—Obtaining noble metals by wet processes
    • C22B11/042—Recovery of noble metals from waste materials
    • C22B11/048—Recovery of noble metals from waste materials from spent catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/008—Processes carried out under supercritical conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/04—Pressure vessels, e.g. autoclaves
    • B01J3/042—Pressure vessels, e.g. autoclaves in the form of a tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00—Obtaining noble metals
    • C22B11/04—Obtaining noble metals by wet processes
    • C22B11/042—Recovery of noble metals from waste materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002—Chemical plants
    • B01J2219/00027—Process aspects
    • B01J2219/00033—Continuous processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/0015—Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2219/00155—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00164—Controlling or regulating processes controlling the flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S210/00—Liquid purification or separation
    • Y10S210/902—Materials removed
    • Y10S210/911—Cumulative poison
    • Y10S210/912—Heavy metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Diese Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Raffination von Platingruppenmetallen, insbesondere der Raffination von organischen Platingruppenmetallzusammensetzungen.
  • Es gibt sehr viele organische Platingruppenmetallzusammensetzungen, die eine Raffination benötigen. Diese schließen alle Sorten von verbrauchten Katalysatoren ein, die in einem Bereich liegen von heterogenen Katalysatoren, wie ein Platingruppenmetall auf einem Kohlenstoffträger, z.B. 4 bis 5 % Pd auf Kohlenstoff, bis zu homogenen (flüssigen) Katalysatoren, wie solchen, die auf Rhodiumphosphinkomplexen basieren, Raffinerie- und chemische Nebenströme oder Nebenflüsse, Abfallströme, die edle Metalle und organische Bestandteile enthalten, metallorganische Abfallverbindungen und Abfallkomplexe und viele andere Feststoffe und Flüssigkeiten. Der Wert der Platingruppenmetalle, die in solchen Zusammensetzungen enthalten sind, macht es wichtig, die Platingruppenmetalle wieder zu gewinnen. Herkömmlich wurden Abfälle, die Platingruppenmetalle und verbrauchte Katalysatoren enthielten, einer Verbrennung unterworfen. Alle solchen Verbrennungsverfahren verlieren jedoch beträchtliche Mengen an Platingruppenmetallen, größtenteils als Stäube, aber auch möglicherweise als Dämpfe, und die Aschen enthalten noch sehr beträchtliche Mengen an Kohlenstoff-/kohlenstoffhaltigem Material, das schwer zu entfernen ist. Die herkömmlichen Verbrennungsverfahren neigen auch dazu, ziemlich große Mengen an Schadstoffen zu erzeugen, die NOx und Dioxine einschließen können und Abfallwasserströme erzeugen können, die schwierig zu behandeln sind.
  • Es ist bekannt, superkritisches Wasser zu verwenden, um verschiedene Materialien zu behandeln, die organische Materialien (s. US 4 338 199 ), Kunststoff- oder Plastikabfall (s. JP 11 138126 ) und Kationen- und Anionenaustauschharze, von denen toxische Substanzen entfernt werden können (s. JP 10 279726 ), einschließen. Außerdem offenbart die US 5 252 224 die Verwendung einer superkritischen Wasseroxidation, um anorganische Materialien (einschließlich Gold und Silber) aus Abwasser und anderen Industrieschlämmen zu entfernen. Wir glauben jedoch nicht, dass es einen Vorschlag dafür gab, organische Materialien, die Platingruppenmetalle enthalten, zu raffinieren, um eine Wiedergewinnung der Platingruppenmetalle als ihre Oxide durch eine superkritische Wasseroxidation zu ermöglichen. Wir haben Kenntnis von einem akademischen Vorschlag, Phenol als Abfallmaterial durch superkritische Wasseroxidation in Gegenwart eines MnO2-Katalysators zu behandeln. Dieser Ansatz schlug jedoch nicht das Vorliegen oder die Verwendung eines Platingruppenmetallkatalysators vor, und die sehr hohen Kosten solcher Materialien würden einen Entmutigung sein. Wir entdeckten nun, dass ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann in einer Art und Weise, die sicher, umweltfreundlich, rationell oder wirtschaftlich hinsichtlich der Energie ist und Platingruppenmetallprodukte in geeigneter Form zur weiteren Verarbeitung als Ausbeute ergibt.
