KR20060012657A - Process for recovery of palladium from spent catalyst - Google Patents

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라크쉬 비르 자스라
푸쉬피토 쿠마르 고쉬
하리 찬드 바자즈
아르빈드쿠마르 발반트라이 보리차
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카운슬 오브 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치
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Abstract

The present invention relates to an improved process for the recovery of palladium from spent catalyst. The present invention particularly relates to a suitable method of catalyst recovery of precious metals from spent catalysts or inorganic waste and more specifically the process concerns with the recovery of palladium that is anchored on carbon and is used as catalyst for the hydrogenation of nitro aromatics or as a catalyst for many other organic transformations.

Description

중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하는 방법{Process for recovery of palladium from spent catalyst}Process for recovery of palladium from spent catalyst

본 발명은 중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하는 개선된 방법에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로는 중고 촉매 또는 무기 폐기물로부터 값비싼 금속의 촉매를 회수하는 적절한 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 상기 방법은 탄소 상에 고정된 팔라듐을 회수하여 니트로 방향족의 수소화를 위한 촉매로서 또는 다른 유기 전환반응을 위한 촉매로서 사용하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to an improved process for recovering palladium from used catalysts. The present invention specifically relates to a suitable method for recovering catalysts of expensive metals from used catalysts or inorganic wastes, and more particularly, the method is a catalyst for the hydrogenation of nitro aromatics by recovering palladium fixed on carbon. Or as a catalyst for other organic conversion reactions.

값비싼 전이금속 및 그들의 배위 착물은 정밀 화학 산업에서 지지 촉매 및 성능 화학물(performance chemical)로서 그들의 산업적 용도를 찾을 수 있다. 예를 들어, Ag, Au, Pd, Pt, 및 Rh와 같은 금속은 산화, 수소화, 및 탈수소화 반응을 위한 촉매로서 다양하게 산업적으로 이용된다. 팔라듐염 촉매는 또한 산화, 탈수소화, 수소화, 이성질화, 및 다이머화와 같은 반응에 촉매 작용을 미치는데 널리 사용된다. 이미 사용된 중고 촉매로부터 팔라듐 및 백금과 같은 백금족 금속의 효율적인 회수 및 정제는 경제적으로 바람직하다. 그 결과, 중고 촉매로부터 그러한 금속을 완전하게 회수하기 위한 방법을 개발하기 위한 연구가 전세계적으로 이루어져 왔다. 다양한 폴리머 물질, 변형된 실리카, 제올라이트, 및/또는 클레이 물질 이 이러한 금속의 지지체(support)로서 이용된다. 유사하게, Pd, Pt, Ru, 및 Rh의 배위 금속 착물은 하이드로포밀화 및 수소화 반응을 위한 균질한 조건에서 상업적 촉매로서 이용된다. 그러나, 생성물 혼합물로부터 금속 착물을 분리하는 것이 어렵기 때문에, 배위 금속 착물이 폴리머 또는 실리카, 탄소, 제올라이트, 및 알루미나와 같은 무기 고체 지지체 중에 지지된 불균일화된 촉매를 개발할 필요성이 증가하고 있다. 상업적으로는, 일단 촉매가 불활성화되면 지지체로부터 값비싼 금속을 가능한 최대한의 정도로 회수하는 것이 중요하다.Expensive transition metals and their coordination complexes may find their industrial use as supported catalysts and performance chemicals in the fine chemical industry. For example, metals such as Ag, Au, Pd, Pt, and Rh are variously used industrially as catalysts for oxidation, hydrogenation, and dehydrogenation reactions. Palladium salt catalysts are also widely used to catalyze reactions such as oxidation, dehydrogenation, hydrogenation, isomerization, and dimerization. Efficient recovery and purification of platinum group metals such as palladium and platinum from already used used catalysts is economically desirable. As a result, research has been conducted worldwide to develop a method for the complete recovery of such metals from used catalysts. Various polymeric materials, modified silicas, zeolites, and / or clay materials are used as support of such metals. Similarly, coordination metal complexes of Pd, Pt, Ru, and Rh are used as commercial catalysts in homogeneous conditions for hydroformylation and hydrogenation reactions. However, because it is difficult to separate metal complexes from product mixtures, there is an increasing need to develop heterogeneous catalysts in which coordinating metal complexes are supported in polymers or inorganic solid supports such as silica, carbon, zeolites, and alumina. Commercially, it is important to recover expensive metals to the maximum extent possible from the support once the catalyst is inactivated.

어떤 경우에는, 촉매가 반응 주기 동안 또는 이후의 작업에서 불활성화되어, 반응 유출물이 다양한 잔유물, 예를 들어 금속이온의 경우 다양한 원자가 형태의 착물로 구성될 수 있다. 많은 경우, 과량의 불순물의 존재는 촉매의 재활용 효율을 감소시킨다. 그러나, 반복적인 순환(cycle)으로 인한 촉매의 분해에 관련된 문제인 불순물은 부반응에 기인한 것이며, 고체 지지체로부터 유효한 촉매의 유출은 불균일한 촉매의 경우에 통상적인 것이다. 금속 함유 폐기물의 처리에 대한 환경적으로 약정된 제한의 측면에서, 반응 유출물로부터 잔여 값비싼 금속을 효과적으로 회수하는 것은 환경적으로 적합하며 경제적으로 성장할 수 있는 매우 중요한 방법이다.In some cases, the catalyst may be inactivated during or after the reaction cycle such that the reaction effluent may consist of various residues, for example complexes of various valence forms in the case of metal ions. In many cases, the presence of excess impurities reduces the recycling efficiency of the catalyst. However, the impurity, which is a problem associated with the decomposition of the catalyst due to repeated cycles, is due to side reactions, and the outflow of effective catalyst from the solid support is common in the case of heterogeneous catalysts. In view of the environmentally committed restrictions on the treatment of metal containing waste, the effective recovery of residual expensive metals from the reaction effluent is a very important way to grow environmentally suitable and economically.

더욱이, 중고 촉매를 포함하는 원광 또는 조각으로부터 값비싼 금속을 회수하는 동안, 서로로부터 그리고 존재할 수도 있는 비금속으로부터 값비싼 금속을 분리하기 위한 용매 추출은 보다 광범위하게 이용되고 있다. 백금족 금속(예: 백금, 팔라듐, 및 로듐)의 분리 및 회수를 위해 이용되는 습식제련법은 전형적으로는 왕 수 또는 염산/염소 기체 처리 후의 용매 추출과 함께, 몇몇 종류의 산화적 산성 클로라이드 침출(oxidative acidic chloride leach)에 의해 금속 이온을 용해하는 것을 포함한다.Moreover, solvent recovery for separating expensive metals from each other and from non-metals that may be present is being used more widely while recovering expensive metals from ores or scraps containing used catalysts. Wet smelting methods used for the separation and recovery of platinum group metals (e.g. platinum, palladium, and rhodium) are typically some type of oxidative acid chloride leaching, with solvent extraction after treatment with aqua regia or hydrochloric acid / chlorine gas. acidic chloride leach).

