RU2553273C1 - Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия - Google Patents
Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553273C1 RU2553273C1 RU2014119565/04A RU2014119565A RU2553273C1 RU 2553273 C1 RU2553273 C1 RU 2553273C1 RU 2014119565/04 A RU2014119565/04 A RU 2014119565/04A RU 2014119565 A RU2014119565 A RU 2014119565A RU 2553273 C1 RU2553273 C1 RU 2553273C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- leaching
- platinum
- palladium
- hydrochloric acid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Данный способ включает выщелачивание полученного огарка солянокислым раствором, содержащим окислитель или смесь окислителей, с извлечением платины и/или палладия из раствора выщелачивания. При этом окислительный обжиг катализатора проводят при температуре 500-800°C, выщелачивание проводят насыщенным солянокислым раствором хлорида алюминия в аппарате с неподвижным слоем выщелачиваемого продукта с последующим извлечением платины и/или палладия из раствора выщелачивания сорбцией на анионообменной смоле. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность переработки дезактивированных катализаторов, а также упростить технологическую схему. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к металлургии благородных и редких металлов и может быть использовано при переработке дезактивированных катализаторов на носителях из оксида алюминия (Al2O3), содержащих платину и/или палладий.
Известно большое количество способов переработки катализаторов, содержащих платиновые металлы [М.А. Меретуков, А.М. Орлов. Металлургия благородных металлов (зарубежный опыт). - М.: Металлургия, 1990, с. 341-343].
Обзор гидрометаллургических способов переработки катализаторов на носителях из Al2O3 показывает, что способы эти можно разделить на две основные группы:
- растворение носителя катализатора с получением и дальнейшей переработкой концентрата извлекаемых компонентов;
- растворение извлекаемых компонентов растворами кислот с окислителями (выщелачивание) с последующей переработкой растворов, как правило, сорбционными методами.
Обе группы способов не являются универсальными, т.к. носитель катализатора - Al2O3 - наиболее распространен в двух модификациях - альфа-форме и гамма-форме. Как правило, эти две формы смешаны. Оксид алюминия в альфа-форме плохо растворим как в кислотах, так и в щелочах, что в большинстве случаев не позволяет получать богатые концентраты по первой группе способов. Al2O3 в гамма-форме растворяется в кислотах, что приводит к повышенному расходу реагентов и трудностям при фильтрации пульп, если применяются способы из 2-ой группы.
Известен способ извлечения благородных металлов из отработанных катализаторов, шламов, концентратов и других материалов с неорганической основой и установка для его осуществления (RU 2119964 С1, опубл. 10.10.1998). Способ включает выщелачивание в электролите, осаждение металлов в электролизере с засыпным катодом (в качестве засыпного катода рекомендуется активированный уголь) и последующее выделение благородных металлов с катодов путем озоления засыпного катода или анодным растворением металлов путем замены полярности электродов. При этом выщелачивание производится в отдельных реакторах с фиксированным или взвешенным слоем сырья.
Недостатки данного способа:
- сложное аппаратурное оформление;
- не предусмотрено фильтрование электролита после выщелачивания сырья в режиме взвешенного слоя, необходимость которого очевидна;
- большой расход электроэнергии при электролизе;
- периодичность работы основного оборудования.
Известен способ получения палладия из отработанных катализаторов на основе оксида алюминия с использованием при выщелачивании соляной кислоты с добавкой перекиси водорода (RU 2156817 С1, опубл. 27.09.2000). Процесс выщелачивания осуществляют в 4 этапа с заменой выщелачивающего раствора после каждого этапа; гранулы катализатора после выщелачивания четырежды промывают водой, все образовавшиеся растворы объединяют и растворенный в них палладий восстанавливают муравьиной кислотой.
Недостатки этого способа: многостадийность, образование больших объемов маточных растворов, требующих утилизации.