  • Die organischen Platingruppenmetallzusammensetzungen, die wie dieser Begriff hierin verwendet wird, werden verwendet als Ausgangsmaterial oder Einsatzmaterial für das Verfahren der vorliegenden Erfindung, können ein beliebiger Platingruppenmetallkomplex, -verbindung oder physikalisches Gemisch (eine solche Terminologie ist beabsichtigt, um Platingruppenmetalle per se oder Platingruppenmetallverbindungen oder -komplexe, die auf einem „organischen" Träger getragen werden, wie Aktivkohle, obwohl Kohlenstoff als solches streng genommen nicht organisch ist, einzuschließen) sein. Die Zusammensetzungen schließen Gemische ein von Platingruppenmetallen oder Verbindungen oder Komplexe mit organischen Materialien, die andernfalls als Abfälle betrachtet werden würden. Das heißt, organische Abfälle können gemischt werden mit einem Anteil eines Platingruppenmetalls oder einer Platingruppenmetallzusammensetzung und behandelt werden gemäß der vorliegenden Erfindung, um dadurch den organischen Abfall zu oxidieren und das Platingruppenmetall wieder zu gewinnen zur weiteren Raffination oder einer anderen Behandlung oder zur Wiedergewinnung oder zum Recycling bei der Behandlung von weiterem organischem Abfall.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren bereit zur Raffination von organischen Platingruppenmetallzusammensetzungen, wobei das Verfahren umfasst ein Behandeln einer solchen Zusammensetzung in einem Reaktionsfluid, das superkritisches Wasser und eine Sauerstoffquelle umfasst, Zulassen, dass die organischen Bestandteile der Zusammensetzung oxidiert werden, und Gewinnung eines Platingruppenmetalloxids aus den Reaktionsprodukten, wobei Sauerstoff im Überschuss vorliegt und freier Sauerstoff im Ausfluss gefunden wird. Das Platingruppenmetall kann für eines oder mehrere stehen von Platin, Palladium und Rhodium.
  • Die Zuführung oder Versorgung von oder mit Sauerstoff wird geeigneterweise ausgeführt an dem Einlass eines verlängerten oder lang gezogenen Röhrenreaktors oder Rohrreaktors, zu der gleichen Zeit, zu der Wasser zu dem Reaktor zugeführt oder eingespeist wird, obwohl Sauerstoff alternativ oder zusätzlich zugeführt oder eingespeist werden kann stromabwärts oder nachgeschaltet von dem Reaktoreinlass, und zusätzlicher Sauerstoff kann bei ein oder mehreren Stellen entlang der Länge des Reaktors zugeführt oder eingespeist werden. Zum Beispiel kann zusätzlicher Sauerstoff in den Reaktor zugeführt oder eingespeist werden stromabwärts oder nachgeschaltet von oder zu einem Injektionspunkt oder Einspritzpunkt eines organischen Ausgangsmaterials.
  • Die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten oder Bestandteile zu dem Reaktionsfluid ist nicht besonders wichtig. Das Verfahren der Erfindung kann betrieben werden durch vorheriges Mischen der organischen Platingruppenmetallzusammensetzung und Wasser, Erwärmen des erhaltenen Gemischs auf eine superkritische Temperatur oder auf nahezu die Temperatur, und Zugabe eines Oxidationsmittels (die Wärme der Reaktion ist ausreichend, um die Temperatur auf oder höher als die kritische Temperatur zu erhöhen). Das Oxidationsmittel kann auch vorgemischt werden mit ein oder mehr der Reaktionsgemischbestandteile.
  • Obwohl es bevorzugt ist, ein kontinuierliches Verfahren zu betreiben, kann es auch als ein chargenweises Verfahren oder Batch-Verfahren betrieben werden.