Van Der Puy 등의 미국특허 4,705,896(1987)에 따르면, 팔라듐 및 다른 금속을 함유하는 수성 조성물 및 혼합물로부터 팔라듐을 선택적으로 분리하고 회수하는데 유용한 오르토(ortho) 알콕시 치환 페닐 옥심 화합물을 이용하는 팔라듐 회수용 추출용 용제가 개시되어 있다. 이러한 특허에서, 팔라듐 추출에 사용되는 옥심은 히드록시옥심 및 그 유도체이며, 산업적으로 적용하기에는 비용이 비싸다.According to U.S. Patent 4,705,896 (1987) to Van Der Puy et al., Extraction for palladium recovery using ortho alkoxy substituted phenyl oxime compounds useful for selectively separating and recovering palladium from aqueous compositions and mixtures containing palladium and other metals. Solvents are disclosed. In this patent, the oxime used for palladium extraction is hydroxyoxime and its derivatives, which is expensive for industrial application.

Demopoulos 등의 미국특허 4,654,145에는 용매 추출 및 선택적 탈거(stripping)/침전에 의해 금속 클로라이드 용액으로부터 값비싼 금속, 특히 금 및 백금족 금속을 회수하는 것을 개시하고 있다. 사용되는 활성 추출용 용제는 특히 알킬 치환 8-히드록시퀴놀린 이었다. 금은 차가운 물 세척 후에 뜨거운 물 또는 수소에 의해 침전된다. 유기상의 팔라듐은 수소 환원에 의해 침전되거나 무기산으로 탈거된다. 수용액 중으로 탈거된 백금은 수소 환원에 의해 회수될 수 있다. 유기상은 산이 수소 환원 이전에 세척되어 제거되기만 하면 분해되지 않으며, 재활용될 수 있다. 이러한 방법은 용매가 회수되어 재활용되기 전에 유기상으로부터 산을 제거하는 과정을 필요로 하며, 여러 단계를 필요로 하는 방법이다.US Patent 4,654,145 to Demopoulos et al. Discloses the recovery of expensive metals, particularly gold and platinum group metals, from metal chloride solutions by solvent extraction and selective stripping / precipitation. The active extraction solvent used was in particular alkyl substituted 8-hydroxyquinoline. Gold is precipitated by hot water or hydrogen after a cold water wash. Palladium in the organic phase is precipitated by hydrogen reduction or stripped with inorganic acid. Platinum stripped into the aqueous solution may be recovered by hydrogen reduction. The organic phase does not decompose if the acid is washed and removed prior to hydrogen reduction and can be recycled. This method requires the removal of acid from the organic phase before the solvent is recovered and recycled, and requires several steps.

Hunter William의 영국특허 A-2127001은 적어도 하나의 값비싼 금속 화합물이 용해된 용액으로부터 값비싼 금속 즉, 금, 팔라듐, 및 백금을 회수하는 방법을 개시하고 있다. 이러한 방법은 하나의 값비싼 금속을 섬유 형태의 활성탄 상에 흡 착시키는 것을 포함한다. 로딩된 섬유 형태를 시아나이드 수용액으로 처리하여 금속 이온을 회수한다. 이러한 방법의 주요 한계는 시아나이드 리간드가 회수하고자 하는 값비싼 금속에 대해 높은 친화도를 가져야 한다는 것이다.Hunter William's British Patent A-2127001 discloses a method for recovering expensive metals, namely gold, palladium and platinum, from a solution in which at least one expensive metal compound is dissolved. This method involves adsorbing one expensive metal on activated carbon in the form of fibers. The loaded fiber form is treated with an aqueous cyanide solution to recover metal ions. The main limitation of this method is that the cyanide ligand must have a high affinity for the expensive metals to be recovered.

Dimmit 등의 미국특허 4,578,250은 수용액에 존재하는 팔라듐을, 용액의 pH를 0 내지 5로 조정한 다음 산화된 용액을 용매 추출 기술을 이용하여 오르토 알콕시 치환 페닐 옥심으로 처리함으로써, 하나 이상의 다른 백금족 금속과 함께 분리하고 정제하는 것을 개시하고 있다. 유용한 용매의 예로는 톨루엔, 시클로헥산, 크실렌, 염소화 탄화수소, 및 케로신과 같은 방향족, 지방족, 시클로-지방족 탄화수소 등이 있다. 수상을 유기상으로부터 분리한 다음, 암모니아 수용액을 이용한 추출에 의해 유기상 중의 옥심 화합물과의 결합으로부터 팔라듐을 탈거하였다. 이러한 방법의 단점은 다단계의 공정을 포함한다는 것이다. 더욱이 추가적인 재사용을 위한 용매의 회수는 이러한 방법을 더욱 복잡하게 한다.U.S. Patent 4,578,250 to Dimmit et al. Discloses palladium present in an aqueous solution by adjusting the pH of the solution to 0-5, and then treating the oxidized solution with ortho alkoxy substituted phenyl oxime using solvent extraction techniques, thereby providing Separation and purification together are disclosed. Examples of useful solvents are toluene, cyclohexane, xylene, chlorinated hydrocarbons, and aromatic, aliphatic, cyclo-aliphatic hydrocarbons such as kerosine and the like. The aqueous phase was separated from the organic phase and then palladium was stripped from the bond with the oxime compound in the organic phase by extraction with an aqueous ammonia solution. The disadvantage of this method is that it involves a multi-step process. Moreover, recovery of the solvent for further reuse further complicates this method.

Melka, Jr. 등의 미국특허 4,435,258에는 팔라듐을 용해시킴으로써 진용액을 생성시킨 다음 니켈 양극 또는 니켈이나 구리 음극을 이용한 전해석출에 의해, 이미 사용된 무전해 촉매 배쓰로부터 팔라듐을 회수하는 것이 개시되어 있다. 이러한 회수법은 (a) 진용액을 형성시키기 위해, 산화제(예: 과산화수소)를 부가함으로써 배쓰 중에서 콜로이드 팔라듐을 용해시키는 단계; (b) 과량의 과산화수소를 본질적으로 제거하기에 충분한 소정의 온도로 충분한 시간동안 가열하는 단계; (c) 그 용액을 (ⅰ) 니켈 양극 및 (ⅱ) 비오염성이거나 침전되는 팔라듐으로부터 용이하게 제거 가능한 금속 또는 금속 표면으로 구성되는 음극을 갖는 전기분해 셀 중 에 가하는 단계; 및 (d) 주석 침전을 최소화하고 실질적으로 감소시키는 경향이 있는 전압에서 용액으로부터의 팔라듐을 음극 상에 전해제련 하는 단계를 포함한다.Melka, Jr. U.S. Patent No. 4,435,258 discloses the recovery of palladium from an electroless catalyst bath that has already been used by dissolving palladium to produce a true solution and then electrolytic precipitation with a nickel anode or a nickel or copper cathode. This recovery method comprises the steps of: (a) dissolving colloidal palladium in a bath by adding an oxidant (eg, hydrogen peroxide) to form a true solution; (b) heating for a sufficient time to a predetermined temperature sufficient to essentially remove excess hydrogen peroxide; (c) adding the solution to an electrolysis cell having (i) a nickel anode and (ii) a negative electrode composed of a metal or metal surface that is readily removable from non-polluting or precipitated palladium; And (d) electromelting palladium from the solution on the cathode at a voltage that tends to minimize and substantially reduce tin precipitation.

