一種從含有有機(jī)廢鈀的催化劑中回收高純度金屬鈀的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化學(xué)工藝類，屬于固體廢棄物回收領(lǐng)域，具體涉及一種從含有有機(jī)廢鈀的催化劑中回收高純度金屬鈀的方法。該方法包括廢料預(yù)處理、浸出、提取、提純和加氫氣制備，最終得到高純度金屬鈀。本發(fā)明工藝反應(yīng)步驟簡單、時(shí)間快、節(jié)省試劑，且鈀回收率在99.2％以上，回收的鈀純度大于99.98％。
【專利說明】一種從含有有機(jī)廢鈀的催化劑中回收高純度金屬鈀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)工藝類，屬于固體廢棄物回收領(lǐng)域，為提供一種鈀的回收方法，特別涉及一種從含有有機(jī)廢鈀的催化劑中回收高純度金屬鈀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈀作為一種稀有貴金屬，扮演著工業(yè)生產(chǎn)中的催化劑角色，如塑料電鍍生產(chǎn)工藝、氟呱啶、甲苯二異氰酸酯合成、對苯二甲酸加氫精制等均采用鈀作為催化劑。由于鈀是貴金屬，資源稀少，價(jià)格昂貴，因此對于如何在失去活性的催化劑中回收有機(jī)廢鈀具有非常重要的意義。目前從有機(jī)廢鈀催化劑中回收鈀的方法主要有焚燒法和濕法吸附塔回收法，這些方法大多流程長，步驟繁瑣，對于回收的容器要求較高，且鈀回收率不高、品質(zhì)較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對的廢有機(jī)鈀催化劑從反應(yīng)釜放出時(shí)是液態(tài)狀，經(jīng)過濃縮變成粘稠狀固體，鈀含量在0.01-0.5%之間的廢鈀催化劑，里面還有多種有機(jī)物如醋酸、三苯基膦、苯烷等有機(jī)物，同時(shí)還含有少量的各種賤金屬如鐵、鎳、銅、鉀、鉛等各種賤金屬元素。回收鈀的方法很多，廢有機(jī)鈀催化劑前處理通常選擇處理效率低，產(chǎn)生廢氣不能進(jìn)行處理的馬弗爐或者管式爐焚燒法；鈀的浸出通常選擇先加入還原劑，再加入各種酸和氧化劑溶解，加入的試劑用量大，對環(huán)境污染大；且提純步驟繁瑣，鈀的回收率低。本技術(shù)根據(jù)該廢料的實(shí)際情況，廢料中有機(jī)物含量高，鈀含量低，鈀的前處理產(chǎn)生的廢氣量大特點(diǎn)，選擇自制的富氧焚燒爐對廢有機(jī)鈀催化劑進(jìn)行前處理，處理量大，焚燒徹底，并對焚燒過程產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行處理，達(dá)到國家要求的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。粗鈀的浸出通過優(yōu)化浸出工藝盡量少有化學(xué)試劑，達(dá)到減少環(huán)境污染。鈀浸出液的提純根據(jù)有機(jī)廢鈀催化劑中無機(jī)金屬元素含量低的特征，采用一種高效的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂進(jìn)行除雜處理，制備純度大于99.98%的高純鈀粉，鈀的回收率高達(dá)99.2%以上。
`[0004]一種從含有有機(jī)廢鈀的催化劑中回收高純度金屬鈀的方法，包括以下步驟:
[0005]I)、廢料預(yù)處理:將有機(jī)廢鈀放入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行富氧充分燃燒，焚燒溫度控制在600-750°C之間，焚燒時(shí)間2小時(shí)；
[0006]2)、粗鈀浸出:用無機(jī)強(qiáng)酸和氧化劑進(jìn)行浸出；無機(jī)強(qiáng)酸和雙氧水的重量比為8-12:1，有機(jī)廢鈀跟無機(jī)強(qiáng)酸和氧化劑的固液體積比為1:5-7，浸出溫度為70-90 °C，浸出時(shí)間3-8小時(shí)。
[0007]3)、濾渣中鈀的提取:在濾渣中加入還原劑水和肼，固液重量比為1:0.1，反應(yīng)時(shí)間0.5-3小時(shí),反應(yīng)溫度50-75°C,使得濾洛和水和肼完全反應(yīng),再用無機(jī)強(qiáng)酸和氧化劑進(jìn)行第二次浸出，此時(shí)的固液重量比為1:3-5，反應(yīng)時(shí)間2-6小時(shí)，反應(yīng)溫度50-75°C。
[0008]4)、鈀浸出液提純:將浸出液經(jīng)強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂進(jìn)行除雜，除雜可采用重復(fù)循環(huán)的方式1-2次；
[0009]5)、鈀粉制備:在鈀浸出液中加入水合肼，浸出液和水合肼的體積比為100-200:1，過濾得到鈀粉，烘干后用氫氣還原，得到高純度金屬鈀。
[0010]所述的強(qiáng)酸性陽離子樹脂采用氫型強(qiáng)酸性陽離子樹脂。
