从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法与流程

文档序号:23655362发布日期:2021-01-15 13:52阅读:273来源:国知局

本发明涉及废物资源化贵金属提取技术领域,特别是涉及一种从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法。



背景技术:

随着科技的进步和环境法规的日臻完善,贵金属已不仅限于制造装饰品和在经济金融上发挥作用,而且已应用于工业生产过程中。贵金属可以接收许多不同种类的配合物形成特殊的空间结构,因而在石油化工过程所用的催化剂方面得到了广泛的应用。

钯、铂等贵金属由于其特殊的电化学性能和优异的催化性能,在各个领域有着重要的不可替代的作用。然而,我国贵金属资源比较匮乏,价格十分昂贵,而国内需求逐年增加。同时,每年我国都有大量含有贵金属的废料生产出来。因此,对贵金属二次资源回收利用的意义非常重大。

均相贵金属催化剂在使用过程中与产物出于同相,通常使用蒸馏的方式蒸去产物,剩余部分随着蒸馏次数增加形成焦油状物质,即失活贵金属催化剂。传统的从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法为:使用焚烧的方法进行回收。然而,焚烧过程中贵金属的有机络合物可能会升华,导致贵金属的回收率比较低。



技术实现要素:

基于此,有必要针对如何提高贵金属的回收率的问题,提供一种从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法。

一种从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法,包括如下步骤:

将失活贵金属催化剂溶解于非极性溶剂中,得到第一溶液;

向所述第一溶液中加入氧化剂,以将所述第一溶液调节为碱性溶液,充分反应之后得到第二溶液;以及

向所述第二溶液中加入还原剂的水溶液,充分反应之后分液并保留水相,对所述水相进行蒸发结晶之后得到贵金属。

上述从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法,工艺简单,不需要进行焚烧处理,避免了传统回收方法中因焚烧导致的贵金属的有机络合物升华,因而能够提高贵金属的回收率。

在其中一个实施例中,所述非极性溶剂选自芳香族溶剂、脂肪烃溶剂与卤代脂肪烃溶剂中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述第一溶液中,所述失活贵金属催化剂中贵金属的含量为1g/l~100g/l。

在其中一个实施例中,所述氧化剂选自次氯酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐与臭氧中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述碱性溶液的ph值为7~10,且不为7。

在其中一个实施例中,充分反应之后得到第二溶液的操作中,维持反应温度为20℃~80℃,维持反应时间为2h~24h。

在其中一个实施例中,所述还原剂选自醇类还原剂、醛类还原剂与脂肪酸还原剂中的至少一种。

在其中一个实施例中,所述还原剂为乙醇。

在其中一个实施例中,充分反应之后分液并保留水相的操作中,维持反应时间为0.5h~48h。

在其中一个实施例中,还包括以下步骤:

对所述水相进行蒸发结晶之后,加入硫酸或者盐酸,充分反应之后得到贵金属的硫酸盐或者贵金属的盐酸盐。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法,包括如下步骤:

s10、将失活贵金属催化剂溶解于非极性溶剂中,得到第一溶液。

其中,本发明的失活贵金属催化剂为均相贵金属催化剂使用后所产生的废液,该废液是蒸馏产物多次后形成的含贵金属的焦油。例如可以为四(三苯基膦)钯(0)催化剂焦油、双(二亚苄基丙酮)钯(0)催化剂焦油、三甲基(甲基环戊二烯基)铂(iv)催化剂焦油、[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]氯化铂(ii)催化剂焦油、二碘(对伞花烃)钌(ii)二聚体催化剂焦油、氯(五甲基环戊二烯基)(环辛二烯)钌(ii)催化剂焦油、三(2-苯基吡啶)合铱铱催化剂焦油、甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体铱催化剂焦油、氢甲酰化铑催化剂焦油或者辛酸铑催化剂焦油等。

其中,失活贵金属催化剂中的贵金属可以为铂、钯、钌、铑、铱、金或者锇。

在其中一个实施例中,非极性溶剂选自芳香族溶剂、脂肪烃溶剂与卤代脂肪烃溶剂中的至少一种。这些种类的非极性溶剂能够充分溶解上述失活贵金属催化剂。优选地,非极性溶剂为二氯甲烷。

在其中一个实施例中,第一溶液中,失活贵金属催化剂中贵金属的含量为1g/l~100g/l。有利于后续反应。

优选地,第一溶液中,失活贵金属催化剂中贵金属的含量为10g/l~20g/l。

s20、向第一溶液中加入氧化剂,以将第一溶液调节为碱性溶液,充分反应之后得到第二溶液。

其中,氧化剂一方面能够调节溶液的ph值,将溶液调节为碱性溶液;另一方面,还能够提供一个氧化性的氛围,对失活贵金属催化剂中贵金属起到氧化作用。

在其中一个实施例中,氧化剂选自氯酸盐、次氯酸盐、亚氯酸盐与臭氧中的至少一种。这些种类的氧化剂与步骤s30中的还原剂配合使用,能够在溶液中形成稳定的动态的氧化和还原过程,有利于对贵金属的回收。