계속해서 사용하게 되면, 촉매 배쓰는 구리 클래딩(cladding)으로부터 구리로 오염된다. 배쓰가 성능이 떨어지거나 무전해 도금이 기대 이하의 점착성을 나타낼 정도로 오염이 이루어질 경우, 폐기물은 상업적으로 적용하기에 적절하지 않을 수 있기 때문에 폐기되어야 한다.On continued use, the catalyst bath is contaminated with copper from the copper cladding. If the bath is degraded to such a degree that performance or electroless plating exhibits less than expected stickiness, the waste should be discarded because it may not be suitable for commercial application.

Edward 등의 미국특허 4,105,742에 따르면, 0.01 내지 2 M 산 용액 중에 다른 백금족 금속 및/또는 비금속과 함께 클로로콤플렉스를 함유하는 출발용액으로부터 백금 및/또는 팔라듐을 분리하는 방법이 개시되어 있으며, 이러한 방법은 출발 용액을 적절한 추출용 용제(유기상 중에서 수행되는 수불용성 용매 중에서 용해 가능한 추출용 용제로서 화학식 R2N-CH2-COOH의 작용기 포함하며, 여기에서 R은 장쇄 알킬기임)와 접촉시키는 단계, 그런 다음 2개의 상을 분리하는 단계, 그리고 추출된 백금 또는 팔라듐 또는 두 가지 모두를 로딩된 용매 추출용 용제로부터 회수하는 단계를 포함한다. 이러한 추출용 용제는 일반적으로 매우 값이 비싸며 환경적으로 비친화적인 유기 용매를 사용하고, 산업적으로 적용하기에 적절하지 않다.U.S. Patent 4,105,742 to Edward et al. Discloses a process for separating platinum and / or palladium from a starting solution containing a chloro complex with other platinum group metals and / or nonmetals in a 0.01 to 2 M acid solution. Contacting the starting solution with a suitable extraction solvent (including a functional group of the formula R 2 N-CH 2 -COOH, wherein R is a long chain alkyl group, as an extraction solvent soluble in a water-insoluble solvent carried out in an organic phase), such as Separating the next two phases and recovering the extracted platinum or palladium or both from the loaded solvent extraction solvent. Such extraction solvents generally use very expensive and environmentally unfriendly organic solvents and are not suitable for industrial application.

Pauko Jan의 C.S. 특허 251467(1988)(Chemical Abstract 109(24):213964)은 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)의 알칼리 금속염으로 예비처리된 활성탄 상의 흡착에 의해 폐수로부터 팔라듐을 회수하는 방법을 개시하고 있다. 값비싼 금속을 회수하기 위해서는, 활성탄을 EDTA 용액으로 처리하기 전에 폐수를 pH 3-7.5로 산 성화하는 것이 필요하다. 그러나, 이러한 방법은 균질한 수성 촉매 폐기물에 대해서는 유용하지만 비수성 시스템에 직접적으로 적용할 수는 없다.Pauko Jan's C.S. Patent 251467 (1988) (Chemical Abstract 109 (24): 213964) discloses a method for recovering palladium from wastewater by adsorption on activated carbon pretreated with an alkali metal salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). To recover expensive metals, it is necessary to acidify the wastewater to pH 3-7.5 before treating activated carbon with EDTA solution. However, this method is useful for homogeneous aqueous catalyst wastes but cannot be applied directly to non-aqueous systems.

일본특허 54 9597(1978)에는 균질한 조건에서 수행되는 촉매 화학공정으로부터 얻어지는 중고 잔사로부터 팔라듐을 재생하고 회수하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 방법은 유기 프래그먼트를 분해시키기 위해 약 550℃ 내지 600℃로 가열한 다음, 해당 팔라듐 염을 획득하기 위해 산 처리한다. 그러나, 이러한 발명은 유기 모이어티로서 저급 지방족 모노-카르복실산을 갖는 금속 착물의 분해에만 관여된다는 점에 있어서 그 적용범위가 제한적이다.Japanese Patent 54 9597 (1978) discloses a method for regenerating and recovering palladium from used residue obtained from a catalytic chemical process carried out under homogeneous conditions. This method is heated to about 550 ° C. to 600 ° C. to decompose the organic fragments and then acid treated to obtain the corresponding palladium salts. However, this invention is limited in its scope in that it is concerned only with the decomposition of metal complexes having lower aliphatic mono-carboxylic acids as organic moieties.

Shanton; Kenneth J. 및 Grant; Richard A의 미국특허 4,331,634에서는, 옥심을 추출용 시약으로서 함유하는 유기 산성용액으로부터 팔라듐을 추출하기 위한 탈거 용매로서 황산, 염산, 과염소산 또는 질산과 같은 강산성 용액을 이용한다. 유기상은 또한 추출과정을 보조하기 위해 음이온 상 전이 금속 또는 촉매를 함유할 수 있다. 이러한 특허에서, 팔라듐 추출을 위해 이용되는 옥심은 히드록시옥심 및 그 유도체이나, 이들은 산업적으로 적용하기에 비용이 비싸다.Shanton; Kenneth J. and Grant; In US Pat. No. 4,331,634 to Richard A, a strong acidic solution such as sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid or nitric acid is used as the stripping solvent for extracting palladium from an organic acidic solution containing oxime as extraction reagent. The organic phase may also contain an anionic phase transition metal or catalyst to assist the extraction process. In this patent, oximes used for palladium extraction are hydroxyoximes and derivatives thereof, but they are expensive for industrial application.

Y. Baba, K. Inoue, K. Yoshizuka, 및 T Furusawa(Industral Engineering Chemistry Research, Volume 29, (19901), page 2111)에는, 팔라듐 금속의 추출을 위해 도데카날 옥심, 데카날 옥심, 옥타날 옥심, 및 헥사놀 옥심과 같은 비킬레이트화 옥심을 사용하는 것을 개시되어 있다. 이러한 방법은 추출을 위해 사용되는 옥심이 산업적으로 적용하기에는 고가라는 점에 있어서 단점이 있다.Y. Baba, K. Inoue, K. Yoshizuka, and T Furusawa (Industrial Engineering Chemistry Research, Volume 29, (19901), page 2111), dodecanal oxime, decanal oxime, octanal oxime for the extraction of palladium metals. And the use of unchelated oximes such as hexanol oxime. This method is disadvantageous in that the oxime used for extraction is expensive for industrial application.

상기 선행 기술에 따르면, 대부분의 금속 회수방법이 균질한 반응 혼합물에 적용 가능하며 금속이온을 추출하기 위해 킬레이트화 시약을 이용한다. 지지 촉매로부터 금속을 회수하기 위한 것으로서 선행기술에 공지되어 방법은 무기산을 사용하며 지지구조를 예외없이 파괴시킨다.According to the prior art, most metal recovery methods are applicable to homogeneous reaction mixtures and use chelating reagents to extract metal ions. Methods known in the art as for recovering metals from supported catalysts use inorganic acids and destroy the support structure without exception.

발명의 목적Purpose of the Invention

본 발명의 주된 목적은 상기 종래기술의 단점을 극복한, 중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.It is a primary object of the present invention to provide an improved process for recovering palladium from used catalysts that overcomes the disadvantages of the prior art.