В решении GB 798712 А (опубл. 23.07.1958) описан способ извлечения металлов платиновой группы из катализатора на алюмооксидном носителе, включающий прокаливание в присутствии кислородсодержащего газа при температуре 370-870°C, магнитную сепарацию, промывку катализатора в воде или в различного рода растворителях, сушку катализатора при температуре 93-807°C, последующую обработку катализатора парами хлорида алюминия, которые могут быть получены, например, путем нагрева хлорида алюминия до температуры кипения. При реакции паров хлорида алюминия с платиновыми металлами, содержащимися в катализаторе, образуются летучие соединения платиновых металлов, которые улавливаются водой или водным раствором хлорида алюминия, который может содержать соляную кислоту, с образованием раствора хлоридов платиновых металлов. Платиновые металлы из указанных растворов извлекают добавками восстановителей. В данном способе хлорид алюминия используются в парообразном состоянии для перевода платиновых металлов в летучие соединения, а раствор соляной кислоты - для улавливания этих летучих соединений. В предлагаемом способе хлорид алюминия используется в виде насыщенного раствора, который предотвращает растворение основы катализатора, а перевод платиновых металлов в раствор обеспечивается соляной кислотой с окислителями.
Недостатки способа, раскрытого в GB 798712 А:
- сложная, многооперационная технологическая схема;
- велика вероятность потерь летучих соединений платиновых металлов;
- необходимость утилизации промывных растворов.
Известен автоклавный метод извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов (RU 2175266 С1, опубл. 27.10.2001). Согласно этому способу отработанный катализатор подвергают окислительному обжигу при 400-600°C, выдерживают в автоклаве при перемешивании и температуре 50°C в 48%-ном растворе щелочи с добавками водного раствора гидроксиламина, азотнокислого алюминия и изобутилового спирта в течение порядка 3 часов, после чего температуру содержимого автоклава доводят до 140-200°C и ведут выщелачивание в течение 5 часов. Полученную пульпу разбавляют водой в 9 раз и фильтруют. Платиновые металлы концентрируются в нерастворимом остатке.
Недостатки данного способа:
высокие энергозатраты, обуславливаемые использованием автоклавов;
- трудности, неизбежно возникающие при фильтровании щелочных мелкодисперсных пульп, образующихся при выщелачивании;
- метод малоэффективен, если основа катализатора состоит из оксида алюминия в альфа-форме.
В патенте RU 2490342 С1, 20.08.2013 описан способ переработки дезактивированных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих металлы платиновой группы и рений. Способ включает обжиг катализатора, выщелачивание в кислотной среде, содержащей азотную и соляную кислоту, введение реагентов для улучшения фильтрации полученной пульпы.
Недостатки способа, известного из RU 2490342 С1:
- большой расход реагентов на растворение основы катализатора, если последняя в значительной мере состоит из оксида алюминия в гамма-форме;
- наличие операции фильтрации пульпы;
- большое количество маточных растворов, требующих утилизации. В патенте RU 2398899 С1, 10.09.2010 описан способ извлечения рения и/или платины из дезактивированных катализаторов с алюминий-оксидным носителем. Способ включает стадии ступенчатого обжига катализаторов при температуре 600-850°C, затем при 1200-1300°C, выщелачивание огарка раствором сильной кислоты, содержащим окислитель, фильтрацию пульпы выщелачивания и промывку кека, осаждение платины из раствора восстановителями.
Недостатки этого способа:
- высокие энергозатраты и сложное аппаратурное оформление при осуществлении двухступенчатого обжига;
- наличие операции фильтрации пульпы и промывки кека;
- большое количество маточных растворов, требующих утилизации.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ комплексной переработки дезактивированных платино-рениевых катализаторов, на алюминий-оксидном носителе, раскрытый в решении RU 2261284 С2, 27.09.2005. Способ включает окислительный обжиг при температуре 1200-1300°C и выщелачивание огарка раствором соляной кислоты в присутствии окислителя - гипохлорита или перекиси водорода или хлора. Обжиг при температуре 1200-1300°C переводит основу катализатора - оксид алюминия - в альфа-форму, которая практически нерастворима в кислотах. Солянокислый раствор после выщелачивания фильтруют и направляют на операцию извлечения металла обычными способами.
