中国资源综合利用●2002/05· 硫酸溶解法从废石油催化剂中回收铂 Jae-Chun Lee, Jinki Jeong F 摘要:试验用硫酸溶解氧化铝基体,使铂得到富集而从石油催化剂中回收铂。同时,用金属铝作还原 剂,采用置换沉淀法回收部分溶解在硫酸溶液中的铂。研究了溶解温度、溶解时间、硫酸浓度和固液 比对基体溶解率的影响。当铂催化剂基体为y-A1O2时,在60mo/L硫酸、100℃、2h条件下,大约95% 的氧化铝溶解。当基体为yAlO3和a-AlO3的混合物时,在4h后大约92%的氧化铝溶解。此法可回收 99%以上的铂及副产品硫酸铝。 关键词:铂催化剂回收硫酸 在石油精炼工业中,铂一直用作重整催化134,呈球形,直径分别为2mm和164mm左右。经x 剂。铂催化剂还使用在一些新的精炼方法中如射线衍射分析,催化剂基体主要成分为氧化铝 柴油机燃料的脱芳构化),因而认为对其需求量两种催化剂中铂含量分别为0.45%和0.24%。使用 仍然保持强势。含铂的重整催化剂在使用时,当150~270目的铝粉还原沉淀催化剂基体溶解时进 催化作用失效后即被废弃。在催化剂中,少量的入溶液中的铂 铂和大体积的通常由氧化铝组成的基体材料混1.2催化剂焙烧 在一起,采用湿法和火法冶金方法可以回收其中 废催化剂经过焙烧,除去其中含碳和硫的 的铂。众所周知,湿法冶金处理适合于较小规模油,焙烧在马弗炉中进行。将马弗炉预热到预定 工厂:火法冶金处理适合较大规模工厂。从废催的温度,加入100克催化剂,加热到所需时间。在 化剂中回收铂有几种湿法冶金工艺,或者是使用焙烧过程中,定时取出5克催化剂,分析其中的 浸出剂直接浸出催化剂基体中的铂,然后回收:碳、硫含量 或者是基体全部溶解后,从剩余的溶解残渣中回1.3催化剂载体的溶解 收铂。在第一种方法中,催化剂在有氧化剂如硝 溶解试验在2000ml的三颈玻璃容器中进行, 酸、氯酸钠、次氯酸钠及氯气的盐酸溶液中浸岀。该容器放在恒温浴中,温度变化控制在±5℃,搅拌 Han等人开发了一种新技术,即在高压釜内使用速度由电动控制器调节。催化剂研磨后,于600℃ 含氧化剂的囟盐。不过,此法不能避免由于浸出下焙烧30min,称重,在预热到一定温度的硫酸溶 液吸附在催化剂基体的微孔中而引起铂损失一液中溶解,并定时取出大约10ml稀浆试样,进行 类的问题。第二种方法包括氧化铝基体的全溶、化学分析。溶解试验结束后,从浴室中取出玻璃 不溶铂富集进入残渣。此法的优点是硫酸铝可以容器,加入蒸馏水以抑制硫酸铝晶体沉积,过滤, 作为副产品回收,同时消耗的浸出剂比第一种方收集滤液进行化学分析,干燥残渣并分析铂含 法少。 量 在本研究中,使用硫酸溶解催化剂基体、富1.4铂的置换沉淀 集不溶铂的方法从废石油催化剂中回收铂,溶解 用置换沉淀法,铝粉作还原剂,回收硫酸溶 于硫酸溶液中的部分铂则采用铝粉作还原剂的液中的铂。置换沉淀在恒温浴中的500ml三颈玻 置换沉淀法回收。硏究了溶解温度、时间、硫酸浓璃容器中进行。放入250ml在催化剂基体溶解时 度、固液比对基体溶解率的影响,以及在基体溶获得的溶液,加热到一定的温度。在溶液中加入 解过程中铂的溶解行为,同时进行了从溶液中回铝粉,定时取出l0ml溶液,以便分析。置换沉淀反 收铂的试验 应结束后,倒出溶液、过滤、收集铂颗粒,并分析 1试验 滤液中铂的含量 1原料 采用x射线衍射检测催化剂及残渣的成分, 本研究用的废催化剂是韩国石油精炼厂使用 Du pont951热重分析仪进行催化剂的热重分 用的两种工业铂催化剂,它们是AR-405和R-析,用火-试金法及随后的感应耦合等离子体分在石油精炼工业中，铂一直用作重整催化 剂。