Precious Metals 1996, 17(2) 从失效催化剂中回收铂的工艺 孙萼庭(贵金属研究所,昆明650221) 摘要本文对R-32和I-5的二种催化剂(含Pt≈0.3%)回收铂的工艺进行了实验室研 究。采用高温焙烧—盐酸+氧化剂浸出-溶剂萃取铂新工艺。一次浸出作业可使废渣含P 降至50g/t以下,用N23s萃取代替现行的锌粉置换,铂回收率可提高1%以上;用水解 法精制后,可获得99.98%铂产品,实收率97%以上。 主题词废催化剂,铂,回收,浸出,焙烧,溶剂萃取,N235 分类号TQ·4268,TQ138·26 Process for Platinum Recovery from wasted Catalysts (Institute of Precious Metals, Kunming 650221 Abstract A new recovery process of platinum from two kinds of wasted catalysts by using high temperature roasting-HCI leaching with an oxidant-solvent extraction has been e perimented at lab. by one stage of leaching. The content of Pt in the residues is less than 50g/t Pt recovery effeciency can be enhanced above 1% by n23sextraction in place of Zn replacement method. 99.98%Pt products can be obtained by hydrolysis refining and the re covery can be up to above 97% Subject words Wasted catalyst, Platinum, Recovery, Leaching, Roasting, Solvent extrac tion, N R-32和I-5催化剂含Pt≈0.3%,使用4年后产出失效催化剂。可将回收的铂制造新的催化 剂使用。石油重整催化剂R-32和二甲苯异构化催化剂I5均为圆颗粒,中2~3mm,前者含可挥 发物10.5%,经1150℃高温焙烧后含Pt0.315%;后者含可挥发物22%,经1l50℃高温焙烧后料 含Pt0.305%。两种催化剂的载体均为;Al2O3,其活性组份为吸附于载体表面的金属铂,铂粒子 尺寸较大,粒径500~1000A 图1和图2分别为I-5催化剂中不同Pt粒级百分数和铂粒子的电子显微图象,其中小黑点即 为铂粒。从图中可以看出,催化剂中的金属铂以微小的球形微粒存在 从失效催化剂中回收贵金属的方法颇多,大致可归纳为:湿法、火法和气相挥发法三种。根据 本物料的性质,作者采用高温焙烧和溶剂浸出的工艺流程,并借助于本所T-12催化剂回收铂的研 究成果和经验,以锌粉置换法从浸出液中精制铂,但锌粉大量消耗,且产生锌废液污染。故改用 N235萃取工艺,再用水解沉淀和氯化铵结晶法精制铂,可得到高质量的99.99%海绵铂,铂回收率 1995-06-—27收稿 c1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved
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>97%,其原则流程如下:废催化剂一高温焙烧一盐酸浸出一N23取一反菜一水解沉淀一氯化 铵结品一煅烧一洗涤一烘干一海绵铂产品 图F5僵化剂P粒径分布图 图25催化剂钩拉于的电于微片 (10000×) 熔烧使物料中可溶于盐酸的-AlO3转变为难溶的一Al2O3,应控制在略高于1150℃烧 温度过高会使金属铂微粒和氧化铝烧结,造成浸出时铂溶解率下降.如在1200℃焙烧2h,浸出渣 铂含>76g/t,铂浸出率只有97%,若在950℃培烧2h,铂浸出率也只有96%,浸出渣含 Pt>120g/t. 金属铂溶解为氯化物溶液的标准电位为 P+4CI—PC+2e 0.73V PC+2CI—PtC+2e 0.74v 欲使金属铂在盐酸介质中生成PC,则需要有一种还原电位大于074v的氧化剂存在,常见的几 种氧化剂的标准还原电位为 CIO,+6H+6e--CI+3H,O 145V HOCI+H+2e-CI+H,o 149v C1, (g)+2e-2CT+H, o H,O+2H+2e-2HO 1.77V BrO,+6H +6e--Br +3H,o L44v NO,+4H+3e-NO-+2H,O 096V 上述数据表明,所到几种氧化剂,均可以用来溶解铂。研充表明,王水溶解铂比较快速和完 全,铂浸出率大于98%,但是王水对设备的腐蚀和产生NO+NO2黄烟污染环境,不宦采用 作者研究了一种新的氧化剂—L氧化剂,其对铂的浸出效果与王水相当,但可改善操作条 件,减少废气污染,下表是在一定盐酸浓度下,采用不同氧化剂对铂浸出率和流含铂量的影响 表化刑 浓 次氟酸钠 L-化剂 潼含Pt(g/1) 浸出平(%) 986 9884 当凝出温度70℃,固:液=1:6,浸出th铂授出率随盐酸浓度的增加影响不明显,当盐酸浓 度为7.5mol/L时,其铂浸出率为98% 随浸出温度的升高,铂浸出率增加,当温度升至70℃时,铂浸出率98%,浸出清含Pt约为 2 01995-2003 T inghua Tongfang Optical Disc Co. Ltd All rights reserved
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随浸出时间的增加,铂浸出率增加,在上述条件下,浸出1h铂浸出率即大于98% 当浸出液成份为:Pt0.263g/L,A1118g/L,HCll96mol/L,Fe0.069g/L时,在实验 条件下用1000m分液漏斗作萃取器,在室温下用手摇动5min,静置15min后分相,有机相:水 相=1:5,萃取2级,反萃二级,萃余液含Pt0.0005~0.000g/L,铂萃取率>99.8%,载铂有机 相用Na-试剂反萃,反萃液进行精制,有机相重新作萃取剂使用。 作者用直接水解法精制铂,控制终点pH=8~9,除铂外的其它铂族元素均能生成氢氧化物沉 淀,若一次水解未能达到要求的纯度,可进行二次水解。一般二次水解后铂的纯度能达到 9999% (上接62页) S Lida, ef al, Hakumaku Jisei Kougaku (Maruzen, Tokyo, 1974), 103 5 Y, Ochiai, et al. IEEE Transactions on Magnetics, 1989, 25(5). 3755 6 S Hashimoto, et al. J. Appl, Phys., 1989, 66(10),4909 7 P. F Carcia, J. Appl. Phys. 19 9 R A. Hajar, et al, J Appl. Phys. 1991. 70(10),604 10 w.S., Platinum Metals Review, 1991, 35(3).134 I1 P G. Pitcher, er al, Proc. Magneto-Optical Recording Int Symp, Dec, 1992 12 F. Sequeda, er al, J Appl. Phys., 1991, 70(10), 6044 13 Z. G. Li, et al, J Appl. Phys., 1992, 71(2),842 14 Toshiki Kingetsu, J Appl. Phys 1994, 76(7), 426 S Hashimoto, et al. J Magn. Magn M: 16 H.w. van Kesteren, et al, J Magn. Magn, Mate 17 S. Hashimoto, et al, J Magn. &Magn. Mater., 1993, 121, 471 18 R. Krishnan, et al, Appl. Phys. Lett. 1994, 64(17), 2312 19 J M. Platinum Metals Review, 1994. 38(4). 164 21 P J H. Bloemen, J Magn. Magn Mater. 1992, 16(1&2), LI 23 Y Yoko, et al, Mater. Trans.,JIM, 1993, 34(10),946 24 P, Juzikis, Platinum Metals Review, 1995, 39(2), 68 c1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, LId. All rights reserved
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