Недостатки способа, раскрытого в наиболее близком аналоге:
- высокие энергозатраты и сложное аппаратурное оформление при осуществлении окислительного обжига при температуре 1200-1300°C;
- необходимость фильтрации пульпы и промывки кека;
- большое количество маточных растворов, требующих утилизации. Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в повышении эффективности переработки дезактивированных катализаторов на носителе из Al2O3, содержащих платину и/или палладий, а именно - в создании универсальной технологической схемы для переработки катализаторов не зависимо от модификации их основы - альфа- или гамма-формы, упрощении технологической схемы, снижении затрат энергии, снижении количества растворов, которые необходимо утилизировать.
Предлагаемый согласно настоящему изобретению способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из Al2O3 включает окислительный обжиг катализатора при температуре 500-800°C, выщелачивание полученного огарка насыщенным солянокислым раствором хлорида алюминия, содержащим окислитель или смесь окислителей, выбранных, например, из галогенов, хлоратов щелочных металлов, перекиси водорода или их смесей. Последующее извлечение платины и/или палладия из растворов выщелачивания проводят сорбцией на анионообменных смолах.
Отличие предлагаемого способа от раскрытого в наиболее близком аналоге заключается в том, что окислительный обжиг проводят при 500-800°C, выщелачивание огарка проводят в аппарате с неподвижным слоем выщелачиваемого продукта, используют для выщелачивания насыщенный раствор хлорида алюминия в соляной кислоте с добавками окислителей и выделяют платину и/или палладий из раствора выщелачивания сорбцией на анионообменной смоле. При этом соляная кислота и окислители в выщелачивающем растворе должны находиться в концентрациях, обеспечивающих достаточно высокое извлечение платины и/или палладия, а концентрация хлорида алюминия должна быть близка к насыщению и тем самым блокировать растворение в соляной кислоте основы катализатора - Al2O3.
Обычно выщелачивание ведут солянокислым раствором хлорида алюминия с концентрацией алюминия в растворе 60-100 г/л и концентрацией соляной кислоты 120÷250 г/л, при температуре 75÷100°C.
Раствор, полученный после сорбции платины и/или палладия, используют как оборотный для приготовления выщелачивающего раствора.
Десорбцию платины и/или палладия и дальнейшую переработку десорбатов осуществляют известными способами.
Осуществление способа в указанных условиях позволяет снизить температуру обжига, исключить из технологической схемы операцию фильтрации раствора после выщелачивания и тем самым уменьшить количество растворов, которые необходимо утилизировать, упростить технологическую схему, снизить энергозатраты.
Более подробно способ осуществляют следующим образом. Отработанный катализатор на носителях из Al2O3, содержащий платину и/или палладий, подвергают окислительному обжигу при температуре 500-800°C и загружают в реактор, исполненный в виде вертикально расположенной колонны. В отдельной емкости с мешалкой (она же является расходной емкостью) готовят раствор соляной кислоты (HCl) концентрации 120÷250 г/л, добавляют в полученный раствор хлорид алюминия (AlCl3) до концентрации 60-100 г/л по алюминию, нагревают раствор до 75-100°C, добавками окислителя, например, газообразного хлора, доводят окислительно-восстановительный потенциал (далее по тексту ОВП) раствора до 1000-1150 мВ. Полученный раствор насосом или самотеком, в зависимости от взаимного расположения аппаратов, дозированно подают в нижнюю часть реактора и выводят через дренажное устройство в верхней ее части. При этом платина и/или палладий переходят в раствор, а Al2O3 практически не растворяется независимо от его модификации - альфа-формы или гамма-формы. Платиновые металлы извлекают из раствора сорбцией на анионообменной смоле в сорбционной колонне, сорбат возвращают в расходную емкость, где корректируют состав раствора по кислотности и ОВП и направляют в реактор на выщелачивание. Десорбцию платины и/или палладия и переработку десорбата осуществляют известными способами, например, десорбцию ведут солянокислым раствором тиомочевины, платину и/или палладий из десорбата осаждают щелочью.
В качестве ионнообменных смол предпочтительно используют макропористый слабоосновной анионит на винилпиридиновой основе. Однако можно использовать и другие известные аниониты.