본 발명이 또 다른 목적은 니트로 방향족 화합물의 수소화 반응에 사용되는 수소화 반응 플랜트로부터 생성되는 중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하는 것이다.It is another object of the present invention to recover palladium from used catalysts produced from hydrogenation plants used for the hydrogenation of nitro aromatic compounds.

본 발명의 또 다른 목적은 99% 이상의 순도를 갖는 100% 팔라듐을 회수하는 것이다.Another object of the present invention is to recover 100% palladium having a purity of 99% or more.

본 발명의 또 다른 목적은 재활용될 수 있는 부가가치 생성물으로서 카본 블랙을 회수하는 것이다.Another object of the present invention is to recover carbon black as a value added product that can be recycled.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명의 목적은 중고 촉매로부터 99% 이상의 순도를 갖는 100% 팔라듐을 회수하는 개선된 방법을 제공하는 것에 관한 것이다. 수소화 반응 플랜트에서 얻어지는 중고 촉매는 i) Pd 0.1 내지 0.2%; ⅱ) 철 0.1 내지 0.2%; ⅲ) 탄소 15 내지 25%; ⅳ) 수분 60 내지 80%, 및 v) 디니트로톨루엔의 타르 3 내지 6%를 함유하며, 값비싼 팔라듐을 팔라듐염으로서 회수하는데 사용되었다. 중고 촉매를 약 500℃에서 열처리하여 유기 모이어티를 분해한 다음, 필요한 시간동안 무기산 중에 온침시켜 팔라듐 금속을 해당 염으로서 용해시키고, 탄소 입자를 여과에 의해 분리한다. 여액의 pH를 조정함으로써 높은 순도의 고체 팔라듐 클로라이드를 획득하였다. 이러한 생성물은 추가적인 정제 과정을 필요로 하지 않는다. 팔라듐염으로서 회수된 팔라듐은 촉매 또는 촉매 지지로서 유용한 지지 물질 상에 로딩/고정하는데 사용될 수 있다.It is an object of the present invention to provide an improved process for recovering 100% palladium having a purity of at least 99% from used catalysts. The used catalyst obtained in the hydrogenation plant is i) 0.1 to 0.2% Pd; Ii) 0.1 to 0.2% iron; Iii) 15-25% carbon; Vi) 60 to 80% moisture, and v) 3 to 6% tar of dinitrotoluene and used to recover expensive palladium as a palladium salt. The used catalyst is heat treated at about 500 ° C. to decompose the organic moiety, and then warmed in an inorganic acid for the required time to dissolve the palladium metal as the corresponding salt, and the carbon particles are separated by filtration. High purity solid palladium chloride was obtained by adjusting the pH of the filtrate. This product does not require further purification. Palladium recovered as a palladium salt can be used to load / fix onto a support material useful as a catalyst or catalyst support.

따라서, 본 발명은 Therefore, the present invention

(ⅰ) 수소화 반응 플랜트로부터 생성되는 최종적으로 분리된 중고 촉매를 열 처리하는 단계;(Iii) thermally treating the finally separated used catalyst produced from the hydrogenation plant;

(ⅱ) 단계 (i)에서 얻어진 중고 촉매를 공기 중에서 20 내지 40℃ 범위의 실온으로 냉각시키는 단계;(Ii) cooling the used catalyst obtained in step (i) to room temperature in the range of 20-40 ° C. in air;

(ⅲ) 열 처리되고 냉각된 중고 촉매를 질산, 염산, 및 황산으로 구성된 그룹에서 선택된 무기산 중에서 온침하는 단계;(Iii) warming the heat treated and cooled spent catalyst in an inorganic acid selected from the group consisting of nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid;

(ⅳ) 산을 중고 촉매와 함께 계속적인 교반 하에서 반응시키는 단계;(Iii) reacting the acid with the spent catalyst under continuous stirring;

(ⅴ) 반응 혼합물을 여과하여 액체로부터 탄소입자를 분리하는 단계;(Iii) filtering the reaction mixture to separate the carbon particles from the liquid;

(ⅵ) 팔라듐을 금속염으로서 침전시키는 단계;(Iii) precipitating palladium as a metal salt;

(ⅶ) 금속염을 건조하는 단계를 포함하는, 수소화 반응 플랜트에서 생성된 중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하는 방법을 제공한다.(Iii) providing a method for recovering palladium from used catalyst produced in a hydrogenation plant, comprising the step of drying a metal salt.

본 발명의 일 구현예에서, 단계 (i)에서의 중고 촉매의 열처리는 350 내지 450℃ 범위의 온도에서 4 내지 6 시간동안 수행한다.In one embodiment of the invention, the heat treatment of the used catalyst in step (i) is carried out for 4 to 6 hours at a temperature in the range from 350 to 450 ° C.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 중고 촉매 중의 팔라듐, 철, 탄소, 및 수분 함량은 각각 0.1 내지 0.2; 0.1 내지 0.2; 15 내지 25%; 및 60 내지 80% 이다.In another embodiment of the present invention, the palladium, iron, carbon, and moisture content in the used catalyst is 0.1 to 0.2, respectively; 0.1 to 0.2; 15 to 25%; And 60 to 80%.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 열 처리는 불활성 분위기 또는 공기 중에서 수행한다.In another embodiment of the invention, the heat treatment is carried out in an inert atmosphere or in air.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 불활성 분위기는 질소, 아르곤, 및 헬륨으로 구성된 그룹에서 선택된 기체를 이용하여 획득된다.In another embodiment of the invention, the inert atmosphere is obtained using a gas selected from the group consisting of nitrogen, argon, and helium.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 온침을 위한 무기산의 농도는 2 내지 6 몰농도의 범위로 유지한다.In another embodiment of the invention, the concentration of inorganic acid for warming is maintained in the range of 2 to 6 molarity.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 산 온침에 필요한 온도 및 시간은 각각 50 내지 90℃ 및 4 내지 6 시간의 범위로 유지한다.In another embodiment of the invention, the temperature and time required for the acidic temperature needle are maintained in the range of 50 to 90 ° C. and 4 to 6 hours, respectively.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 여액의 pH를 6 내지 11의 범위로 할 때, 팔라듐이 금속염으로서 침전된다.In another embodiment of the present invention, when the pH of the filtrate is in the range of 6 to 11, palladium is precipitated as a metal salt.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서는, 금속염을 공기 건조된 오븐 중에서 90 내지 110℃ 범위의 온도로 건조한다.In another embodiment of the invention, the metal salts are dried in an air dried oven at a temperature in the range of 90 to 110 ° C.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 팔라듐의 금속염으로서의 회수는 100% 이다.In another embodiment of the invention, the recovery of palladium as metal salt is 100%.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 탄소 입자는 카본 블랙 형태의 부산물로서 회수된다.In another embodiment of the invention, the carbon particles are recovered as by-products in the form of carbon black.

본 발명의 또 다른 일 구현예에서, 금속염은 팔라듐 클로라이드이다.In another embodiment of the invention, the metal salt is palladium chloride.