  • Die Menge an verwendetem Sauerstoff ist ein Überschuss, so dass eine vollständige Oxidation des Ausgangsmaterials erreicht wird unter den Reaktionsbedingungen, und wird geeigneterweise eingestellt durch Rückkopplung oder Feedback von Sensoren an dem Reaktorauslass, der freien Sauerstoff und das Vorliegen von jeglichem Kohlenstoffmonoxid zeigt. Wünschenswert ist die Menge so, dass der gesamte Kohlenstoff zu Kohlendioxid oxidiert wird. Der Sauerstoff wird geeigneterweise zugeführt oder eingespeist aus einem Tank oder Behälter von flüssigem Sauerstoff. Es ist möglich, ein Gemisch von Sauerstoff mit ein oder mehr inerten Gasen zu verwenden, aber zur Zeit wird dies nicht bevorzugt verwendet.
  • Obwohl es gegenwärtig bevorzugt ist, Sauerstoff als Oxidationsmittel zu verwenden, können andere Sauerstoffquellen in Betracht gezogen werden, die Luft, Wasserstoffperoxid und Salpetersäure einschließen.
  • Im Allgemeinen bildet Wasser wünschenswert 90 Gew.-% oder mehr, z.B. 95 Gew.-% oder mehr, des gesamten Reaktionsgemischs.
  • Der superkritische Punkt von Wasser liegt bei 374 °C und 221 bar. Jeder beliebige superkritische Reaktor muss so gestaltet oder technisiert sein, um Temperaturen und Drucken zu widerstehen, die weit höher liegen als der superkritische Punkt. Obwohl die Materialkosten einer Anlage, um das Verfahren auszuführen, einschließlich spezieller Hochdruckpumpen und -ventile, an sich hoch sind, macht die Tatsache, dass das Verfahren einfach und schnell ist, kombiniert mit niedrigen Betriebskosten und niedrigen Verlusten an Material, das Verfahren wirtschaftlich.
  • Das Verfahren wird geeigneterweise ausgeführt bei einer Temperatur im Bereich von 400 bis 600 °C, vorzugsweise 500 bis 580 °C, und geeigneterweise bei einem Druck von etwa 230 bar bis etwa 300 bar, vorzugsweise bei einem Druck von 250 bar bis 300 bar. Es gibt natürlich einen Druckverlust oder Druckabfall entlang der Länge des Reaktors, abhängig von dem speziellen oder individuellen Reaktordesign oder Aufbau des Reaktors. Die Start- oder Anfangstemperatur kann, wie oben genannt, unterhalb von 374 °C liegen.
  • Die Oxidation von organischen Materialien gemäß der Erfindung ist exotherm; ein Temperaturanstieg von etwa 150 °C in dem Reaktor wurde 2 Sekunden nach der Injektion des Ausgangsmaterials oder Einsatzmaterials beobachtet, da der Reaktor selbst im adiabatischen Modus arbeitet. Der Reaktor ist vorzugsweise ein verlängerter oder lang gezogener Röhrenreaktor oder Rohrreaktor und ist wünschenswerterweise isoliert. Der Reaktor kann geeigneterweise in der Form eines Rohrwendelreaktors ausgebildet sein. Durch Verwendung herkömmlicher Wärmeaustauscher/Vorwärmer, um mit der Wärme fertig zu werden oder zurecht zu kommen in den verschiedenen Einlass- und/oder Auslassströmen, ist es normalerweise möglich, das gesamte Verfahren in einem autothermalen Modus zu betreiben, d.h. ohne Zugabe von zusätzlichem Brennstoff oder Brennmaterial. In der Tat kann ein Teil der in dem Verfahren erzeugten Wärme verwendet werden, um z.B. Hochdruckdampf zu erzeugen, der an einer anderen Stelle einer Fertigungsstelle verwendet wird.