Способ осуществляют по универсальной технологической схеме для переработки катализаторов не зависимо от модификации их основы - альфа- или гамма-формы.
Пример.
Берут 750 г дезактивированного катализатора риформинга на носителе из оксида алюминия в гамма-форме марки ПР-20, содержащего 0,37 масс.% платины, обжигают в электропечи в атмосфере воздуха при температуре 700°C до прекращения газовыделения (1 час). Масса огарка составила 738 г. Извлечение платины проводят в установке, представленной на Фиг. Огарок загружают в реактор (1), помещенный в водяную баню (2) с температурой воды 85-95°C. В расходную емкость (3), установленную на электрическую плитку (4), заливают раствор, содержащий 150 г/л соляной кислоты и 395 г/л AlCl3 (80 г/л по Al) и подают в объем раствора газообразный хлор из баллона, обеспечивая ОВП раствора в пределах 1000-1100 мВ. Температуру раствора в расходной емкости (3) поддерживают в пределах 80-90°C. Ионообменную колонку (5) заполняют смолой ВП-1п (макропористый слабоосновной анионит на винилпиридиновой основе), объем смолы составляет 0,5 л. Раствор из расходной емкости поступает в нижнюю часть реактора (1), проходит через слой катализатора и выходит из верхней части реактора (1) со скоростью 0,5 л/ч. Выходящий из реактора (1) платиносодержащий раствор поступает в нижнюю часть ионообменной колонки (5), проходит через слой смолы и из верхней части вытекает в сборник сорбата (6). Сорбат возвращают в расходную емкость (3). Через каждые 5 часов из нижней части реактора вакуумом извлекают 30-35% находящегося в процессе катализатора, а в верхнюю часть аппарата загружают соответствующее количество свежего катализатора. В ходе работы контролируют ОВП раствора в расходной емкости (3) и на выходе из реактора (1), концентрацию платины в растворах, выходящих из реактора (1) и из ионообменной колонки (5).
В сорбате концентрация платины на протяжении всего опыта не превышает 1 мг/л. Среднее содержание платины в катализаторе после выщелачивания составило 0,006%, масса катализатора после выщелачивания сокращается на 5,6%. Расчет показывает, что извлечение платины из катализатора на смолу составляет 98,47%.
Claims (6)
1. Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия, включающий выщелачивание полученного огарка солянокислым раствором, содержащим окислитель или смесь окислителей, с извлечением платины и/или палладия из раствора выщелачивания, отличающийся тем, что окислительный обжиг катализатора проводят при температуре 500-800°C, выщелачивание проводят насыщенным солянокислым раствором хлорида алюминия в аппарате с неподвижным слоем выщелачиваемого продукта с последующим извлечением платины и/или палладия из раствора выщелачивания сорбцией на анионообменной смоле.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание ведут солянокислым раствором хлорида алюминия с концентрацией алюминия в растворе 60÷100 г/л.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание ведут солянокислым раствором хлорида алюминия с концентрацией соляной кислоты 120÷250 г/л.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание ведут солянокислым раствором хлорида алюминия при температуре 75÷100°C.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор после сорбции платины и/или палладия используют как оборотный для приготовления выщелачивающего раствора.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя при выщелачивании используют галогены, хлораты щелочных металлов, перекись водорода или их смесь.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119565/04A RU2553273C1 (ru) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014119565/04A RU2553273C1 (ru) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2553273C1 true RU2553273C1 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014119565/04A RU2553273C1 (ru) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2553273C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104988319A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-10-21 | 徐州浩通新材料科技股份有限公司 | 处理负载型含钯废催化剂的方法和系统 |
| RU2706610C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2019-11-19 | Тийода Корпорейшн | Винилпиридиновая смола для носителей катализаторов, способ ее производства и катализатор для реакции карбонилирования метанола |