발명의 상세한 설명Detailed description of the invention

본 발명은The present invention

(ⅰ) 최종적으로 분리된 중고 촉매를 350 내지 450℃의 온도 범위에서 4 내지 6 시간동안 열 처리하는 단계;(Iii) heat treating the finally used used catalyst for 4 to 6 hours in the temperature range of 350 to 450 ° C;

(ⅱ) 열 처리 하는 동안 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같이 기체를 이용하여 불활성 분위기를 유지하는 단계;(Ii) maintaining an inert atmosphere with a gas such as nitrogen, argon, helium, etc. during the heat treatment;

(ⅲ) 중고 촉매를 공기 중에서 실온(즉, 20 내지 40℃)으로 냉각시키는 단계;(Iii) cooling the used catalyst to room temperature (ie, 20-40 ° C.) in air;

(ⅳ) 하소(calcined)된 중고 촉매를 2 내지 6 몰농도 범위의 질산, 염산, 또는 황산으로부터 선택된 무기산 중에서 온침하는 단계;(Iii) warming the calcined used catalyst in an inorganic acid selected from nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid in the range of 2 to 6 molar concentrations;

(ⅴ) 산을 중고 촉매와 함께 50 내지 90℃ 범위의 온도에서 4 내지 6 시간동안 계속적인 교반 하에서 반응시키는 단계;(Iii) reacting the acid with the used catalyst under continuous stirring for 4-6 hours at a temperature in the range of 50-90 ° C .;

(ⅵ) 공지된 방법에 의해 반응 혼합물을 여과하여 액체로부터 탄소입자를 분리하는 단계;(Iii) filtering the reaction mixture by known methods to separate carbon particles from the liquid;

(ⅶ) pH 6 내지 11의 범위에서 팔라듐을 금속염으로서 침전시키는 단계;(Iii) precipitating palladium as a metal salt in the range of pH 6-11;

(ⅷ) 금속염을 공기 건조된 오븐 중에서 90 내지 110℃ 온도 범위로 건조시키는 단계에 의해, 수소화 반응 플랜트에서 생성된 중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하는 개선된 방법을 제공한다.(Iii) drying the metal salt in an air dried oven to a temperature range of 90 to 110 ° C. to provide an improved process for recovering palladium from used catalyst produced in the hydrogenation plant.

수소화 반응 플랜트에서 생성되는 촉매는 ⅰ) 0.1 내지 0.2% 범위의 Pd; ⅱ) 0.1 내지 0.2% 범위의 Fe; ⅲ) 15 내지 25% 범위의 탄소; 및 ⅳ) 60 내지 80% 범위의 수분, 및 v) 3 내지 6%의 디니트로톨루엔의 타르를 함유하며, 팔라듐 금속을 회수하는데 사용될 수 있다.The catalyst produced in the hydrogenation plant comprises: i) Pd in the range of 0.1 to 0.2%; Ii) Fe in the range of 0.1 to 0.2%; Iii) carbon in the range of 15-25%; And v) tar in the range 60 to 80%, and v) 3 to 6% tar of dinitrotoluene, and can be used to recover the palladium metal.

정밀하게 분리된 중고 촉매는 350 내지 450℃의 온도 범위에서 4 내지 6 시간동안 열 처리를 수행할 수 있다. 열 처리는 바람직하게는 질소, 아르곤, 또는 헬륨과 같은 기체를 이용하여 불활성 분위기 중에서 수행한다. 하소된 촉매는 바람직하게는 질산, 염산, 또는 황산 등과 같은 무기산 중에서 온침한다. 중고 촉매의 산 중에서의 온침은 바람직하게는 50 내지 90℃ 범위의 온도에서 4 내지 6 시간동안 수행한다. 온침에 사용되는 산의 농도는 2 내지 6 몰농도 범위로 변화할 수 있다.The precisely separated used catalyst can be heat treated for 4 to 6 hours in the temperature range of 350 to 450 ° C. The heat treatment is preferably carried out in an inert atmosphere using a gas such as nitrogen, argon or helium. The calcined catalyst is preferably warmed in an inorganic acid such as nitric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like. The warming in the acid of the used catalyst is preferably carried out for 4 to 6 hours at a temperature in the range from 50 to 90 ° C. The concentration of acid used for warming may vary in the range of 2 to 6 molarity.

여액의 pH는 팔라듐을 염화 팔라듐과 같은 금속염으로서 침전시키기 위해 6 내지 11의 범위로 변화시킬 수 있다.The pH of the filtrate can be varied in the range of 6 to 11 to precipitate the palladium as a metal salt such as palladium chloride.

팔라듐은 산성 수용액 중에서 적갈색의 착물, [PdI4]2-로서 평가된다. 과량의 요오다이드를 함유하는 산 매질(염산, H2SO4) 중에서, 팔라듐은 적갈색의 착물, [PdI4]2- 를 형성한다. 착물의 몰 흡수율은 λmax = 410 nm(a=0.096)에서 1.02 x10-4 이다. 공지된 양의 팔라듐 클로라이드 및 다른 시약(예: 진한 염산, 아스코르브산, 및 요오드화 칼륨)을 용해하여 팔라듐 요오다이드 착물 용액을 제조함으로써 캘리브레이션 곡선을 획득한다.Palladium is evaluated as a reddish brown complex, [PdI 4 ] 2-in an acidic aqueous solution. In an acid medium (hydrochloric acid, H 2 SO 4 ) containing excess iodide, palladium forms a reddish brown complex, [PdI 4 ] 2- . The molar absorption of the complex is 1.02 × 10 −4 at λ max = 410 nm (a = 0.096). Calibration curves are obtained by dissolving known amounts of palladium chloride and other reagents such as concentrated hydrochloric acid, ascorbic acid, and potassium iodide to produce a palladium iodide complex solution.

1 mg 이만의 Pd를 함유하는 샘플 용액/고체의 부피/중량을 100 mL 볼루메트릭 플라스크 중에서 정확하게 측정하였다. 여기에 6 N 염산 10 mL, 요오드화칼륨 20%(w/v) 용액 20 mL, 및 아스코르브산 1%(w/v) 용액 4 mL를 가하였다. 100 mL 볼루메트릭 플라스크 중에 물을 가하여 부피를 100 mL로 채우고, 물에 대한 410 nm에서의 흡광도를 측정하였다.The volume / weight of the sample solution / solid containing less than 1 mg of Pd was accurately measured in a 100 mL bolometric flask. To this was added 10 mL of 6 N hydrochloric acid, 20 mL of potassium iodide 20% (w / v) solution, and 4 mL of ascorbic acid 1% (w / v) solution. Water was added to a 100 mL bolometric flask to fill the volume to 100 mL and the absorbance at 410 nm for water was measured.

희석된 용액에서의 팔라듐의 중량은 다음과 같이 획득할 수 있다:The weight of palladium in the diluted solution can be obtained as follows:

100 mL 당 Pd의 Wt = (A/ε).(팔라듐의 Mol.Wt)Wt of Pd per 100 mL = (A / ε). (Mol.Wt of palladium)

A = 100 mL 용액의 410 nm에서의 흡광도A = absorbance at 410 nm of 100 mL solution

ε = 흡광 계수, 410 nm에서의 [PdI4]2- 종에 대해서 1.02ε4mol-1cm-1 ε = extinction coefficient, 1.02ε 4 mol -1 cm -1 for [PdI 4 ] 2- species at 410 nm

팔라듐을 또한 ICP 분광계를 이용하여 분광학적으로 평가하였다. 이것은 금속 이온을 ppm/ppb 수준으로 평가하는 가장 정확한 방법이다. 캘리브레이션 곡선은 공지된 양의 팔라듐 클로라이드를 염산 중에 용해시키고, Perkin Elmer's Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometer를 이용하여 340.458 nm에서의 팔라듐에 대한 ICP 분광계 상에서의 강도를 기록함으로써 획득하였다.Palladium was also spectroscopically evaluated using an ICP spectrometer. This is the most accurate way to evaluate metal ions at ppm / ppb levels. Calibration curves were obtained by dissolving known amounts of palladium chloride in hydrochloric acid and recording the intensity on an ICP spectrometer for palladium at 340.458 nm using a Perkin Elmer's Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometer.