优选地,氧化剂选自氯酸钠、次氯酸钠与亚氯酸钠中的至少一种。

在其中一个实施例中,碱性溶液的ph值为7~10,且不为7。碱性溶液能够使氧化剂更稳定,有利于氧化剂对贵金属的氧化反应的进行。

在其中一个实施例中,充分反应之后得到第二溶液的操作中,维持反应温度为20℃~80℃,维持反应时间为2h~24h。此时,能够使氧化剂与失活贵金属催化剂充分反应。需要说明的是,为了使反应充分进行,反应过程中可以采用持续搅拌的方式。

s30、向第二溶液中加入还原剂的水溶液,充分反应之后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶之后得到贵金属。

其中,还原剂用于还原步骤s20得到的贵金属,并能够与氧化剂配合在溶液中形成稳定的动态的氧化和还原过程。还原剂可以与水进行任意比例的混合。

充分反应之后,贵金属离子与失活贵金属催化剂中的有机物分离,贵金属离子进入到水相中,达到分液的目的。

在其中一个实施例中,还原剂选自醇类还原剂、醛类还原剂与脂肪酸还原剂中的至少一种。这些种类的还原剂与步骤s20中的氧化剂配合使用,能够在溶液中形成稳定的动态的氧化和还原过程,有利于对贵金属的回收。

在其中一个实施例中,还原剂为乙醇。乙醇的碳原子为两个,还原性较强,有利于提高还原反应的效率。

在其中一个实施例中,充分反应之后分液并保留水相的操作中,维持反应时间为0.5h~48h。需要说明的是,为了使反应充分进行,反应过程中可以采用持续搅拌的方式。

在其中一个实施例中,还包括以下步骤:

对水相进行蒸发结晶之后,加入硫酸或者盐酸,充分反应之后得到贵金属的硫酸盐或者贵金属的盐酸盐。这样可以直接用于催化剂的制备。

上述从失活贵金属催化剂中回收贵金属的方法,工艺简单,不需要进行焚烧处理,避免了传统回收方法中因焚烧导致的贵金属的有机络合物升华,因而能够提高贵金属的回收率。

参照上述实施内容,为了使得本申请的技术方案更加具体清楚、易于理解,现对本申请技术方案进行举例,但是需要说明的是,本申请所要保护的内容不限于以下实施例1~实施例14。

实施例1

将10升钯含量为10wt%的四(三苯基膦)钯(0)催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,钯的含量为10g/l。

向第一溶液中加入7.8kg次氯酸钠,维持反应温度为70℃,搅拌10小时,得到第二溶液。

向第二溶液中加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸钯2462克,回收率为98%。

实施例2

将10升钯含量为10wt%的双(二亚苄基丙酮)钯(0)催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,钯的含量为10g/l。

向第一溶液中加入8kg次氯酸钠,维持反应温度为80℃,搅拌2小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸钯2448克,回收率为97%。

实施例3

将10升铂含量为10wt%的三甲基(甲基环戊二烯基)铂(iv)催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,铂的含量为10g/l。

向第一溶液中加入7.8kg次氯酸钠,维持反应温度为70℃,搅拌10小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸铂1861克,回收率为98%。

实施例4

将10升铂含量为10wt%的[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]氯化铂(ii)催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,铂的含量为10g/l。

向第一溶液中加入8kg次氯酸钠,维持反应温度为加热80℃,搅拌2小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸铂1848克,回收率为97%。

实施例5

将10升钌含量为10wt%的二碘(对伞花烃)钌(ii)二聚体催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,钌的含量为10g/l。

向第一溶液中加入7.8kg次氯酸钠,维持反应温度为70℃,搅拌10小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸钌2391克,回收率为98%。

实施例6

将10升钌含量为10wt%的氯(五甲基环戊二烯基)(环辛二烯)钌(ii)催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,钌的含量为10g/l。

向第一溶液中加入8kg次氯酸钠,维持反应温度为80℃,搅拌2小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸钌2347克,回收率为97%。

实施例7

将10升铱含量为10wt%的三(2-苯基吡啶)合铱催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,铱的含量为10g/l。

向第一溶液中加入7.8kg次氯酸钠,维持反应温度为70℃,搅拌10小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸铱2492克,回收率为98%。

实施例8

将10升铱含量为10wt%的甲氧基(环辛二烯)合铱二聚体催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,铱的含量为10g/l。

向第一溶液中加入8kg次氯酸钠,维持反应温度为80℃,搅拌2小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸铱2271克,回收率为97%。

实施例9

将10升铑含量为10wt%的氢甲酰化铑催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,铑的含量为10g/l。

向第一溶液中加入7.8kg次氯酸钠,维持反应温度为70℃,搅拌10小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸铑2261克,回收率为98%。

实施例10

将10升铑含量为10wt%的辛酸铑催化剂焦油加入二氯甲烷溶解,得到第一溶液。第一溶液中,铑的含量为10g/l。

向第一溶液中加入8kg次氯酸钠,维持反应温度为80℃,搅拌2小时,得到第二溶液。

向第二溶液加入10l乙醇水溶液(乙醇的质量分数为1%),搅拌2小时后分液并保留水相,对水相进行蒸发结晶,之后加入20l浓硫酸(硫酸的质量分数为98%),得到硫酸铑2248克,回收率为97%。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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