| CN114058849A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-02-18 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种从铝基铂催化剂中回收铂和铝的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3999983A (en) * | 1974-12-12 | 1976-12-28 | Rhone-Poulenc Industries | Method of recovering the constituents of catalysts comprising an aluminous carrier, platinum and iridium |
| RU2088532C1 (ru) * | 1993-11-29 | 1997-08-27 | Омский филиал Института катализа СО РАН | Способ извлечения платины и/или рения из отработанных катализаторов на основе минеральных оксидов |
| RU2261284C2 (ru) * | 2003-09-09 | 2005-09-27 | Открытое акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" | Способ комплексной переработки дезактивированных платино-рениевых катализаторов |
-
2014
- 2014-05-15 RU RU2014119565/04A patent/RU2553273C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3999983A (en) * | 1974-12-12 | 1976-12-28 | Rhone-Poulenc Industries | Method of recovering the constituents of catalysts comprising an aluminous carrier, platinum and iridium |
| RU2088532C1 (ru) * | 1993-11-29 | 1997-08-27 | Омский филиал Института катализа СО РАН | Способ извлечения платины и/или рения из отработанных катализаторов на основе минеральных оксидов |
| RU2261284C2 (ru) * | 2003-09-09 | 2005-09-27 | Открытое акционерное общество "Горно-металлургическая компания "Норильский никель" | Способ комплексной переработки дезактивированных платино-рениевых катализаторов |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104988319A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-10-21 | 徐州浩通新材料科技股份有限公司 | 处理负载型含钯废催化剂的方法和系统 |
| RU2706610C1 (ru) * | 2016-03-18 | 2019-11-19 | Тийода Корпорейшн | Винилпиридиновая смола для носителей катализаторов, способ ее производства и катализатор для реакции карбонилирования метанола |
| CN114058849A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-02-18 | 核工业北京化工冶金研究院 | 一种从铝基铂催化剂中回收铂和铝的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yakoumis et al. | Recovery of platinum group metals from spent automotive catalysts: A review | |
| CN103276215B (zh) | 一种从废催化剂中回收贵金属的方法 | |
| WO1986006418A1 (en) | Method of dissolving and recovering noble metals | |
| CN106480313A (zh) | 一种从难溶硅铝基含铂废催化剂中回收铂的方法 | |
| KR101392179B1 (ko) | 백금족 금속의 회수방법 및 이에 사용되는 백금족 금속의 회수장치 | |
| RU2553273C1 (ru) | Способ извлечения платины и/или палладия из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия | |
| CN104478140A (zh) | 一种有色金属冶炼污酸净化处理方法 | |
| CN108220614A (zh) | 从废催化剂中分离回收铂铼的方法 | |
| AU621508B2 (en) | Process for recovering sulfuric acid | |
| JP5667111B2 (ja) | 希薄金溶液中の金の回収方法 | |
| WO1989010981A1 (en) | Apparatus and method for dissolving hazardous waste materials by catalyzed electrochemical dissolution | |
| RU2749792C2 (ru) | Способ извлечения золота из руд | |
| RU2540251C1 (ru) | Способ электрохимического извлечения благородных металлов | |
| US11566333B2 (en) | Method for cleanly extracting metallic silver | |
| RU2510669C2 (ru) | Способ извлечения благородных металлов из упорного сырья | |
| RU2692709C2 (ru) | Способ извлечения скандия из красного шлама глиноземного производства | |
| Raju et al. | Electrochemical recovery of silver from waste aqueous Ag (I)/Ag (II) redox mediator solution used in mediated electro oxidation process | |
| RU2156817C1 (ru) | Способ получения палладия из отработанных катализаторов на основе оксида алюминия | |
| RU2364638C1 (ru) | Способ и устройство для переработки измельченного скрапа отработанных автомобильных катализаторов | |
| US1467202A (en) | Process of and apparatus for separating platinum from platiniferous materials | |
| JP4168959B2 (ja) | 銅電解澱物の浸出方法 | |
| RU2632498C2 (ru) | Способ извлечения металлов платиновой группы из осадков после осветления продукта кислотного растворения волоксидированного отработавшего ядерного топлива | |
| RU2100484C1 (ru) | Способ получения серебра из его сплавов | |
| RU2261284C2 (ru) | Способ комплексной переработки дезактивированных платино-рениевых катализаторов | |
| JP2011195935A (ja) | 白金族元素の分離回収方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |