2、湿法富集工艺
湿法富集工艺包括预处理、溶浸和提取提纯过程。
2.1、预处理
根据不同种类催化剂的物理化学性质,采用相应的预处理措施,如细磨、焙烧、溶浸打开包裹等,可提高铂的浸出率。
2.2、溶浸
溶浸是使废催化剂中载体与铂分离的重要步骤之一,常用的方法有载体溶解法、活性组分溶解法和全溶法3种。
2.2.1、载体溶解法
溶解载体法是利用γ-三氧化二铝。的可溶性,用盐酸或硫酸使之溶解,而铂留于不溶渣中,然后用王水或盐酸加氧化剂(如硝酸,氯酸钠,次氯酸钠,氯等)溶解铂。虽然回收率有一定提高,但操作过程复杂,对设备要求较高,且操作中固液分离比较困难。
Lee利用硫酸溶解法从废石油催化剂中回收铂。硫酸具有沸点高、挥发性小、与氧化铝作用能力强等优点,但当硫酸质量分数小于57%时铂不溶解,全部富集在渣中;若质量分数增大,铂开始进入溶液。因此,选择适宜的硫酸浓度是该工艺的技术关键,一般选择硫酸的浓度为6.0摩尔/升。
2.2.2、活性组分溶解法
选择特殊溶剂将铂溶出而载体不溶,再从溶液中提取铂。首先高温焙烧,除掉废催化剂表面吸附的有机物与表面积炭,溶解废催化剂中的铂。该法的优点是三氧化二铝载体不被破坏,可重复使用;缺点是铂溶解不彻底,回收率较低。
朱书全、张正红等进行了氯酸钠法从废氧化铝/铂催化剂中提取铂的研究。将废铂催化剂经高温处理,除去含有的硫和碳,加入盐酸溶液和氯酸钠溶液。氧化浸出过程中,氧化剂氯酸钠的用量是个关键因素,加入量少,则反应速度慢、浸出率低;加入量多,则反应速度快、浸出率高。但氯酸钠的加入量过多会影响后续处理,并增加生产成本。此外,氯酸钠的质量浓度为2.5克/升时即可得到满意的浸出率。
2.2.3、全溶解法
全溶解法是在氧化剂存在下,用一种或两种酸混合,将废催化剂的载体与活性组分同时溶解转入溶液,然后再从溶液中提取出铂的方法。全溶解法可保证铂的高回收率,但酸耗大,处理成本高,而且与载体溶解法一样,只适合于处理载体为γ-三氧化二铝的催化剂。
赵义云等采用盐酸全溶工艺溶解铂/氧化铝催化剂,滤去不溶渣后进行提纯处理。为避免废催化剂中积炭对铂的吸附,溶解前需经高温处理,除去表面积炭及吸附有机物。
冒风章采用混合酸为溶剂,过氧化氢为氧化剂对铂/氧化铝催化剂进行全溶解。
李耀威等考察了盐酸-硫酸-氯酸钠体系在浸出废汽车催化剂中铂的过程中,盐酸浓度、硫酸浓度、氯酸钠浓度、反应时间及浸出温度等对浸出率的影响。实验结果表明,采用4摩尔/升盐酸,6摩尔/升硫酸,0.3摩尔/升氯酸钠,在95度下反应2小时,铂的浸出率可达97%。
傅建国采用焙烧、盐酸浸出的方法处理任何以三氧化二铝。为载体的含铂废催化剂。该工艺先焙烧以除去废重整催化剂表面的有机物或积炭,焙烧后的废重整催化剂在浸出釜内用盐酸先浸出铝,再加入适量氧化剂溶解铂,生成三氯化铝与氯铂酸混合溶液。反应后段加入少量氯酸钠,保证铂以二阶六氯化铂阴离子的形式存在。该工艺新颖、易于工业化、铂回收率高,产品纯度也高,并能综合回收铝。
黄燕飞采用空气-盐酸介质浸出法回收废铂催化剂中的铂。废催化剂过筛后放人溶有氧的盐酸中,在加热搅拌条件下,铂与氯离子在其表面生成不溶于水的络合物,附于载体表面。该络合物能进一步与盐酸作用,铂以四氯铂酸进入溶液中,而大部分载体以氯化铝的形式进入溶液。