專利名稱：鉑催化劑的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在硝酸制造中鉑催化劑的回收方法及回收裝置。
工業(yè)上生產(chǎn)硝酸，是將氨氣、空氣混合后在780～860℃下通過鉑催化網(wǎng)選擇性地生成一氧化氮，一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮被水吸收生成硝酸。在氨氧化時(shí)，鉑催化網(wǎng)有明顯地?fù)p耗，而這一損耗未被回收利用，大量流失掉了。
自從采用鉑為催化劑的氨氧化法制造硝酸以來，人們很快注意到催化劑的損耗問題，其消耗僅次于氨原料的第二大費(fèi)用，因而各種回收方法相繼產(chǎn)生。據(jù)US4511539專利公開的回收方法，采用機(jī)械方法，從氣流中捕集金屬微粒，其回收率僅為鉑損耗的20%左右，并且增加了系統(tǒng)阻力，影響硝酸產(chǎn)量。另據(jù)US4412859，US4526614、US2559787等專利公開的回收方法，均采用鈀及其鈀合金在氨氧化過程中回收鉑催化劑，其中有鈀金合金、鈀金釕合金、鈀鎳合金等，用其編織成網(wǎng)或無序地粘合成一體，以捕集鉑、銠。采用這種方法回收的鉑回收率為40～60%。
本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步提高鉑的回收率，降低成本。在硝酸制造過程中，鉑、銠是以氧化物的蒸氣存在于氨氧化爐中的，根據(jù)鈀及其合金具有在含鉑氣流中回收鉑，以及鉑的含量越高回收能力越強(qiáng)的特點(diǎn)，以鈀為基本元素，加入適量的微量元素形成鈀合金。加入微量元素的主要目的在于提高合金在高溫下的機(jī)械性能，而又不降低回收鉑的能力，同時(shí)降低回收成本。
本發(fā)明是由以下方案實(shí)現(xiàn)的在氨氧化爐中催化網(wǎng)的下方緊放置一個(gè)由回收網(wǎng)、隔離網(wǎng)、支撐網(wǎng)組成的回收裝置，其中回收網(wǎng)的制作工藝是在鈀元素中加入0～0.2%的鈰元素，成為鈀鈰合金，此合金經(jīng)熔煉加工成直徑為0.04～0.5mm的絲材，然后，經(jīng)過連續(xù)退火使其抗拉強(qiáng)度及延伸率達(dá)到織網(wǎng)要求，編織成30～100目的回收網(wǎng)，隔離網(wǎng)和支撐網(wǎng)的材料則采用絲徑為0.3～0.5mm的耐熱不銹鋼絲材，編織成15～24目的網(wǎng)，各層網(wǎng)之間的間距小于5mm，其網(wǎng)的放置順序是隔離網(wǎng)-回收網(wǎng)-隔離網(wǎng)-回收網(wǎng)-支撐網(wǎng)，兩層回收網(wǎng)呈90°交叉疊放，三層隔離，支撐網(wǎng)呈120°交叉疊放。當(dāng)氨氧化爐的溫度不斷升高時(shí)，固態(tài)二氧化鉑(PtO2)、二氧化銠(RhO2)由固態(tài)直接變成氣態(tài)，鉑催化網(wǎng)上的鉑不斷以二氧化鉑，二氧化銠氣體從網(wǎng)上揮發(fā)，定向地向回收網(wǎng)上擴(kuò)散并被回收網(wǎng)表面吸附(物理吸附)，被吸附的二氧化鉑、二氧化銠不是以固態(tài)的二氧化鉑、二氧化銠沉積下來，而是在回收網(wǎng)表面上離解成鉑和銠。經(jīng)能普曲線分析得知，鉑是以金屬狀態(tài)沉積在回收網(wǎng)上。沉積的鉑、銠固溶于鈀中，形成鈀-鉑-銠固溶體隨后，鉑、銠與鈀之間迅速進(jìn)行雙擴(kuò)散，使整個(gè)回收網(wǎng)上均布滿鉑、銠金屬。
利用本發(fā)明回收鉑族金屬的回收率為67.18%。比美國專利文獻(xiàn)發(fā)表的鉑回收率提高27.18～7.18%。采用本發(fā)明回收鉑族金屬能更好地支撐保護(hù)鉑催化網(wǎng)，并可以省去在托網(wǎng)架上安放石英管的工序。這樣即節(jié)省了安裝鉑催化網(wǎng)的時(shí)間，又節(jié)省了石英管及固定石英管所用的鉑絲的費(fèi)用試驗(yàn)條件及設(shè)備試驗(yàn)在直硝氨氧化爐上進(jìn)行，氨氧化爐主要工藝參數(shù)為進(jìn)入氨氧化爐的混合氣壓力26.7KPa進(jìn)入氨氧化爐的氨氣量＜1500M3/h
混合氣中氨含量11.5～12.5%混合氣中氧含量18～26%氨氧化爐燃氨強(qiáng)度600～800KgNH3/日米2氨氧化率95%氨氧化爐操作溫度780～860℃鉑催化網(wǎng)成份Pt-Rh-Pd3.5-4-余量將回收裝置組合成一體，安放在鉑催化網(wǎng)下方，托網(wǎng)架之上，經(jīng)過226天的回收期，其回收結(jié)果為實(shí)際回收時(shí)間226天，催化網(wǎng)鉑耗量2730.9克，回收網(wǎng)增重量1642.9克，增重量/鉑耗量60.16%，鉑回收量1834.55克，鉑回收量/鉑耗量67.18%。還回收了少量的銠。
權(quán)利要求
1.一種鉑催化劑的回收方法，其特征在于，含0～0.2%鈰的鈀鈰合金，經(jīng)熔煉加工成絲材，再經(jīng)退火后編織成回收網(wǎng)，用不銹鋼絲材編織成隔離網(wǎng)和支撐網(wǎng)，各網(wǎng)相互間以不大于5mm的間距順序排列，構(gòu)成一整體，并且緊放在氨氧化爐鉑催化網(wǎng)下方、托網(wǎng)架之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收方法，其特征在于，回收網(wǎng)呈90°放置，隔離、支撐網(wǎng)呈120°放置，其各網(wǎng)放置順序?yàn)楦綦x網(wǎng)-回收網(wǎng)-隔離網(wǎng)-回收網(wǎng)-支撐網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在硝酸制造中鉑催化劑的回收方法，此方法是在氨氧化爐的鉑催化網(wǎng)下方緊放置一個(gè)回收裝置，此回收裝置是由回收網(wǎng)、隔離網(wǎng)、支承網(wǎng)組成，回收網(wǎng)由鈀鈰合金編織，隔離網(wǎng)、支承網(wǎng)由不銹鋼絲編織，各網(wǎng)間以很小的間距順序排列。鉑回收率可達(dá)67.18％，同時(shí)，還可回收到少量的銠。
文檔編號C22B11/00GK1036189SQ8910217
公開日1989年10月11日 申請日期1989年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月15日
發(fā)明者高立鈞, 馬德良, 劉恩政, 張文彬, 莊煥龍, 胡占梁, 孫亞紅 申請人:航空航天工業(yè)部第六二一研究所