  • Der Ausstoß oder Output oder das Ergebnis oder Produkt des Verfahrens der Erfindung ist fein verteiltes Platingruppenmetalloxid in einer superkritischen wässrigen Aufschlämmung oder Lösung (vor einer Abnahme des Drucks), die auch die anderen Nebenprodukte der Oxidationsreaktion enthält, in Abhängigkeit von der tatsächlichen oder gegenwärtigen chemischen Zusammensetzung der organischen Ausgangsmaterialzusammensetzung. Daher sind die Produkte, wenn der organische Bestandteil eine Kohlenstoff- oder Kohlenwasserstoffbasis ist, ohne Heteroatome, Wasser und Kohlendioxid, die eine Kohlensäurelösung bilden nach der Druckabnahme. Wenn Phosphor-, Schwefel- oder Stickstoffatome in dem Ausgangsmaterial vorliegen, enthält das Produkt Phosphorsäure, Schwefelsäure bzw. Stickstoff. Es ist äußerst signifikant oder bemerkenswert, dass es unter den Reaktionsbedingungen keine Erzeugung von NOx gibt, was ein großer Vorteil gegenüber herkömmlichen Pyrolyse typischen Verfahren ist. Wenn es gewünscht wird, kann Quenchwasser oder Stoppwasser zu dem Reaktionsprodukt gegeben werden, und entweder zu diesem Punkt oder nachfolgend kann es wünschenswert sein, die gebildete Säure zu neutralisieren durch die Zugabe eines Alkalis, wie Natriumhydroxid. Im Allgemeinen bevorzugen wir jedoch, dies nicht zu tun wegen der Möglichkeit der Bildung unlöslicher Salze, die Blockierungen verursachen können in dem superkritischen Zustand, oder die Kontamination oder Verunreinigung des Platingruppenmetalloxidprodukts, das die weitere Verarbeitung davon komplizieren kann.
  • Der Platingruppenmetallbestandteil der Ausgangsmaterialzusammensetzung kann das alleinig vorliegende Metall sein, oder andere Metalle können vorliegen, entweder als Bestandteile, z.B. als Promotoren eines Katalysators, oder als Verunreinigungen, z.B. Verunreinigungen, die während der Verwendung aufgenommen wurden. In dem letzteren Fall wird das Produkt des Verfahrens der Erfindung die höchsten Oxidationsstufen solcher Metalle einschließen. Das Platingruppenmetalloxid kann abgetrennt werden von solchen Metalloxidverunreinigungen durch herkömmliche Verfahren, die keinen Teil dieser Erfindung bilden.
  • Die Erfindung wird nun in Bezug auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, einer Ausführungsform einer Anlage, um die Erfindung auszuführen. Bezug nehmend auf die Zeichnung ist ein langgestreckter oder langgezogener Röhrenreaktor, z.B. mehrere hundert Meter lang und in der Form einer Wendel oder Wicklung oder Rohrschlange, im Allgemeinen durch 1 angegeben. In den Reaktor werden entweder zwei Ströme oder ein kombinierter oder vereinigter Strom 2 aus Wasser und Sauerstoff zugeführt oder eingespeist, die (der) bei einem Druck gepumpt werden (wird), der größer ist als der kritische Druck, z.B. bei etwa 260 bar. Die Menge an Sauerstoff wird vorzugsweise eingestellt durch eine Rückkopplung oder ein Feedback von einem Sauerstoffsensor (nicht gezeigt) an dem Reaktorauslass, z.B. um 10 % oder mehr O2 pro Volumen in dem Auslassgas in einer Pilotanlage oder Versuchsanlage zu erreichen. Eine Anlage zur Produktion oder im Originalmaßstab kann geeigneterweise mit einem niedrigeren Überschuss an O2 betrieben werden. Das Wasser wird mit einer Rate oder Geschwindigkeit zugeführt oder eingespeist, um zu gewährleisten, dass es eine hohe Geschwindigkeit durch den Reaktor gibt, um zu gewährleisten, dass es kein Absetzen oder Anhaften von Feststoffen gibt. Das organische Platingruppenmetallausgangsmaterial wird etwa bei ¼ des Wegs entlang des Röhrenreaktors in dem besonderen Pilotanlagenaufbau zugeführt oder eingespeist, wobei an diesem Punkt das Wasser eindeutig superkritisch ist. Das Ausgangsmaterial selbst wird bei einer