废旧含铂催化剂Pt_γ-Al2O3中铂的提取.pdf

改进以氧化铝为载体含铂旧催化剂的回收方法 用硫酸溶解氧化铝载体时加入硫酸铵生成硫酸铝铵复盐铂的富集渣用王水溶解后与氯化钾反应制备的粗氯铂酸钾与亚硝酸钾反应生成四亚硝基合铂酸钾溶液调节溶液 水解除去杂质然后四亚硝基合铂酸钾与盐酸和过氧化氢溶液反应生成氯铂酸钾还原后得到铂单质 提纯后得到纯度大于 的铂直收率大于 适合工业化生产关键词:三废处理与综合利用废旧含铂催化剂铂提取提纯:/中图分类号:文献标识码:文章编号:()/():/()()()():/:()石油化工领域使用的含铂催化剂铂含量很低质量分数通常为 载体为 由于铂含量极低贵金属的富集工艺尤为重要目前采用的富集方法是火法和湿法工艺 火法工艺由于耗能大设备专业化高特别是会产生大量的废固需要处理限制了其使用范围 湿法工艺主要是用酸或碱将氧化铝溶解但由于氧化铝溶液易形成胶体而且铂主要以纳米级颗粒形式存在过滤时容易穿滤损耗很大铂的收率不是很理想铂的提纯工业上普遍采用氯铂酸铵反复溶解的 年第 期王庆琨:废旧含铂催化剂/中铂的提取 方法 但该法操作周期长每次沉淀都需要进行冗长的赶硝操作而且多次沉淀会造成产品直收率低 由于每次沉淀的氯铂酸铵晶粒大小不同造成王水溶解时间不同难以确定每批次生产时间同时在反应过程中会生成大量氮氧化物恶化操作环境其他的如氧化水解法、还原溶解 氧化沉淀法等主要用于小批量高纯铂的提纯对于废旧含铂催化剂/本文采用硫酸溶解氧化铝载体时加入硫酸铵生成硫酸铝铵复盐的形式改善富集工艺氯铂酸钾与亚硝酸钾反应生成二价铂稳定的亚硝酸化合物溶液再加入氧化剂生成不溶于水的四价铂化合物提纯铂 实验部分 试剂与仪器硫酸铵工业纯鲁西化工集团股份有限公司氯化钾工业纯鲁汇化工科技有限公司盐酸工业纯和分析纯、硝酸工业纯南京盛庆和化工有限公司亚硝酸钾工业纯永大化学试剂有限公司氢氧化钠分析纯默尔莫化工有限公司过氧化氢溶液和胜化工有限公司水合肼雄大化工有限公司 搪瓷反应釜、搪瓷反应釜、四氟乙烯反应釜江苏工搪化工设备有限公司循环水式真空泵郑州科达机械仪器设备有限公司 工艺流程 的/催化剂(铂质量分数)加入 的硫酸溶解后加入 硫酸铵微沸约 静置过滤得到含铂的富集渣将得到的富集渣先用适量王水溶解然后加入氯化钾过滤干燥得到 粗氯铂酸钾将粗氯铂酸钾用水浆化后加入 亚硝酸钾煮沸()过滤除去不溶物得到浅黄色溶液用氢氧化钠溶液调节 静置过夜自然过滤 将得到的溶液加入 盐酸(分析纯 )煮沸()后加入 过氧化氢溶液室温反应()后煮沸约 冷却将得到的提纯后的氯铂酸钾过滤用水合肼还原得到 铂纯度大于 直收率大于 结果与讨论 加入硫酸铵对反应的影响用硫酸溶解氧化铝载体时会形成胶体为后续的处理增加了难度加入硫酸铵后硫酸铵与硫酸铝反应生成硫酸铝铵复盐破坏了胶体的形成保证后续工作的顺利进行 反应条件的影响通过实验发现亚硝酸钾用量、水解 值和过氧化氢溶液用量是影响反应结果的主要因素 亚硝酸钾用量使用亚硝酸钾的目的是将不溶的四价铂化合物氯铂酸钾转化为可溶性的二价铂化合物同时亚硝酸根离子取代氯离子与铂配位生成更加稳定的四亚硝基合铂酸钾避免在后续提纯工艺中可能存在的二价铂的氯化物容易水解析出的问题 在其他条件相同的情况下分别加入物质的量为氯铂酸钾、和 倍的亚硝酸钾通过分析不溶物中的铂残留判断四价铂转换二价铂的效果结果见表 从表 可以看出当()()大于 时不溶物中铂残留差别不大不溶解的氯铂酸钾几乎都转变为可溶解的四亚硝基合铂酸钾进入到溶液中但是()()超过 时铂的残留会略增加主要是由于大量使用亚硝酸钾造成溶液中无机盐增多使溶液黏度变大过滤时不溶物包裹一些铂溶液增加了洗涤除去铂溶液的难度因此亚硝酸钠用量不宜超过氯铂酸钾物质的量的 倍表 亚硝酸钠用量对反应结果的影响 ()()不溶物中的铂残留/值物料中的杂质主要是其他一些可溶性的贱金属化合物及无机盐这些杂质随着反应的进行与四亚硝基合铂酸钾一起进入到溶液中将它们除去才能达到提纯铂的目的 通常采用调节 值使贱金属水解为不溶性氢氧化物从含铂溶液中沉淀出来氯 工 业 催 化 年第 期铂酸钾与亚硝酸钾反应后溶液的 不能保证贱金属全部水解采用氢氧化钠调节 值分别为、和 结果见表 从 结果可以看出 时贱金属残留较少当 值大于 时部分贱金属的残留开始变大这主要是部分两性氢氧化物开始返溶因此生产中适宜的 既能保证贱金属有效除去又可避免两性金属离子重新返溶同时也降低了操作难度表 值对反应结果的影响 贱金属残留/后直收率变化不大因此在生产时过氧化氢的使用量不能小于粗氯铂酸钾质量的 倍表 过氧化氢溶液用量对反应结果的影响 ()()直收率/采用优化的工艺条件即亚硝酸钠用量为粗氯铂酸钾物质的量的 倍、水解 、过氧化氢溶液用量不少于粗氯铂酸钾质量的 时进行了三批试生产结果见表 试生产表明该工艺对反应条件与操作要求不高而且除了粗氯铂酸钾沉淀外其他步骤均不需要赶硝缩短了生产周期表 三批试生产结果 生产批次第一批第二批第三批纯度/直收率/结 论改进以氧化铝为载体含铂旧催化剂的回收方法用硫酸溶解氧化铝时在硫酸铝溶液中加入硫酸铵后生成硫酸铝铵复盐能避免胶体的形成 该工艺反应温和对反应条件与操作要求不高而且除了粗氯铂酸钾沉淀外其他步骤均不需要赶硝缩短了生产周期提纯后得到的产品纯度大于 产品直收率大于 适合工业化生产参考文献:刘时杰 铂族金属冶金学 长沙:中南大学出版社 余建民贵金属分离与精炼工艺学 北京:化学工业出版社 谭庆麟铂族金属性质冶金材料应用 北京:冶金工业出版社 黎鼎鑫贵金属提炼与精炼 长沙:中南工业大学出版社