一种失效Pt/Al2O3催化剂综合回收铂和铝的方法

本发明涉及一种失效pt/al2o3催化剂综合回收铂和铝的方法，属于湿法炼铂技术领域。

背景技术：

石油化工工业中，85％以上产品的生产需要催化剂，催化剂中又有50％以上与铂族金属有关，石油化工行业的催化剂约占铂总消费量的7％左右，失效催化剂量也不断增大，失效催化剂中含有一定量的有价金属铂与铝，是典型的含铂二次资源，具有较高的经济价值。

目前，国内外研究主要集中在如何高效溶解铂，同时减少载体溶解和试剂消耗，实现铂与载体高效分离。废催化剂回收的方法主要分为火法工艺和湿法工艺。但火法处理的种类单一且能耗高，所以目前工业上主要采用湿法处理技术。其中包括溶解载体法、全溶解法以及溶解活性组分法。

载体溶解法是指利用载体的可溶性使之溶解进入溶液，而活性组分铂富集在浸出渣中的方法。当载体为al2o3时，由于其为两性氧化物可采用酸或碱处理，所以载体溶解法又分为酸溶、碱溶及联合法。例如高温碱溶法也是溶解载体的一种，在高温状态下借助碱将al2o3进行熔融，生成一种可溶于水的新物质naalo2。铂在反应过程中不会溶解，因此可以实现铂金属的分离与富集。载体溶解法处理费用低、铂回收率高、铝可以多种形式回收，但也存在一些不足，铂富集程度因载体性质差异波动大，载体溶解同时，铂也有少量的溶解，必须加以回收。

全溶法是指利用较强的浸出酸度与氧化气氛，将失效催化剂载体与活性组分铂全部转入溶液中，溶解过程主要是al2o3的溶解及铂的氧化反应，然后将溶液中的活性组分铂进行离子交换分离提纯处理。交换过程主要是溶液中的铂络合离子与树脂发生交换反应，其他离子不被树脂吸附而进入尾液流出。全溶解法操作简单，工艺流程简短，设备容易解决，但是也存在酸耗较高、过滤难度大、部分样品渣量大且铂的回收率低。

活性组分溶解法是指将铂溶解在浸出液中，而大部分载体不参与反应，残留于渣中的方法。即该方法载体不溶，仅选择性溶出铂。在氧化铝的各种晶型中，只有α-al2o3不溶于酸，一般是通过高温焙烧的方法将基体转化为酸不溶晶型，而后氯化浸出铂，再用阴离子交换树脂、溶剂萃取或金属置换等方法富集含铂溶液中的铂。其工艺流程较短，试剂消耗少，但是浸出渣中铂含量较高需进一步处理。

故，目前并没有失效氧化铝载体催化剂中金属铂的富集和铝高效回收的方法。

技术实现要素：

本发明针对现有技术失效氧化铝载体催化剂中金属铂的富集和铝高效回收的问题，提供一种失效pt/al2o3催化剂综合回收铂和铝的方法，本发明根据失效氧化铝载体催化剂自身具有的成分复杂、品位较低的特点，采用加压碱溶，含铂浸出渣精炼提纯的方法处理失效pt/al2o3催化剂，实现了失效催化剂中有价金属铝和铂的高效分离与富集，其适应物料范围广、溶解载体效果好、富集渣中铂族金属含量高。

一种失效pt/al2o3催化剂综合回收铂和铝的方法，具体步骤如下：

(1)将失效pt/al2o3催化剂细磨筛分得到催化剂粉末；

(2)将步骤(1)催化剂粉末加入到氢氧化钠溶液中，在高压反应釜中进行高温高压浸出，固液分离，得到含铂不溶渣和含铝溶液；

(3)将步骤(2)中的含铂不溶渣采用相吸附，得到含铂富集渣；

(4)将步骤(3)含铂富集渣经过精炼得到铂金属；

(5)将步骤(2)含铝溶液通入过量co2，使偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀；

(6)步骤(5)氢氧化铝沉淀经煅烧得到金属氧化铝。

所述步骤(1)催化剂粉末的粒径为60～100目，催化剂中金属铂的粒径为50～200nm。

所述步骤(2)氢氧化钠溶液的浓度为200～260g/l，高压釜中温度为180～220℃、压力为0.80～1.92mpa。

所述失效催化剂与氢氧化钠溶液的固液比g:ml为1:3～1:7，高温高压浸出时间为1～3h。

所述步骤(3)固相吸附材料为离子液体修饰的磁性纳米粒子。

进一步的，所述离子液体为质量百分比为20～30％的(nh4)2so4溶液；离子液体修饰的磁性纳米粒子对铂具有选择性吸附功能。

本发明的有益效果是：

(1)本发明加压碱溶法处理失效氧化铝催化剂，氧化铝载体溶解效果好，铂富集倍数高；

(2)本发明加压碱溶法无需对原料进行焙烧预处理，实现了失效氧化铝催化剂中铂族金属的高效分离与提取，固相吸附再次富集铂的含量，有利于后续铂的提纯精炼；

(3)本发明对于传统湿法处理的废液问题，采用回收滤液工艺，减少废液排放，实现铝资源的回收。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1：本实施例选取云南某贵金属回收企业提供的失效石油重整催化剂，其成分含al2o389.97％、fe2o32.86％、moo31.74％、cl1.72％、pt0.27％、sio20.97％、其他2.92％(见表1)；