geeigneten Geschwindigkeit zugegeben, um einen adiabatischen Temperaturanstieg zu ergeben. Das Ausgangsmaterial kann eine flüssige organische Platingruppenmetallzusammensetzung sein, wobei es in diesem Fall direkt in den Reaktor gepumpt wird, oder fest sein kann, wobei es in diesem Fall in Wasser aufgeschlämmt wird, bevor es in den Reaktor gepumpt wird. Der Ausfluss aus dem Reaktor kann verdünnt und/oder nealisiert werden mit einem Quensch- oder Stoppwasserstrom, der durch 3 gezeigt ist, obwohl dies optional ist oder nur gegebenenfalls ausgeführt werden kann, bevor einem Durchleiten durch eine geeignete Druckablassausrüstung 4 (gezeigt als ein Ventil) vor einem Einleiten in einen Gas/Flüssigkeitstrenntank 5. Überschüssige Gase, z.B. O2, N2, CO2 etc. werden durch eine Leitung abezogen, und eine Aufschlämmung von Platingruppenmetalloxid wird durch eine zweite Leitung an der Basis des Separationstanks oder Trenntanks durchgenommen. Das Platingruppenmetalloxid neigt dazu, in sehr fein verteilter Form vorzuliegen, wenn das Ausgangsmaterial flüssig ist, und als Partikel entsprechend der Form des Ausgangsmaterialmetalls, wenn dies fest ist, z.B. wenn es ein Pd auf Kohlenstoffkatalysator ist. Die Feststoffe können dann abgetrennt werden und einer solchen weiteren Behandlung unterworfen werden oder einer Raffination, wie es notwendig oder erwünscht ist.
  • Um den Wasserverbrauch wirtschaftlich zu gestalten, ist es bevorzugt, Wasser zu recyceln, oder im Kreis laufen zu lassen. In gleicher Weise sorgt eine gute Konstruktionstechnik oder konstruktive Gestaltung für einen Wärmeaustausch zwischen den Strömen.
  • Es sollte verstanden werden, dass die Zeichnung und die obige spezielle Beschreibung einen „Direktinjektions"-Modus eines Betriebs betrifft. Der Fachmann wird verstehen, dass die Erfindung in einer Vielzahl von Wegen betrieben werden kann, die sich in Einzelheiten unterscheiden. Zum Beispiel und insbesondere für feste Ausgangsmaterialien, wie Pd/C oder Pt/C kann das Ausgangsmaterial geeigneterweise in Wasser aufgeschlämmt werden, über einen Wärmeaustauscher dem Reaktor zugeführt oder eingespeist werden und dann Sauerstoff injiziert werden, um die Oxidationsreaktionen auszuführen.
  • Die Erfindung wird nun im Wege von Arbeitsbeispielen beschrieben.
  • Beispiel 1
  • 80 kg eines Katalysators von verbrauchtem Pt auf Kohlenstoff wurden mit 720 kg Wasser aufgeschlämmt, durch eine Schleifpumpe gegeben, um die Partikelgröße zu reduzieren, und einem superkritischen Wasseroxidationsreaktor zugeführt oder eingespeist mit einer Rate von 250 kg/h. Der frische Katalysator bestand aus 5 % Pt auf Kohlenstoff, aber der verbrauchte Katalysator wurde bestimmt mit 1,6 Gew.-% Pt auf Kohlenstoff. Sauerstoff wurde dem Reaktor mit einer Rate zugeführt, die auf 15 % O2 Ausbeute im Ausflussgas eingestellt war. Die Ausflussaufschlämmung wurde filtriert, um ein feines, schwarzes Pt Oxid und ein klares, leicht gelbes Filtrat als Ausbeute zu erhalten. Das Filtrat enthielt weniger als 0,5 ppm Pt.
  • Beispiel 2
  • Das Verfahren von Beispiel 1 wurde verwendet, um einen nicht verwendeten 5 Gew.-% Pd/Kohlenstoff-Katalysator, der mit Toluol dotiert ist, zu behandeln. Das Filtrat enthielt weniger als 0,01 ppm Pd. Typischerweise enthält ein verbrauchter Katalysator 0,8 Gew.-% Pd auf Kohlenstoff und kann auch gemäß der Erfindung behandelt werden.
  • Beispiel 3
  • Das Verfahren von Beispiel 1 wurde angepasst, um das Ausgangsmaterial eines flüssigen organischen Katalysatorstroms eines Rhodiumphosphins, das 0,973 Gew.-% Rh enthielt, direkt auf (in) den Reaktor zuzuführen (einzuspeisen). Die Produktlauge war eine Aufschlämmung von sehr feinen schwarzen Partikeln in einer farblosen Lösung.
