2.1、还原剂种类对钯浸出率的影响
选用还原剂甲酸(浓度为80%),水合肼(浓度为88%),另外一组为不加还原剂的空白实验,还原剂用量为甲酸30毫升、水合肼30毫升。研究结果如表2所示。
由表2可知,在无还原剂条件下,钯的浸出率只有53.12%;增加还原流程后,浸出率有了显著的提高,甲酸和联氨·水还原后,钯的浸出率分别为91.04%和97.09%,二者都有较好的还原效果,但考虑到甲酸为酸性介质,过滤困难,因此,水合肼作为还原剂是较优的选择。
2.2、还原剂用量对钯浸出率的影响
选用联氨·水为还原剂,在相同实验条件下,加入不同剂量的还原剂还原后氯化浸出,研究结果如图4所示。
由图4可知,相同还原体系下,还原剂用量为20毫升时,浸出率最高达96.90%;还原剂用量在25-35毫升时,浸出率基本在97%以上,且钯浸出率变化不大,考虑到实际应用时试剂成本的控制,选择适宜的还原剂用量为30毫升,即4.4摩尔/升。
3、氯化浸出条件对钯浸出率的影响
3.1、盐酸浓度对钯浸出率的影响
废催化剂还原后,用不同浓度的盐酸进行系列浸出实验,实验结果如图5所示。
由图5可知,盐酸浓度低于4摩尔/升时,浸出率最高为93.36%;盐酸浓度在5和6摩尔/升时,浸出率显著增加,分别为96.21%和96.15%,根据研究结果,在浸出过程中,盐酸的浓度采用5摩尔/升。
3.2、助浸剂种类对钯浸出率的影响
(1)助浸剂作用机理钯溶解为氯化物溶液的标准还原电位为:
理论上,欲使钯在盐酸介质中生成二阶四氯化钯阴离子,则需要有一种还原电位大于0.59伏的氧化剂(即助浸剂)存在。氯酸钠和过氧化氢的标准还原电位如下为:
两者还原电位均大于0.59伏,因此,氯酸钠和双氧水均可以作为氯化浸出的助浸剂,其作用是能促进钯在盐酸介质下选择性溶解。
(2)助浸剂种类对钯浸出率的影响
选用不同的助浸剂对相同实验条件下的废催化剂进行浸出实验,研究结果如表3所示。
由表3可知,575度条件下,助浸剂为氯酸钠的98.71%的钯浸出率比过氧化氢的97.09%要高;同样,600度条件下,助浸剂为氯酸钠的钯浸出率比过氧化氢的要高。因此,氯酸钠(0.30克),用量为2.5,比过氧化氢(25毫升)作为助浸剂的钯的浸出效果好,实验采用氯酸钠作为氯化浸出的助浸剂。
氯化法对废钯/氧化铝催化剂中的钯进行回收,采用焙烧-还原-氯化浸出的工艺流程,实验研究表明,适宜的焙烧条件为:焙烧温度575度,焙烧时间2小时;适宜的还原条件为:还原剂为水合肼(联氨·水),用量为4.4摩尔/升;适宜的浸出条件为:盐酸浓度5摩尔/升,助浸剂为氯酸钠,用量2.5克/升。在此实验条件下,钯的浸出率达到了98.71%。