表1云南某贵金属回收企业提供的失效石油重整催化剂成分分析

一种失效pt/al2o3催化剂综合回收铂和铝的方法(见图1)，具体步骤如下：

(1)将失效pt/al2o3催化剂细磨，过60目筛得到催化剂粉末；其中催化剂粉末中金属铂的粒径为50～200nm；

(2)将步骤(1)催化剂粉末加入到高压反应釜中，混合氢氧化钠溶液，在温度为180℃、压力为0.80mpa下进行高温高压浸出，然后进行过滤分离得到含铂不溶渣和含铝溶液；其中失效催化剂与氢氧化钠溶液的固液比g:ml为1:3，氢氧化钠溶液浓度为200g/l，高温高压浸出时间为1h；

(3)取样分析步骤(2)含铂不溶渣中铂的含量，结果显示铂的含量为18.27％，固相吸附富集铂得到含铂富集渣；其中固相吸附材料为离子液体(质量百分比为20％的(nh4)2so4溶液)修饰的磁性纳米粒子，离子液体修饰的磁性纳米粒子对铂具有选择性吸附功能；含铂富集渣中铂的含量为36.13％；

(4)步骤(3)含铂富集渣经精炼得到铂金属，实现铂的回收；

(5)取样分析步骤(2)滤液中al2o3的溶出率，滤液中al2o3的溶出率为94.62％，通入过量co2使偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀；

(6)步骤(5)氢氧化铝沉淀经煅烧得到金属氧化铝，金属氧化铝的纯度为98.33％，实现铝的回收。

实施例2：本实施例选取贵州某公司失效含铂催化剂，其成分含al2o388.31％、sio23.48％、fe2o32.12％、c1.94％、cl1.56％、pt0.35％、其他2.24％(见表2)；

表2贵州某公司的失效含铂催化剂成分分析

一种失效pt/al2o3催化剂综合回收铂和铝的方法(见图1)，具体步骤如下：

(1)失效pt/al2o3催化剂细磨，过80目筛得到催化剂粉末；其中催化剂粉末中金属铂的粒径为50～200nm；

(2)将步骤(1)催化剂粉末加入到高压反应釜中，加入氢氧化钠溶液，在温度为200℃、压力为1.20mpa下进行高温高压浸出，然后进行过滤分离得到含铂不溶渣和含铝容液；其中失效催化剂与氢氧化钠溶液的固液比g:ml为1:5，氢氧化钠溶液浓度为230g/l，高温高压浸出时间为2h；

(3)取样分析步骤(2)含铂不溶渣中铂的含量，结果显示铂的含量为20.65％，固相吸附富集铂得到含铂富集渣；其中固相吸附材料为离子液体(质量百分比为25％的(nh4)2so4溶液)修饰的磁性纳米粒子，离子液体修饰的磁性纳米粒子对铂具有选择性吸附功能；含铂富集渣中铂的含量为39.89％；

(4)步骤(3)含铂富集渣经精炼得到铂金属，实现铂的回收；

(5)取样分析步骤(2)滤液中al2o3的溶出率，滤液中al2o3的溶出率为99.21％，通入过量co2使偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀；

(6)步骤(5)氢氧化铝沉淀经煅烧得到金属氧化铝，金属氧化铝的纯度为98.90％，实现铝的回收。

实施例3：本实施例选取四川某石油公司铝基催化剂，其成分含al2o390.52％、sio23.95％、fe2o31.62％、cl1.26％、c1.14％、pt0.32％、其他1.19％(见表3)；

表3四川某石油公司铝基催化剂成分分析

一种失效pt/al2o3催化剂综合回收铂和铝的方法(见图1)，具体步骤如下：

(1)失效pt/al2o3催化剂细磨，过100目筛得到催化剂粉末；其中催化剂粉末中金属铂的粒径为50～200nm；

(2)将步骤(1)催化剂粉末加入到高压反应釜中，加入氢氧化钠溶液，在温度为220℃、压力为1.92mpa下进行高温高压浸出，然后进行过滤分离，得到含铂不溶渣和含铝溶液；其中失效催化剂与氢氧化钠溶液的固液比g:ml为1:7，氢氧化钠溶液浓度为260g/l，高温高压浸出时间为3h；

(3)取样分析步骤(2)含铂不溶渣中铂的含量，结果显示铂的含量为21.13％，固相吸附富集铂得到含铂富集渣；其中固相吸附材料为离子液体(质量百分比为30％的(nh4)2so4溶液)修饰的磁性纳米粒子，离子液体修饰的磁性纳米粒子对铂具有选择性吸附功能；含铂富集渣种铂的含量为40.62％；

(4)步骤(3)含铂富集渣经精炼得到铂金属，实现铂的回收；

(5)取样分析步骤(2)滤液中al2o3的溶出率，滤液中al2o3的溶出率为99.57％，通入过量co2使偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀；

(6)步骤(5)氢氧化铝沉淀经煅烧得到金属氧化铝，金属氧化铝的纯度为99.68％，实现铝的回收。

上面对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。