一種廢鈀炭催化劑中鈀金屬的回收方法與流程
2023-10-10 16:42:29 2
本發明屬於貴金屬回收技術領域，具體涉及一種廢鈀炭催化劑中鈀金屬的回收方法。
背景技術：
鈀炭催化劑主要應用於醫藥合成、染料合成、農藥合成、液晶中間體合成等精細化工領域的加氫工序。在實踐操作中，起著不可取代的重要作用，隨著時間的增長，鈀炭催化劑的活性、選擇性都會慢慢降低，直至失活，從而喪失使用價值，但是鈀炭催化劑中還是有相當數量的貴金屬鈀；對鈀的回收可以獲得可觀的經濟效益、減少廢催化劑對環境的汙染、實現可持續發展，在現今工業中具有很重要的意義。現有的廢鈀炭催化劑基本都是採用直接焚燒法來回收其中的貴金屬，焚燒的氣體直接排放造成嚴重的環境汙染，同時回收的貴金屬含量低，不能直接使用。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種廢鈀炭催化劑中鈀金屬的回收方法，解決了現有回收工藝環境汙染大、回收的貴金屬含量低的問題。
本發明所採用的技術方案為，一種廢鈀炭催化劑中鈀金屬的回收方法，具體按照以下步驟實施：
步驟1，將回收的廢鈀炭催化劑與水按一定比例加入到反應釜中，升溫至60～80℃，攪拌洗滌1～2h後，趁熱離心分離，濾餅備用；
步驟2，將步驟1所得濾餅置於高溫電爐中進行焚燒處理，焚燒後的灰渣備用；
步驟3，將步驟2所得灰渣用溶劑溶解後，過濾，將濾液置於40～60℃環境下，向其中加入氯化銨，生成磚紅色沉澱，過濾，濾餅備用；
步驟4，將步驟3所得濾餅用氨水溶解，過濾後，向濾液中加入還原劑，得海綿鈀，將海綿鈀用純水洗滌至中性，烘乾後即得。
本發明的特徵還在於，
步驟1中，廢鈀炭催化劑與水的用量比為1:5～10。
步驟2中，焚燒處理過程為：按標準的升溫曲線從室溫升到800～1000℃，焚燒時間8～10h。
步驟3中，灰渣與溶劑的用量比為1:8～15。
步驟3中，溶劑為鹽酸與雙氧水的混合液，其中鹽酸與雙氧水用量比為3:1～3。
步驟3中，灰渣與氯化銨的用量比為1:1～2。
步驟4中，灰渣與氨水的用量比為1:3～5。
步驟4中，灰渣與還原劑的用量比為1:0.4～0.8。
步驟4中，還原劑為鹽酸羥胺、硼氫化鈉、甲酸鈉、次磷酸鈉中的一種或幾種。
本發明的有益效果是，先採用熱水洗滌可以直接去除廢鈀炭催化劑裡邊的水溶性雜質和部分液體成分，減少後期焚燒時候的汙染物排放，濾液與廠區其他生產廢水混合後一併進入汙水處理站進行深度處理保證達標排放，通過高溫焚燒除去活性炭和有機物，減少體積，為後續貴金屬溶解提供有利條件，灰渣經過溶解、過濾、沉澱提純、溶解、還原、最後洗滌得到高純度的鈀，該工藝回收的鈀的純度可以達到99.9％以上。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明進行詳細說明。
本發明一種廢鈀炭催化劑中鈀金屬的回收方法，主要針對應用於醫藥合成、染料合成、農藥合成、液晶中間體合成等精細化工領域的加氫催化工序，產生的廢舊鈀炭催化劑。這些廢舊鈀炭催化劑的主要成分包括：①參加反應後，攜帶的液體或水溶性成分；②參加反應後，帶入的脂溶性成分；③鈀炭催化劑的載體活性炭；④回收的目標產物鈀。具體按照以下步驟實施：
步驟1，對待回收的廢鈀炭催化劑按批次做好登記工作，同時進行檢測化驗，確定裡邊鈀的含量，及是否含有氯元素，保證每個批次廢鈀炭催化劑的後續處理過程都相對獨立且互不影響；將回收的鈀炭催化劑與水按1:5～10加入到反應釜中，升溫至60～80℃，攪拌洗滌1～2h後，趁熱離心分離，去除廢鈀炭催化劑裡邊的水溶性成分和液體成分，濾液與廠區其他生產廢水混合後一併進入汙水處理站進行深度處理保證達標排放，濾餅備用；
步驟2，將步驟1所得濾餅置於高溫電爐中進行焚燒處理，按標準的升溫曲線從室溫升到800～1000℃，焚燒時間8～10h，去除廢鈀炭催化劑裡邊的可燃成分和活性炭，產生的煙氣經重力除塵器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除塵器和吸收塔淨化處理保證達標排放，焚燒後的灰渣備用；
步驟3，將步驟2所得灰渣用溶劑溶解後(灰渣與溶劑的用量比為1:8～15)過濾，將濾液置於40～60℃環境下，向其中加入氯化銨(灰渣與氯化銨的用量比為1:1～2)，生成磚紅色沉澱，過濾，濾餅備用；其中，溶劑為鹽酸與雙氧水3:1～3的混合液。
步驟4，將步驟3所得濾餅用氨水溶解(灰渣與氨水的用量比為1:3～5)，過濾後，向濾液中加入還原劑(灰渣與還原劑的用量比為1:0.4～0.8)，得海綿鈀，將海綿鈀用純水洗滌至中性，100℃下烘乾，即得。還原劑為鹽酸羥胺、硼氫化鈉、甲酸鈉、次磷酸鈉中的一種或幾種。
過程中的反應方程式如下：
H2PdCl4+2NH4Cl+3H2O2→(NH4)2PdCl6↓+4H2O+O2
(NH4)2PdCl6+H2O→(NH4)2PdCl4+HCl+HC1O
(NH3)2PdCl4+2NaCOOH→Pd↓+2CO2+2NaCl+2NH4Cl
實施例1
步驟1，對待回收的廢鈀炭催化劑按批次做好登記工作，同時進行檢測化驗，確定裡邊鈀的含量，及是否含有氯元素，保證每個批次廢鈀炭催化劑的後續處理過程都相對獨立且互不影響；將回收的鈀炭催化劑與水按1:5加入到反應釜中，升溫至60℃，攪拌洗滌2h後，趁熱離心分離，去除廢鈀炭催化劑裡邊的水溶性成分和液體成分，濾液與廠區其他生產廢水混合後一併進入汙水處理站進行深度處理保證達標排放，濾餅備用；
步驟2，將步驟1所得濾餅置於高溫電爐中進行焚燒處理，按標準的升溫曲線從室溫升到800℃，焚燒時間10h，去除廢鈀炭催化劑裡邊的可燃成分和活性炭，產生的煙氣經重力除塵器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除塵器和吸收塔淨化處理保證達標排放，焚燒後的灰渣備用；
步驟3，將步驟2所得灰渣用溶劑溶解後(灰渣與溶劑的用量比為1:8)過濾，將濾液置於40℃環境下，向其中加入氯化銨(灰渣與氯化銨的用量比為1:1)，生成磚紅色沉澱，過濾，濾餅備用；其中，溶劑為鹽酸與雙氧水3:1的混合液；
步驟4，將步驟3所得濾餅用氨水溶解(灰渣與氨水的用量比為1:3)，過濾後，向濾液中加入鹽酸羥胺(灰渣與鹽酸羥胺的用量比為1:0.4)，得海綿鈀，將海綿鈀用純水洗滌至中性，100℃下烘乾，即得。最終回收的海綿鈀的純度達到99.95％。
實施例2
步驟1，對待回收的廢鈀炭催化劑按批次做好登記工作，同時進行檢測化驗，確定裡邊鈀的含量，及是否含有氯元素，保證每個批次廢鈀炭催化劑的後續處理過程都相對獨立且互不影響；將回收的鈀炭催化劑與水按1:8加入到反應釜中，升溫至70℃，攪拌洗滌1.5h後，趁熱離心分離，去除廢鈀炭催化劑裡邊的水溶性成分和液體成分，濾液與廠區其他生產廢水混合後一併進入汙水處理站進行深度處理保證達標排放，濾餅備用；
步驟2，將步驟1所得濾餅置於高溫電爐中進行焚燒處理，按標準的升溫曲線從室溫升到900℃，焚燒時間8h，去除廢鈀炭催化劑裡邊的可燃成分和活性炭，產生的煙氣經重力除塵器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除塵器和吸收塔淨化處理保證達標排放，焚燒後的灰渣備用；
步驟3，將步驟2所得灰渣用溶劑溶解後(灰渣與溶劑的用量比為1:12)過濾，將濾液置於50℃環境下，向其中加入氯化銨(灰渣與氯化銨的用量比為1:1.5)，生成磚紅色沉澱，過濾，濾餅備用；其中，溶劑為鹽酸與雙氧水3:2的混合液；
步驟4，將步驟3所得濾餅用氨水溶解(灰渣與氨水的用量比為1:4)，過濾後，向濾液中加入硼氫化鈉(灰渣與硼氫化鈉的用量比為1:0.6)，得海綿鈀，將海綿鈀用純水洗滌至中性，100℃下烘乾，即得。最終回收的海綿鈀的純度達到99.93％。
實施例3
步驟1，對待回收的廢鈀炭催化劑按批次做好登記工作，同時進行檢測化驗，確定裡邊鈀的含量，及是否含有氯元素，保證每個批次廢鈀炭催化劑的後續處理過程都相對獨立且互不影響；將回收的鈀炭催化劑與水按1:10加入到反應釜中，升溫至80℃，攪拌洗滌1h後，趁熱離心分離，去除廢鈀炭催化劑裡邊的水溶性成分和液體成分，濾液與廠區其他生產廢水混合後一併進入汙水處理站進行深度處理保證達標排放，濾餅備用；
步驟2，將步驟1所得濾餅置於高溫電爐中進行焚燒處理，按標準的升溫曲線從室溫升到1000℃，焚燒時間9h，去除廢鈀炭催化劑裡邊的可燃成分和活性炭，產生的煙氣經重力除塵器、急冷塔、活性炭吸附塔、布袋除塵器和吸收塔淨化處理保證達標排放，焚燒後的灰渣備用；
步驟3，將步驟2所得灰渣用溶劑溶解後(灰渣與溶劑的用量比為1:15)過濾，將濾液置於60℃環境下，向其中加入氯化銨(灰渣與氯化銨的用量比為1:2)，生成磚紅色沉澱，過濾，濾餅備用；其中，溶劑為鹽酸與雙氧水1:1的混合液；
步驟4，將步驟3所得濾餅用氨水溶解(灰渣與氨水的用量比為1:5)，過濾後，向濾液中加入次磷酸鈉(灰渣與次磷酸鈉的用量比為1:0.8)，得海綿鈀，將海綿鈀用純水洗滌至中性，100℃下烘乾，即得。最終回收的海綿鈀的純度達到99.96％。