본 발명의 방법은 니트로 방향족 화합물의 수소화 반응 동안 생성되고 촉매의 표면 상에 존재하는 활성 부위 상에 흡착된 올리고머화된 니트로 또는 아미노 유기 화합물을 열적으로 탈착한 다음, 더 낮은 온도의 공기 중에서 상대적으로 더 낮은 탄소수를 갖는 탄소 화합물의 산화를 포함한다. 특성상 발열반응인 산화 단계는, 열적 연쇄반응을 유발하여 촉매에 존재하는 전체가 탄소인 물질을 산화하는 탄소 지지체의 산화를 개시하며, 추가적인 열을 공급하지 않고 수행한다. 하소된 촉매(ashed catalyst)는 팔라듐의 불용성 산화물을 포함하거나, 다른 금속은 무기산의 염으로서 수용액과 함께 산화에 의해 용해된다. 수용액에 존재하는 금속은 용액의 pH를 조정함으로써 선택적으로 침전된다.The process of the present invention thermally desorbs oligomerized nitro or amino organic compounds produced during the hydrogenation of nitro aromatic compounds and adsorbed onto active sites present on the surface of the catalyst and then relatively relatively in lower temperature air. Oxidation of carbon compounds having lower carbon numbers. The oxidation step, which is exothermic in nature, initiates the oxidation of the carbon support which causes the thermal chain reaction to oxidize the material which is entirely carbon present in the catalyst and is carried out without supplying additional heat. The calcined catalyst comprises an insoluble oxide of palladium, or other metal is dissolved by oxidation with an aqueous solution as a salt of the inorganic acid. The metal present in the aqueous solution is selectively precipitated by adjusting the pH of the solution.

본 발명의 방법의 진보성은 (i) 탄소 화합물의 산화 전에 올리고머화된 유기 화합물를 불활성 분위기 중에서 제거하는 것, (ⅱ) 적은 탄소수의 화합물을 갖는 탄소 화합물을 약 500℃에서 산화하고 탄소 지지체의 산화를 개시하기 위해 생성되는 열 에너지를 사용하는 것, (ⅲ) 하소된 내용물 중에 존재하는 금속을 무기산으로의 용침에 의해 용해하고, 용액의 pH를 조절함으로써 금속염을 선택적으로 침전시키는 것에 있다.Advances in the process of the present invention include: (i) removing the oligomerized organic compound in an inert atmosphere prior to oxidation of the carbon compound, (ii) oxidizing the carbon compound having a low carbon number compound at about 500 ° C. and oxidizing the carbon support. The use of the thermal energy produced to initiate, (i) the metal present in the calcined contents is dissolved by infiltration with an inorganic acid, and the metal salt is selectively precipitated by adjusting the pH of the solution.

본 발명의 방법은 값비싼 금속을 회수하기 위해 매우 높은 온도를 이용해 소각하는 것을 포함하지 않는다는 점에 있어서 장점이 있다. 금속염의 선택적인 침전으로 인해 금속염은 매우 높은 순도로 회수된다. 이러한 생성물은 금속 회수를 위해 추가적인 정제 단계, 용매 추출 기술, 및 옥심, 히드록시옥심, 및 그 유도체 등과 같은 값비싼 유기 착물화 리간드의 사용을 필요로 하지 않는다.The method of the present invention is advantageous in that it does not include incineration using very high temperatures to recover expensive metals. Due to the selective precipitation of the metal salts, the metal salts are recovered in very high purity. Such products do not require additional purification steps, solvent extraction techniques, and the use of expensive organic complexing ligands such as oximes, hydroxyoximes, derivatives thereof and the like for metal recovery.

하기 실시예는 본 발명을 더욱 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.The following examples are intended to further illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

실시예Example 1 One

팔라듐 0.15%, 철 0.15%, m-디니트로톨루엔 5%, 탄소 20%, 및 나머지는 물을 함유하는 중고 촉매 715 g을 전기 머플로에 넣고, 150℃에서 3 시간동안 건조하였다. Pd, Fe, 및 유기 화합물을 함유하는 건조된 중고 촉매를 400℃ 이하의 상승된 온도에서 5 시간동안 연소하였다. 분말의 연소된 생성물을 획득하였다. 모든 연 소된 탄소 및 값비싼 금속을 함유하는 재의 중량은 4.3 g인 것으로 밝혀졌으며, 그렇게 획득된 갈색의 연소된 혼합물을 2M 염산 용액 중에서 90℃에서 5 시간동안 온침하였다. 그것을 주위 온도로 냉각시킨 다음, Buckner 깔대기로 여과하였다. 팔라듐을 함유하는 여액의 pH를 6으로 올린 다음, 형성된 침전물을 여과하여 불순물, 특히 철 및 다른 금속을 제거하였다. 침전물을 수집한 다음, 건조하였다. pH 6에서 획득된 여액의 pH를 9.5로 올리고, 침전물을 수집하고 건조하였다.715 g of a used catalyst containing 0.15% of palladium, 0.15% of iron, 5% of m-dinitrotoluene, 20% of carbon, and the rest of water were placed in an electric muffle and dried at 150 ° C. for 3 hours. The dried used catalyst containing Pd, Fe, and organic compounds was burned for 5 hours at elevated temperatures below 400 ° C. The burned product of the powder was obtained. The weight of ash containing all burned carbon and expensive metals was found to be 4.3 g, and the brown burned mixture thus obtained was incubated at 90 ° C. for 5 hours in 2M hydrochloric acid solution. It was cooled to ambient temperature and then filtered with a Buckner funnel. The pH of the filtrate containing palladium was raised to 6 and then the precipitate formed was filtered to remove impurities, especially iron and other metals. The precipitate was collected and then dried. The pH of the filtrate obtained at pH 6 was raised to 9.5, and the precipitate was collected and dried.

pH 6 및 pH 9.5 획득된 침전을 팔라듐 함량에 대해 분석하였다. pH 6에서는 침전물 0.745 g을 획득하였으며, 그 침전물은 팔라듐을 함유하지 않았다. pH 9.5에서는 침전물 1.026 g을 수집하였으며, 그 침전물은 분광학적으로 측정한 결과 팔라듐 0.59 g을 함유하였다. 탄소에 주입된 초기 팔라듐에 기초하여 탄소에 흡착된 총 팔라듐 함량은 0.605 g 이었으며, 이는 상기 방법에 의한 회수율이 98% 라는 것을 나타낸다.The precipitates obtained at pH 6 and pH 9.5 were analyzed for palladium content. 0.745 g of a precipitate was obtained at pH 6, which contained no palladium. At pH 9.5, 1.026 g of precipitate was collected, which contained 0.59 g of palladium as measured spectroscopically. The total palladium content adsorbed on carbon based on the initial palladium injected into the carbon was 0.605 g, indicating a 98% recovery by this method.

실시예Example 2 2

중고 촉매 566 g을 전기로 중에서 150℃에서 3 시간동안 건조한 다음, 400℃에서 5 시간동안 하소하였다. 그리하여 획득된 갈색의 혼합물을 2M 염산 용액 중에서 계속해서 교반하면서 80℃의 온도를 유지하면서 3 시간동안 온침하였다. 그 반응 혼합물을 재 및 용해된 물질을 분리하기 위해 여과하였다. 그리하여 획득된 여액의 pH를 처음에는 6으로 올린 다음 염화철의 침전물을 여과에 의해 제거하였다. 제 2 여액의 pH를 9.5로 올린 다음 침전물을 수집하고 건조하였다. 분광학적 으로 측정한 결과, 침전물 0.882 g은 팔라듐 0.65 g을 함유하는 것으로 결정되었으며, 이는 팔라듐의 팔라듐 클로라이드로서의 100% 회수를 나타낸다.566 g of the used catalyst was dried in an electric furnace at 150 ° C. for 3 hours and then calcined at 400 ° C. for 5 hours. The brown mixture thus obtained was incubated for 3 hours while maintaining the temperature of 80 ° C. with continuous stirring in 2M hydrochloric acid solution. The reaction mixture was filtered to separate ash and dissolved material. The pH of the filtrate thus obtained was initially raised to 6 and then the precipitate of iron chloride was removed by filtration. The pH of the second filtrate was raised to 9.5 and then the precipitate was collected and dried. As a result of spectroscopic measurement, 0.882 g of precipitate was determined to contain 0.65 g of palladium, indicating 100% recovery of palladium as palladium chloride.

실시예Example 3 3

중고 촉매 566 g을 전기로 중에서 150℃에서 3 시간동안 건조한 다음, 400℃에서 3간동안 하소하였다. 그리하여 획득된 갈색의 혼합물을 2M 염산 용액 중에서 계속해서 교반하면서 80℃의 온도를 유지하면서 3 시간동안 온침하였다. 그 반응 혼합물을 재 및 용해된 물질을 분리하기 위해 여과하였다. 그리하여 획득된 여액의 pH를 처음에는 6으로 올린 다음 염화철의 침전물을 여과에 의해 제거하였다. 제 2 여액의 pH를 다시 9.5로 올린 다음 침전물을 수집하고 건조하였으며, 회수된 PdCl2를 착화제로서 디메틸글라이옥심(Dimethylglyoxime)을 이용한 중량분석에 의해 평가하였다. 분리된 고체 25 mg(pH=9.5에서의 고체)을 25.0 mL(6M HCl) 중에 용해하고, 여기에 20 mL의 디메틸글라이옥심 용액(에탄올 중에서 제조, 250 mg/25 mL)을 부가하고, 혼합물을 1 시간동안 교반하고 유지하였다. 그것을 미리 칭량된 G-3 도가니 중에서 여과한 다음, 차가운 물과 뜨거운 물로 세척하고, 그리하여 획득된 침전물을 110℃에서 건조하였다. Pd(dmg)2의 중량은 0.0476 g 이었으며, 이는 PdCl2 25 mg과 동등하다. 이러한 결과로부터 상기 두 가지 방법 모두가 동일한 결과를 나타내었으며, 또한 회수된 PdCl2가 100% 순수하다는 것을 나타낸다.566 g of the used catalyst was dried in an electric furnace at 150 ° C. for 3 hours and then calcined at 400 ° C. for 3 hours. The brown mixture thus obtained was incubated for 3 hours while maintaining the temperature of 80 ° C. with continuous stirring in 2M hydrochloric acid solution. The reaction mixture was filtered to separate ash and dissolved material. The pH of the filtrate thus obtained was initially raised to 6 and then the precipitate of iron chloride was removed by filtration. The pH of the second filtrate was raised to 9.5 again, the precipitate was collected and dried, and the recovered PdCl 2 was evaluated by gravimetric analysis using dimethylglyoxime as a complexing agent. 25 mg of the separated solid (solid at pH = 9.5) are dissolved in 25.0 mL (6M HCl), to which 20 mL of dimethylglyoxime solution (prepared in ethanol, 250 mg / 25 mL) is added and the mixture Was stirred and maintained for 1 hour. It was filtered in a pre-weighed G-3 crucible and then washed with cold and hot water, and the precipitate thus obtained was dried at 110 ° C. The weight of Pd (dmg) 2 was 0.0476 g, which is equivalent to 25 mg of PdCl 2 . From these results, both methods showed the same result and also indicate that the recovered PdCl 2 is 100% pure.

실시예Example 4 4

중고 촉매 250 g을 전기 머플로에 넣고 우선 150℃에서 3 시간동안 건조하였다. 질소 기체를 상기 머플로에 200 Nl/시간이 속도로 도입한 후에, 잔사를 400℃의 온도에서 2-4 시간에 걸쳐 가열하여 유기 잔사(타르, 니트로 방향족 화합물, 및 방향족 아민)를 제거하였다. 그리하여 획득된 중고 촉매를 3M 염산 용액 2500 mL중에서 8 시간동안 온침하였다. 그것을 주위 온도로 냉각시킨 다음, Buckner 깔대기를 통해서 여과하고, 묽은 염산으로 세척한 다음, 오븐에서 100℃로 건조하였다. 여액이 pH를 약 6으로 올리고, 형성된 침전물을 여과하여 불순물, 특히 철 및 다른 금속을 제거하였다. 침전물을 수집하고 건조하였다. 그런 다음, 여액의 pH를 9 이상으로 올리고, 침전물을 수집한 다음 건조하였다.250 g of used catalyst was placed in an electric muffle and first dried at 150 ° C. for 3 hours. After nitrogen gas was introduced into the muffle at a rate of 200 Nl / hr, the residue was heated at a temperature of 400 ° C. over 2-4 hours to remove organic residues (tar, nitro aromatic compounds, and aromatic amines). The used catalyst thus obtained was incubated in 2500 mL of 3M hydrochloric acid solution for 8 hours. It was cooled to ambient temperature, then filtered through a Buckner funnel, washed with dilute hydrochloric acid and then dried at 100 ° C. in an oven. The filtrate raised the pH to about 6 and the formed precipitate was filtered to remove impurities, especially iron and other metals. The precipitate was collected and dried. Then, the pH of the filtrate was raised to 9 or more, the precipitate was collected and then dried.

