從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法及焚燒爐系統的製作方法
2023-07-19 12:57:56
專利名稱：從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法及焚燒爐系統的製作方法
從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法及焚燒爐系統。本發明是關於貴金屬冶金。
廢催化劑是回收貴金屬的重要原料之一。鈀碳催化劑是以活性碳為載體的含鈀催化劑，粒度5～8mm，含鈀～0.5%，金屬鈀以十分微細的顆粒狀分布於活性碳表面，多用於化學工業中甲苯二異氰酸酯合成，對苯二甲酸精製和豆油加氫反應等。失效後的廢鈀碳催化劑含Pd～0.35%，C＞90%，同時含有大量水分和有機物。從廢鈀碳催化劑中回收鈀一般有三種方法1、焚燒法，在高溫下碳燃燒生成CO2揮發，鈀留於燒灰中，燒灰溶解鈀轉入溶液再進行鈀的分離提純。此法鈀回收率較高(～95%)，焚燒爐的結構和材質要求特殊。2、高溫氯化揮發法，高溫下通入Cl2或加入氯化物，使鈀生成氯化物揮發，吸收後提純，此法鈀回收率高～98%，主要是爐體材質要求能抗高溫氯化物腐蝕。3有機溶劑溼法處理，先用有機溶劑將有機物浸溶除去，然後使鈀溶解轉入溶液，再精製鈀。此法鈀回收率高～99%，主要問題是要耗費較貴的有機試劑，僅適用於焦油汙染嚴重的情況。
本發明的目的是選擇焚燒法處理鈀碳催化劑的最適宜條件，鈀回收率高，成本低，並發明適宜工藝方法使用的焚燒爐系統。
本發明所提供的廢鈀碳催化劑回收鈀的方法是(1)將廢鈀碳催化劑加到焚燒爐中，在800～1150℃溫度，最好900～1000℃溫度下，鼓風設備充分供給空氣焚燒，使碳燒盡，變為CO2從煙囪排出。(2)將(1)所得燒灰在水溶液中，加入水合肼還原，水合肼用量為理論量的～120%，溫度100℃，時間30分鐘。這是因為在(1)步驟時，有部分鈀生成不溶於酸的氧化鈀，必須還原為鈀，下一步才能溶解完全。(3)將(2)所得粗鈀粉加入HCl∶RNO3＝3∶1的王水，於近100℃溶解，機械攪拌，溶完後加HCl趕硝，轉為氯化物溶液，控制Pd濃度～100g/L。(4)將C、所得溶液依次加入氨水配合，加入鹽酸酸化得黃色沉澱，氨水溶解，水合肼還原得純鈀產品。鈀純度99.9%，回收率＞95%。
為實現從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法，設計製造了焚燒爐系統，焚燒爐系統結構示意圖見附圖
。焚燒爐系統由焚燒爐(1)，鼓風設備(3)，洗滌塔(4)、過濾器(6)，煙囪(7)構成，其特徵是焚燒爐的爐體下部裝有篩網(2)，空氣經鼓風機、調節閥、緩衝罐由下部口進入，煙氣由爐上部口引出經洗滌塔洗滌後由煙囪排出，洗滌塔下部連接過濾器。焚燒爐爐體為錐形園筒，由不誘鋼板焊接而成，在爐體下部裝有篩板網，由60目不誘鋼絲編織而成。廢催化劑中的活性碳在篩網上燃燒，變為CO2進入煙氣，而鈀則呈結塊燒灰留於篩網上，定時從篩網上取下進行鈀的回收提純，空氣經鼓風機、調節閥、緩衝罐進入爐內，便於控制空氣量。有少量鈀微粒會隨煙氣帶走，所以連接一煙氣洗滌塔，洗滌塔塔身由一般碳鋼製成，其上部裝有一個環形管狀淋洗裝置(5)，可以形成環形珠簾狀水柱淋洗煙氣，鈀微粒隨水柱落在塔底部，放出再經過濾器過濾，回收少量鈀。洗滌後的廢煙氣經煙囪排入大氣中。