  • Bei allen obigen Beispielen war die Wiedergewinnung von edlem Metall und die Zerstörung von organischen Bestandteilen gut oberhalb von 95 Gew.-%. Es kann erwartet werden, dass das Verfahren noch bessere Ergebnisse erzielt nach einer Optimierung.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Raffination von organischen Platingruppenmetallzusammensetzungen, wobei das Verfahren umfasst ein Behandeln einer solchen Zusammensetzung in einem Reaktionsfluid, das superkritisches Wasser und eine Sauerstoffquelle umfasst, Zulassen, dass mindestens die organischen Bestandteile der Zusammensetzung oxidiert werden, und Gewinnung eines Edelmetalloxids aus den Reaktionsprodukten, wobei Sauerstoff im Überschuss vorliegt und freier Sauerstoff im Ausfluss gefunden wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Sauerstofffquelle für Sauerstoff steht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Sauerstoff aus flüssigem Sauerstoff zugeführt wird.
  4. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, das bei einer Temperatur von 400 bis 600 °C ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, wobei das Platingruppenmetall für eines oder mehrere steht von Platin, Palladium und Rhodium.
  6. Verfahren nach einem beliebigen der vorstehenden Ansprüche, das in einem kontinuierlichen, langgezogenen Reaktor ausgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die organische Platingruppenmetallzusammensetzung mit Wasser gemischt wird und dem Reaktor eingespeist wird, und Sauerstoff nachträglich zugegeben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Gemisch bei einer Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur von Wasser in den Reaktor eingespeist wird, und die exotherme Energie aus der Oxidation superkritische Temperaturen bereitstellt.
DE2001616861 2000-04-28 2001-04-10 Wiedergewinnung der platinmetalle aus platinmetalle enthaltenden organischen zusammensetzungen durch reaktion mit superkritischem wasser Expired - Lifetime DE60116861T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0010241A GB0010241D0 (en) 2000-04-28 2000-04-28 Improvements in precious metal refining
GB0010241 2000-04-28
PCT/GB2001/001601 WO2001083834A1 (en) 2000-04-28 2001-04-10 Precious metal recovery from organics-precious metal compositions with supercritical water reactant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60116861D1 DE60116861D1 (de) 2006-04-13
DE60116861T2 true DE60116861T2 (de) 2006-08-10

Family

ID=9890597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001616861 Expired - Lifetime DE60116861T2 (de) 2000-04-28 2001-04-10 Wiedergewinnung der platinmetalle aus platinmetalle enthaltenden organischen zusammensetzungen durch reaktion mit superkritischem wasser

Country Status (14)

Country Link
US (1) US7122167B2 (de)
EP (1) EP1294955B1 (de)
JP (1) JP5073143B2 (de)
KR (1) KR100812623B1 (de)
CN (1) CN1426485A (de)
AT (1) ATE316585T1 (de)
AU (1) AU780392B2 (de)
BR (1) BR0110344A (de)
CA (1) CA2407605C (de)
DE (1) DE60116861T2 (de)
ES (1) ES2254383T3 (de)
GB (1) GB0010241D0 (de)
WO (1) WO2001083834A1 (de)
ZA (1) ZA200208042B (de)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0126346D0 (en) * 2001-11-02 2002-01-02 Johnson Matthey Plc Improvements in materials handling and sampling
DE102004041997A1 (de) 2004-08-31 2006-03-09 Umicore Ag & Co. Kg Verfahren zum Recycling von Brennstoffzellenkomponenten
CN1308470C (zh) * 2005-03-15 2007-04-04 深圳市伟雄机械设备有限公司 贵金属的无毒低成本提炼方法
KR100662146B1 (ko) * 2005-09-07 2006-12-27 한화석유화학 주식회사 테레프탈산 제조공정에서 발생되는 폐기물의 처리방법
IL173547A0 (en) * 2006-02-06 2006-07-05 Pyernik Rutman Supercritical oxidation process for the treatment of corrosive materials
GB0604285D0 (en) 2006-03-03 2006-04-12 Johnson Matthey Plc Catalyst reprocessing
US7682514B2 (en) * 2007-05-16 2010-03-23 Parsons Corporation Supercritical water oxidation apparatus and process
JP5540548B2 (ja) * 2009-04-03 2014-07-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池からの触媒金属の回収方法
CN101519725B (zh) * 2009-04-09 2010-10-13 昆明贵金属研究所 湿-火联合法从汽车催化剂中提取贵金属的方法
CN101608263A (zh) * 2009-07-13 2009-12-23 中国科学院生态环境研究中心 废弃印刷线路板富集贵金属同时合成Cu2O/TiO2纳米光催化剂的工艺
CN102794292B (zh) * 2012-08-27 2015-04-29 温州宏泽科技发展股份有限公司 一种固体废物的预处理方法
CN104060094B (zh) * 2014-06-10 2016-05-11 福建工程学院 一种从废弃手机回收金和铜的方法
FR3030317B1 (fr) * 2014-12-23 2017-02-10 Brgm Procede de recyclage de dechets d'equipements electriques et electroniques
CN105256147A (zh) * 2015-11-30 2016-01-20 中国科学院生态环境研究中心 超临界流体回收废弃线路板中钯的工艺
US10167202B2 (en) 2016-02-23 2019-01-01 King Abdullah University Of Science And Technology Enhanced metal recovery through oxidation in liquid and/or supercritical carbon dioxide
DE102017211311A1 (de) * 2017-07-04 2019-01-10 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Prozesssteuerung mit Farbsensor
CN110257636B (zh) * 2019-07-11 2021-05-18 廊坊新奥龙河环保科技有限公司 超临界氧化回收催化剂中贵金属的方法
CN111112295B (zh) * 2019-12-27 2021-11-30 新地环保技术有限公司 含贵金属的废催化剂的预处理方法及系统
CN113332927B (zh) * 2021-05-25 2022-04-01 杭州灰弘环保科技有限公司 一种新型垃圾焚烧飞灰制浆水洗及碳中和耦合系统及方法
CN114477319B (zh) * 2022-03-03 2024-06-11 湖南中先智能科技有限公司 一种硫酸镍制备工艺及设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338199A (en) * 1980-05-08 1982-07-06 Modar, Inc. Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water
US4543190A (en) * 1980-05-08 1985-09-24 Modar, Inc. Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water
JPS6475591A (en) * 1987-09-17 1989-03-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Production of clean and high-energy gas
US5252224A (en) * 1991-06-28 1993-10-12 Modell Development Corporation Supercritical water oxidation process of organics with inorganics
US5461648A (en) * 1994-10-27 1995-10-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Supercritical water oxidation reactor with a corrosion-resistant lining
US5560823A (en) * 1994-12-21 1996-10-01 Abitibi-Price, Inc. Reversible flow supercritical reactor and method for operating same
JP3366820B2 (ja) * 1997-02-19 2003-01-14 株式会社日立製作所 酸化処理方法とその装置及び反応容器
JPH10305288A (ja) * 1997-03-07 1998-11-17 Japan Organo Co Ltd 超臨界水反応装置
JP3462969B2 (ja) 1997-04-09 2003-11-05 オルガノ株式会社 廃棄イオン交換樹脂の減容化方法
JP3329243B2 (ja) * 1997-11-07 2002-09-30 株式会社日立製作所 廃棄物の超臨界水処理装置および処理方法
US6150580A (en) * 1997-11-13 2000-11-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for destroying hazardous organics and other combustible materials in a subcritical/supercritical reactor
JPH11236627A (ja) * 1998-02-20 1999-08-31 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 煤からの重金属成分の回収方法及び装置
JPH11302442A (ja) * 1998-04-23 1999-11-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd 熱硬化性樹脂の分解処理方法
JP3660808B2 (ja) * 1998-09-01 2005-06-15 オルガノ株式会社 超臨界水を用いた廃光ファイバーケーブルの処理方法およびその装置
US6485696B1 (en) * 1998-10-30 2002-11-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Recovery/removal of metallic elements from waste water using ozone
US6238632B1 (en) * 1999-12-09 2001-05-29 Ashland, Inc. Process and composition for removing precious metals from activated carbon
JP2001235718A (ja) * 2000-02-23 2001-08-31 Mitsuo Kamiwano 液晶パネルのリサイクル処理方法およびリサイクル処理システム
US7473406B2 (en) * 2003-05-30 2009-01-06 Council Of Scientific And Industrial Research Process for recovery of palladium from spent catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
AU780392B2 (en) 2005-03-17
EP1294955A1 (de) 2003-03-26
CN1426485A (zh) 2003-06-25
US20030185733A1 (en) 2003-10-02
US7122167B2 (en) 2006-10-17
DE60116861D1 (de) 2006-04-13
CA2407605A1 (en) 2001-11-08
GB0010241D0 (en) 2000-06-14
AU4441901A (en) 2001-11-12
ES2254383T3 (es) 2006-06-16
JP5073143B2 (ja) 2012-11-14
EP1294955B1 (de) 2006-01-25
KR100812623B1 (ko) 2008-03-13
KR20020089499A (ko) 2002-11-29
BR0110344A (pt) 2003-01-14
WO2001083834A1 (en) 2001-11-08
ZA200208042B (en) 2003-10-07
CA2407605C (en) 2010-04-06
ATE316585T1 (de) 2006-02-15
JP2003531964A (ja) 2003-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60116861T2 (de) Wiedergewinnung der platinmetalle aus platinmetalle enthaltenden organischen zusammensetzungen durch reaktion mit superkritischem wasser
DE2735892C3 (de) Verfahren zur Behandlung von ammoniumhaltigem Abwasser
DE60314504T2 (de) Verfahren zur behandlung von abfallströmen
DE69002628T2 (de) Verfahren zur reinigung von schmutzwasser durch aktives ozon.
DE69009077T2 (de) Behandlung von Stickoxyden.
DE2459615A1 (de) Verfahren zur gleichzeitigen behandlung von abwaessern und abgasen aus ammoniak- synthesegas herstellenden anlagen
DE69909929T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Methanol
DE69310557T2 (de) Gewinnung von Edelmetallen aus Katalysatorrückständen
DE2425587A1 (de) Verfahren zur behandlung von abwasser
DE112009001776B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Cycloolefin und Vorrichtung zur Herstellung desselben
DE60114647T2 (de) Metallwiedergewinnung aus olefinhydroformylierungsreaktionen
DE2328030A1 (de) Verfahren zur behandlung von eisencarbonyl enthaltenden gas- oder fluessigkeitsstroemen
DE60210204T2 (de) Verfahren zur katalytischen Zersetzung von Distickstoffmonoxid (N2O)
DE102010020105A1 (de) Kreislaufführung des Eisens im Photo-Fenton-Prozess
EP2791067B1 (de) Oxidationsverfahren, düse und anlage zur behandlung von abwässern
DE3509372A1 (de) Verfahren zum praezipitieren oder ausbringen von vanadium aus fluessigkeiten
DE69102051T2 (de) Verfahren zur Vernichtung von giftigen organischen Abwässern durch wässerige Phaseverbrennung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
DE3835161C2 (de) Abgasreinigung mittels katalytischer Oxidation mit Luftsauerstoff
EP0042013A2 (de) Anlage zum Aufschluss schwerlöslicher Substanzen und/oder zur Oxidation organischer, diese Substanzen enthaltender Abfälle
DE10248159A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Hydrierung
DE19605421A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern durch Naßoxidation mit Wasserstoffperoxid
DE2726766A1 (de) Verfahren zur gewinnung von kupfer aus sauren, cupri-ionen enthaltenden loesungen
EP0322661A2 (de) Verfahren zur Rückgewinnung von Rhodium aus Rhodiumkomplexverbindungen enthaltenden wässrigen Lösungen
DE19640452A1 (de) Verfahren zur Naßoxidation von Abwasser
DE3733782C2 (de) Verfahren zur Oxydation von Cyclohexan in flüssiger Phase

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: KROHER, STROBEL RECHTS- UND PATENTANWAELTE, 80336

8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: DR. SCHOEN & PARTNER, 80336 MUENCHEN