약 pH 6에서 얻어진 침전물 그리고 약 pH 9.5에서 얻어진 침전물을 팔라듐 함량에 대해 분석하였다. 약 pH 6에서는 침전물 0.2 g을 획득하였으며, 그 침전물은 팔라듐을 함유하지 않았다. pH 9 이상에서는 침전물 1.1 g을 수집하였으며, 그 침전물은 분광학적으로 측정한 결과 팔라듐 0.052 g을 함유하였으며, 이는 상기 방법에 의한 회수율이 8% 라는 것을 나타낸다. 상기 얻어진 침전물을 더욱 정제하여 100%의 PdCl2 0.087 g을 수득하였다.The precipitate obtained at about pH 6 and the precipitate obtained at about pH 9.5 were analyzed for palladium content. At about pH 6, 0.2 g of a precipitate was obtained, which contained no palladium. Above pH 9, 1.1 g of precipitate was collected, and the precipitate contained 0.052 g of palladium as spectroscopically measured, indicating that the recovery by the method was 8%. The precipitate obtained was further purified to yield 0.087 g of 100% PdCl 2 .

실시예Example 5 5

중고 촉매 200 g을 전기 머플로에 넣고 우선 150℃에서 3 시간동안 건조하였 다. 질소 기체를 상기 머플로에 200 Nl/시간이 속도로 도입한 후에, 잔사를 400℃의 온도에서 5 시간에 걸쳐 가열하여 유기 잔사(타르, 니트로 방향족 화합물, 및 방향족 아민)를 제거하였다. 그리하여 획득된 중고 잔사를 50% 염산 용액 2000 mL중에서 7 시간동안 온침하였다. 그것을 주위 온도로 냉각시킨 다음, Buckner 깔대기를 통해서 여과하고, 5M 염산 수용액으로 세척하고, 그리하여 획득된 탄소를 오븐에서 100℃로 건조하였다. 팔라듐을 함유하는 여액의 pH를 약 6으로 올리고, 형성된 침전물을 여과하여 불순물이 존재할 경우 그 불순물, 특히 철 및 다른 금속을 제거하였다. 침전물을 수집하고 건조하였다. 그런 다음, pH 6에서 획득된 여액의 pH를 9.5로 올리고, 침전물을 수집한 다음 건조하였다.200 g of used catalyst was placed in an electric muffle and first dried at 150 ° C. for 3 hours. After nitrogen gas was introduced into the muffle at a rate of 200 Nl / hr, the residue was heated at a temperature of 400 ° C. over 5 hours to remove organic residues (tar, nitro aromatic compounds, and aromatic amines). The used residue thus obtained was warmed in 2000 mL of 50% hydrochloric acid solution for 7 hours. It was cooled to ambient temperature, then filtered through a Buckner funnel, washed with 5M aqueous hydrochloric acid solution, and the carbon thus obtained was dried at 100 ° C. in an oven. The pH of the filtrate containing palladium was raised to about 6 and the precipitate formed was filtered to remove impurities, especially iron and other metals, if present. The precipitate was collected and dried. Then, the pH of the filtrate obtained at pH 6 was raised to 9.5, and the precipitate was collected and dried.

pH 9.5에서 수집된 침전물 1.05 g은 분광학적으로 측정한 결과 팔라듐 0.163 g을 함유하였으며, 이는 상기 방법에 의한 회수율이 98% 라는 것을 나타낸다. 상기 얻어진 침전물을 더욱 정제하여 100%의 PdCl2 0.16 g을 수득하였다.1.05 g of the precipitate collected at pH 9.5 contained 0.163 g of palladium as measured spectroscopically, indicating a 98% recovery by this method. The precipitate obtained was further purified to yield 0.16 g of 100% PdCl 2 .

Claims (12)

(ⅰ) 수소화 반응 플랜트로부터 생성되는 최종적으로 분리된 중고 촉매를 열 처리하는 단계;(Iii) thermally treating the finally separated used catalyst produced from the hydrogenation plant; (ⅱ) 단계 (i)에서 얻어진 중고 촉매를 공기 중에서 20 내지 40℃ 범위의 실온으로 냉각시키는 단계;(Ii) cooling the used catalyst obtained in step (i) to room temperature in the range of 20-40 ° C. in air; (ⅲ) 열 처리되고 냉각된 중고 촉매를 질산, 염산, 및 황산으로 구성된 그룹에서 선택된 무기산 중에서 온침하는 단계;(Iii) warming the heat treated and cooled spent catalyst in an inorganic acid selected from the group consisting of nitric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid; (ⅳ) 산을 중고 촉매와 함께 계속적인 교반 하에서 반응시키는 단계;(Iii) reacting the acid with the spent catalyst under continuous stirring; (ⅴ) 반응 혼합물을 여과하여 액체로부터 탄소입자를 분리하는 단계;(Iii) filtering the reaction mixture to separate the carbon particles from the liquid; (ⅵ) 여액으로부터 팔라듐을 금속염으로서 침전시키는 단계;(Iii) precipitating palladium as a metal salt from the filtrate; (ⅶ) 금속염을 건조하는 단계를 포함하는, 수소화 반응 플랜트에서 생성된 중고 촉매로부터 팔라듐을 회수하는 방법.(Iii) a method for recovering palladium from used catalyst produced in a hydrogenation plant, comprising drying the metal salt. 제 1 항에 있어서, 단계 (i)에서의 중고 촉매의 열처리는 350 내지 450℃ 범위의 온도에서 4 내지 6 시간동안 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the heat treatment of the used catalyst in step (i) is carried out for 4 to 6 hours at a temperature in the range of 350 to 450 ℃. 제 1 항에 있어서, 중고 촉매에서의 팔라듐, 철, 탄소, 및 수분 함량은 각각 0.1 내지 0.2; 0.1 내지 0.2; 15 내지 25%; 및 60 내지 80%인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the palladium, iron, carbon, and moisture content in the used catalyst is 0.1 to 0.2, respectively; 0.1 to 0.2; 15 to 25%; And 60 to 80%. 제 1 항에 있어서, 열 처리는 불활성 분위기 또는 공기 중에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the heat treatment is carried out in an inert atmosphere or in air. 제 4 항에 있어서, 불활성 분위기는 질소, 아르곤, 및 헬륨으로 구성된 그룹에서 선택된 기체를 이용하여 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 4 wherein the inert atmosphere is obtained using a gas selected from the group consisting of nitrogen, argon, and helium. 제 1 항에 있어서, 온침을 위한 무기산의 농도는 2 내지 6 몰농도의 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the inorganic acid for warming is maintained in the range of 2 to 6 molarity. 제 1 항에 있어서, 산 온침에 필요한 온도 및 시간은 각각 50 내지 90℃ 및 4 내지 6 시간의 범위로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein the temperature and time required for acidic warming are maintained in the range of 50-90 ° C. and 4-6 hours, respectively. 제 1 항에 있어서, 여액의 pH를 6 내지 11의 범위로 유지함으로써 팔라듐이 금속염으로서 침전되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein palladium is precipitated as a metal salt by maintaining the pH of the filtrate in the range of 6-11. 제 1 항에 있어서, 금속염을 공기 건조된 오븐 중에서 90 내지 110℃ 범위의 온도로 건조하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the metal salt is dried in an air dried oven at a temperature in the range of 90 to 110 ° C. 제 1 항에 있어서, 팔라듐의 금속염으로서의 회수는 100% 인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the recovery of palladium as a metal salt is 100%. 제 1 항에 있어서, 탄소 입자는 카본 블랙 형태의 부산물로서 회수되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the carbon particles are recovered as by-products in the form of carbon black. 제 1 항에 있어서, 금속염은 팔라듐 클로라이드인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the metal salt is palladium chloride.
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