本發明的優點是(1)技術可靠，金屬回收率高＞95%。(2)鈀純度高達99.95%，返回製造新催化劑符合用戶要求。(3)燒灰採用低溫溼法還原較通用的高溫氫還原安全，簡便。(4)流程步驟短操作簡便。(5)焚燒爐系統設計合理，造價低，生產效率高。
實施例廢鈀碳催化劑690kg(乾重)，C＞90%，Pd含量0.37%，含Pd理論量2.553kg。經(1)在焚燒爐中於900～1000℃。鼓風焚燒。(2)把(1)所得燒灰在水溶液中，溫度～100℃，加入水合肼0.15kg還原30分鐘。(3)將(2)所得粗鈀粉加入王水(HCl∶HNO3＝3∶1)10kg，溫度～100℃溶解，濃HCl趕硝，轉為氯化物溶液。(4)加入氨水配合，再加HCl酸化至PH＝0.5～1，得黃色沉澱，沉澱再用氨水溶解至PH＝9～10，用水合肼還原得海綿鈀粉2.4359kg，純度99.95%，回收率95.4%。此步驟耗HCl～20kg，氨水25kg，水合肼1.35kg。
自製焚燒爐系統焚燒爐為φ800mm，高1600mm的錐形園筒，由3mm厚不誘鋼板焊成，爐體下部裝有60目不誘鋼絲編織而成的篩網;風量450～510米3/小時，風壓20～30mm水柱的塑料鼓風機經調節閥、緩衝罐連接至焚燒爐下部;洗滌塔為一般碳鋼焊接而成，上部裝有環形細管淋洗裝置，能形成環形簾珠狀細水流，洗滌塔下部連接過濾器。
權利要求
1.從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法，其特徵在於A、將廢鈀碳催化劑在800～1150℃溫度下，在焚燒爐系統中充分供給空氣焚燒，使碳燒盡。B、將A、所得燒灰在水溶液中用水合肼還原。C、將B、所得固體粉末用王水溶解，趕硝轉為氯化物溶液。D、將C、所得溶液依次加入氨水配合，加入鹽酸酸化沉澱，氨水溶解沉澱，水合肼還原，得純鈀粉。
2.如權利要求1所述的從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法，其特徵是進行1A、過程時，溫度為900～1000℃，鼓風機充分供氣。
3.如權利要求1所述的從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法，其特徵是進行1B、過程時，水合肼用量為理論量～120%，溫度～100℃，時間30分鐘。
4.如權利要求1所述的焚燒爐系統由焚燒爐，鼓風設備、洗滌塔、過濾器、煙囪構成，其特徵是焚燒爐的爐體下部帶有篩板網，空氣經鼓風機、調節閥、緩衝罐由下部口進入，煙氣由爐上部引出經洗滌塔洗滌後由煙囪排出，洗滌塔下部連接過濾器。
5.如權利要求4、所述的焚燒系統，其特徵是焚燒爐的爐體下部帶有篩板網，篩板網為60目不誘鋼絲編織成，爐體為錐形園筒形，由不誘鋼板焊接成。
6.如權利要求4、所述的焚燒爐系統其特徵是洗滌塔上部裝有可形成珠簾狀水柱的環形管淋洗裝置，洗滌塔底部與過濾器相連接。
全文摘要
從廢鈀碳催化劑回收鈀的方法及焚燒爐系統。方法是將廢鈀碳催化劑在焚燒爐中焚燒；燒灰水合肼還原；還原渣王水溶解，趕硝轉為氯化物溶液；溶液氨水配合，鹽酸酸化沉澱，氨水溶解；水合肼還原得純鈀粉，鈀純度99.95％，回收率＞95％。焚燒爐系統由焚燒爐、鼓風設備、洗滌塔、過濾器、煙囪構成。
文檔編號C22B7/00GK1067925SQ9110438
公開日1993年1月13日 申請日期1991年6月24日 優先權日1991年6月24日
發明者吳冠民, 周正根 申請人:中國有色金屬工業總公司昆明貴金屬研究所, 中國石油化工總公司上海石油化工總廠