铂催化剂还使用在一些新的精炼方法中（如 柴油机燃料的脱芳构化），因而认为对其需求量 仍然保持强势。含铂的重整催化剂在使用时，当 催化作用失效后即被废弃。在催化剂中，少量的 铂和大体积的通常由氧化铝组成的基体材料混 在一起，采用湿法和火法冶金方法可以回收其中 的铂。众所周知，湿法冶金处理适合于较小规模 工厂；火法冶金处理适合较大规模工厂。从废催 化剂中回收铂有几种湿法冶金工艺，或者是使用 浸出剂直接浸出催化剂基体中的铂，然后回收； 或者是基体全部溶解后，从剩余的溶解残渣中回 收铂。在第一种方法中，催化剂在有氧化剂如硝 酸、氯酸钠、次氯酸钠及氯气的盐酸溶液中浸出。 !"#等人开发了一种新技术，即在高压釜内使用 含氧化剂的囟盐。不过，此法不能避免由于浸出 液吸附在催化剂基体的微孔中而引起铂损失一 类的问题。第二种方法包括氧化铝基体的全溶、 不溶铂富集进入残渣。此法的优点是硫酸铝可以 作为副产品回收，同时消耗的浸出剂比第一种方 法少。 在本研究中，使用硫酸溶解催化剂基体、富 集不溶铂的方法从废石油催化剂中回收铂，溶解 于硫酸溶液中的部分铂则采用铝粉作还原剂的 置换沉淀法回收。研究了溶解温度、时间、硫酸浓 度、固液比对基体溶解率的影响，以及在基体溶 解过程中铂的溶解行为，同时进行了从溶液中回 收铂的试验。 $ 试验 $%$ 原料 本研究用的废催化剂是韩国石油精炼厂使 用的两种工业铂催化剂，它们是&’()*+和’( $,)，呈球形，直径分别为-..和$%/)..左右。经! 射线衍射分析，催化剂基体主要成分为氧化铝， 两种催化剂中铂含量分别为*%)+0和*%-)0。使用 $+*1-2*目的铝粉还原沉淀催化剂基体溶解时进 入溶液中的铂。 $%- 催化剂焙烧 废催化剂经过焙烧，除去其中含碳和硫的 油，焙烧在马弗炉中进行。将马弗炉预热到预定 的温度，加入$**克催化剂，加热到所需时间。在 焙烧过程中，定时取出+克催化剂，分析其中的 碳、硫含量。 $%, 催化剂载体的溶解 溶解试验在-***.3的三颈玻璃容器中进行， 该容器放在恒温浴中，温度变化控制在4+5，搅拌 速度由电动控制器调节。催化剂研磨后，于/**5 下焙烧,*.6#，称重，在预热到一定温度的硫酸溶 液中溶解，并定时取出大约$*.3稀浆试样，进行 化学分析。溶解试验结束后，从浴室中取出玻璃 容器，加入蒸馏水以抑制硫酸铝晶体沉积，过滤， 收集滤液进行化学分析，干燥残渣并分析铂含 量。 $%) 铂的置换沉淀 用置换沉淀法，铝粉作还原剂，回收硫酸溶 液中的铂。置换沉淀在恒温浴中的+**.3三颈玻 璃容器中进行。放入-+*.3在催化剂基体溶解时 获得的溶液，加热到一定的温度。在溶液中加入 铝粉，定时取出$*.3溶液，以便分析。置换沉淀反 应结束后，倒出溶液、过滤、收集铂颗粒，并分析 滤液中铂的含量。 采用!射线衍射检测催化剂及残渣的成分， 用78 9:#; <+$热重分析仪进行催化剂的热重分 析，用火(试金法及随后的感应耦合等离子体分 硫酸溶解法从废石油催化剂中回收铂 =">(?@8# A>>，=6#B6 =>:#C等 摘要：试验用硫酸溶解氧化铝基体，使铂得到富集而从石油催化剂中回收铂。同时，用金属铝作还原 剂，采用置换沉淀法回收部分溶解在硫酸溶液中的铂。研究了溶解温度、溶解时间、硫酸浓度和固液 比对基体溶解率的影响。当铂催化剂基体为"(&3-D,时，在/%*.:3 E A硫酸、$**5、-@条件下，大约<+0 的氧化铝溶解。当基体为"(&3-D,和#( &3-D,的混合物时，在)@后大约<-0的氧化铝溶解。此法可回收 <<0以上的铂及副产品硫酸铝。 关键词：铂F催化剂F回收F硫酸 科 技 园 中国资源综合利用!!""! # "$! ( $/ (