[0011]所述的無機(jī)強(qiáng)酸為鹽酸或鹽酸和硝酸或硫酸的混合溶液。
[0012]所述的鹽酸與硝酸或硫酸的重量比為3-8:1。
[0013]所述的氧化劑為雙氧水或雙氧水和次氯酸鈉的混合溶液。
[0014]所述的雙氧水與次氯酸鈉的重量比為3-6:1。
[0015]在制備金屬鈀的過程中，富氧焚燒的空氣的體積流量為2立方米/分鐘-8立方米/分鐘，焚燒處理速度以50公斤/每小時(shí)進(jìn)行焚燒處理。
[0016]本發(fā)明具有的有益效果:和目前市場采用的常規(guī)提取鈀的方法，一般為先添加還原劑，后添加強(qiáng)酸，等鈀浸出后再提純、添加還原劑，最終用氫氣還原得到金屬鈀。采用此種制備工藝流程，不僅反應(yīng)周期長，還原劑的使用量也很大；在已公開的制備金屬鈀的過程中，首先需焙燒二氯二氨絡(luò)亞鈀，僅該物質(zhì)生產(chǎn)就需要有鈀浸出液加大量試劑才能得到，后進(jìn)行馬弗爐焙燒，在最終提純階段大多采用氫氣還原的工藝流程，即利用固體和氣體反應(yīng)，產(chǎn)生氯化氫氣體或者氨氣，這些排放出的氣體對大氣環(huán)境有一定的污染，同時(shí)對于氣體污染物的處理也有較高的要求。而本制備工藝直接從鈀浸出液加水合肼得到第一次提取液，后用濾渣和混合液再進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，再次獲得提取液，將兩次提取液混合后通過陽離子樹月旨，再加水合肼還原 一步就得到金屬鈀，且相關(guān)化學(xué)反應(yīng)在液體溶液之間進(jìn)行，產(chǎn)生的氯化氫也是水溶液，最終排出的氣體是氮?dú)?；相對于傳統(tǒng)工藝排放出刺激性氣體，本制備工藝產(chǎn)生的酸性廢水后期處理工藝相對成熟，排放物的環(huán)保指標(biāo)也相對完善，與現(xiàn)有制備工藝比較，具有省時(shí)間、省試劑量、步驟簡單、不污染環(huán)境的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
[0018]圖2是本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參考以下僅為說明而給出的具體實(shí)施案例，本發(fā)明的制備細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。需要說明的是，這些實(shí)施例并非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]實(shí)施例中采用的催化劑是醋酸鈀催化劑，該催化劑經(jīng)過使用后含有多種有機(jī)物及少量金屬雜質(zhì)，鈀含量在0.1%左右。實(shí)施后的結(jié)果為鈀回收率在99.2%以上，鈀純度大于99.98%。
[0021]實(shí)施例1:
[0022]取粘稠狀固體廢有機(jī)鈀催化劑100公斤，鈀含量0.08%，放入富氧焚燒爐，富氧焚燒的空氣的體積流量位方米/分鐘，焚燒處理速度以50公斤/每小時(shí)進(jìn)行焚燒處理，焚燒溫度600°C，焚燒2小時(shí)得粗鈀1.5公斤。將鹽酸和雙氧水加入到有機(jī)廢鈀(固液體積比為1:5)里，其中鹽酸和雙氧水的重量比為9:1，在90°C下反應(yīng)5小時(shí)，過濾，濾渣加還原劑水合肼充分反應(yīng)后再加鹽酸和雙氧水進(jìn)行第二次浸出，此時(shí)濾渣和該混合液的重量比為1:3.5，在溫度75°C下反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。將兩次浸出的液體混合趕酸后通過氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂除雜，經(jīng)檢測雜質(zhì)含量合格后，將浸出液濃縮，加入水合肼還原，過濾，濾渣烘干，氫氣還原得到鈀粉79.45克，經(jīng)計(jì)算鈀回收率為99.31%。用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)檢測雜質(zhì)含量，計(jì)算鈀的純度為99.981%。[0023]實(shí)施例2:
[0024]取粘稠狀固體廢有機(jī)鈀催化劑100公斤，鈀含量0.08%，放入富氧焚燒爐，富氧焚燒的空氣的體積流量6立方米/分鐘，焚燒處理速度以50公斤/每小時(shí)進(jìn)行焚燒處理，焚燒溫度650°C，焚燒2小時(shí)得粗鈀1.49公斤。將鹽酸和雙氧水和次氯酸鈉的混合液加入到有機(jī)廢鈀(固液體積比為1:7)里，其中鹽酸和該混合液的重量比為10:1，雙氧水和次氯酸鈉組成的混合液中，兩者的重量比為4:1，90°C下反應(yīng)5小時(shí)，過濾，濾渣加還原劑水合肼充分反應(yīng)后再加鹽酸和雙氧水和次氯酸鈉的混合液進(jìn)行第二次浸出，此時(shí)濾渣和該混合液的重量比為1:4，在溫度65°C下反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)。將兩次浸出的液體混合浸出液趕酸后通過氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂除雜，經(jīng)檢測雜質(zhì)含量合格后，將浸出液濃縮，加入水合肼還原，過濾，濾渣烘干，氫氣還原得到鈀粉79.52克，經(jīng)計(jì)算鈀回收率為99.4%。用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)檢測雜質(zhì)含量，計(jì)算鈀的純度為99.985%。
[0025]實(shí)施例3:
[0026]取粘稠狀固體廢有機(jī)鈀催化劑100公斤，鈀含量0.08%，放入富氧焚燒爐，富氧焚燒的空氣的體積流量8立方米/分鐘，焚燒處理速度以50公斤/每小時(shí)進(jìn)行焚燒處理，焚燒溫度750°C，焚燒3小時(shí)得粗鈀1.51公斤。將鹽酸和硝酸的混合溶液和雙氧水加入到有機(jī)廢鈀(固液體積比為1:7)里，其中鹽酸和硝酸組成的混合液中，兩者的重量比為7:1，90°C下反應(yīng)5小時(shí)，過濾，濾渣加還原劑水合肼充分反應(yīng)后再加鹽酸和硝酸和雙氧水的混合液進(jìn)行第二次浸出，此時(shí)濾渣和該混合液的重量比為1:5，在溫度50°C下反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。將兩次浸出的液體混合浸出液趕酸后通過氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂除雜，經(jīng)檢測雜質(zhì)含量合格后，將浸出液濃縮，加入水合肼還原，過濾，濾渣烘干，氫氣還原得到鈀粉79.36克，經(jīng)計(jì)算鈀回收率為99.2%。用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OES)檢測雜質(zhì)含量，計(jì)算鈀的純度為99.983%。
【權(quán)利要求】
1.一種從含有有機(jī)廢鈀的催化劑中回收高純度金屬鈀的方法，其特征包括以下步驟: 1)、廢料預(yù)處理:將有機(jī)廢鈀放入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行富氧充分燃燒，焚燒溫度控制在600-750°C之間，焚燒時(shí)間2小時(shí)； 2)、粗鈀浸出:用無機(jī)強(qiáng)酸和氧化劑進(jìn)行浸出；無機(jī)強(qiáng)酸和雙氧水的重量比為8-12:1，有機(jī)廢鈀跟無機(jī)強(qiáng)酸和氧化劑的固液體積比為1:5-7，浸出溫度為70-90°C，浸出時(shí)間3-8小時(shí)。 3)、濾渣中鈀的提取:在濾渣中加入還原劑水和肼，固液重量比為1:0.1，反應(yīng)時(shí)間0.5-3小時(shí)，反應(yīng)溫度50-75°C，使得濾渣和水和肼完全反應(yīng)，再用無機(jī)強(qiáng)酸和氧化劑進(jìn)行第二次浸出，此時(shí)的固液重量比為1:3-5，在溫度50-75°C下反應(yīng)2-6小時(shí)。 4)、鈀浸出液提純:將兩次浸出的液體混合后經(jīng)強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂進(jìn)行除雜，除雜可采用重復(fù)循環(huán)的方式1-2次； 5)、鈀粉制備:在鈀浸出液中加入水合肼，浸出液和水合肼的體積比為100-200:1，過濾得到鈀粉，烘干后用氫氣還原，得到高純度金屬鈀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的強(qiáng)酸性陽離子樹脂采用氫型強(qiáng)酸性陽離子樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的無機(jī)強(qiáng)酸為鹽酸或鹽酸和硝酸或硫酸的混合溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的鹽酸與硝酸或硫酸的重量比為3-8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的氧化劑為雙氧水或雙氧水和次氯酸鈉的混合溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述的雙氧水與次氯酸鈉的重量比為3-6:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:富氧焚燒的空氣的體積流量為2立方米/分鐘-8立方米/分鐘，焚燒處理速度以50公斤/每小時(shí)進(jìn)行焚燒處理。
【文檔編號】C22B11/00GK103555957SQ201310600748
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】潘劍明, 劉秋香, 劉斌, 魏青, 魏小娟, 謝智平, 鞠景喜 申請人:浙江省冶金研究院有限公司