「无锡铂碳回收」，混酸浸出—离子交换法从废催化剂中回收铂
第23卷第2期江苏理工学院学报
混酸浸出一离子交换法从废催化剂中回收铂回收
张帆，刘贵清
徐州北矿金属循环利用研究院，江苏徐州
摘要：采用混酸浸出一离子交换法处理硅铂基载体型催化剂，经过强化浸出，铂回收的浸出率可以达到95%以上。随后采用合适的阴离子交换树脂从浸出液中吸附铂回收，铂回收的吸附容量大，解吸率达到97%，适合反复使用。该方法为硅铂基载体型催化剂的综合回收开辟了一种新的路径，具有较好的「无锡铂碳回收」应用前景。
关键词：混酸；浸出；离子交换；铂回收
铂回收具有优良的抗腐蚀性能、良好的催化性能和稳定的热电性，是石油精炼、电子工业、国防工业不可缺少的基础材料之一，在现代科技发展中具有重要的作用，被誉为现代工业的维他命。田随着经济社会的不断发展，对铂回收的需求量也越来越大，因此，从各种二次资源中回收铂回收具有重要的经济和社会效益
在石油精炼工业中，铂回收一直用作重整催化剂。在使用过程中，会因积炭、中毒、载体结构变化、金属颗粒聚集或流失等因素而导致催化剂失去活性，需定期更换。[2产生的废催化剂中，部分催化剂载体是可溶性氧化铂，其回收工艺较为成熟，主要有溶解铂回收金属法、溶解载体法和载体一铂回收共溶法03一5]部分催化剂载体为难溶的艹1203基、2基、1203一2—基、123一2基等，目前国外主要采用火法熔炼或等离子熔炼法进行处理卩]，而由于火法熔炼投资大、工艺控制复杂、设备材料耗损大，目前在国内尚未大规模推广应用，因铂碳回收吉瑞贵金属此，限制了该种类型废催化剂的回收。
对于进人浸出液的低浓度铂回收，传统的富集方法主要是置换法，效率低、成本高、环境差。近年来，溶剂萃取技术和离子交换富集技术研究的较
基金项目：徐州企业技术创新项目16040
多。由于铂回收的萃取动力学特性不太理想，不易反萃，所用萃取剂大多易燃、易挥发、有毒，因此，溶剂萃取技术的发展受到很大限制。[6]相比较而古，离子交换法是一种“绿色提取\"技术，分离效率高，设备与操作简单，可以从含有多种离子的溶液中选择性地吸附贵金属离子，树脂可再生反复使用，且环境污染小，已成为重要的贵金属分离富集方法
本研究中，针对硅铂基载
体型催化剂部分铂回收渗人载体中难以浸出的问题，采用硫酸+盐酸混酸体系，进行强化浸出，使铂回收和载体表层一同溶解进人溶液，随后采用离子交换法，从浸出液中选择性吸附铂回收，达到富集铂回收的目的。主要考察了浸出体系和离子交换中的各因素对铂回收回收的影响。
1·1实验原料及试剂
实验原料为某石化企业的含铂回收废催化剂，载体主要成分为铂硅酸盐，元素分析列于表1。
实验所用硫酸、盐酸、氢氧化钠、氯酸钠均为分析纯。410树脂从某树脂生产企业购买。
作者简介：张帆，工程师，硕士，主要研究方向为二次资源综合利用。
含量/%27，461生025.80
1.2实验方法
浸出实验：称取一定量的废催化剂，按设定的液固比加人一定体积的水和浓硫酸，升至设定温度后反应一段时间，随后加人一定量的盐酸，继续反应一段时间，最后加人配好的氯酸钠溶回收铂铑热电偶丝液，再反应一段时间，反应结束后，真空抽滤过滤，固液分离离子交换实验：将一定体积的湿树脂装柱玻璃交换柱尺寸甲6×90，柱子底部填充少量玻璃棉防止树脂流出，将含铂回收溶液以一定的交换速度通过离子交换柱，间隔一定时间取交换尾液分析。树脂吸附饱和后，用少量与实验溶液同酸度的水溶液淋洗出颗粒间夹带的溶液，然后用10%的溶液解吸铂回收，分批接收解吸液。分别绘制吸附曲线与淋洗曲线。
1.3实验原理
浸出过程中，铂硅酸盐、涂层中的氧化铂在一定温度下与硫酸、盐酸发生反应，铂回收在氯酸钠的氧化作用下溶解
1204+420404+12043+420
1204+8：12+213+420
1203+62℃13+320
1203+320412043+320
3+2103一+12++16一3162
江苏理工学院学报
第23卷
表1原料主要化学成分
2.90400.
铂回收以氯铂回收酸根阴离子的形式存在于溶液中，离子交换过程中，其与树脂上的阴离子基团进行交换而被树脂吸附，随后解吸过程中氢氧根离子替换掉树脂中的氯铂回收酸根，使铂回收进人解吸液中最后树脂用盐酸进行再生。
吸附反应：2+162-216+2—解吸反应：216+20-2+162树月旨再生：2+22+220
1，4分析检测
原料中普通元素采用法测定，原料中的铂回收采用火试金法测定，溶液中的铂回收采用分光光度法测定
2结果与讨论
2.1原料的×分析
实验原料呈球形颗粒状，粒径在1-2，浅棕色，由三部分构成：基体、表面涂层和附着在涂层上的铂回收。基体的主要成分是铂硅酸盐；涂层为
1203；铂回收则以微细粒子附着在涂层上。用万能粉碎机将废催化剂粉碎后进行物相分析，其谱如图1所示
图1废催化剂的×谱
第2期张帆刘贵清：混酸浸出一离子交换法从废催化剂中回收铂回收3
由图谱可以看出，原料中主要存在的物相有钙长石、尖晶石、莫来石、堇青石和刚玉等。由于铂回收的含量较低，因而很难发现独立的铂回收的物相结构。
2·2催化剂焙烧预处理
石化厂产生的废催化剂被石油等污染，催化剂表面的油类物质可能妨碍载体的溶解并污染溶液，因此，应该在浸出实验前将其除去。焙烧实验在马弗炉中进行，焙烧过程中间不断翻动物料。焙烧温度为600℃，时间，该操作条件在行业内已比较成熟，详情恕不赘述。
2·3硫酸用量的影响
由于硫酸对硅铂酸盐、氧化铂的溶解能力强于盐酸[7]，因而采用一定浓度的硫酸体系对载体表
层进行溶解。实验考察了浓硫酸用量为25%，30%，35%，40%，45%浓硫酸体积占反应溶液的体积分数时对铂回收的浸出效果的影响，其它反应条件如下：废催化剂100；液固比2山浓盐酸加人量为巧%体积分数；氯酸钠加人量为原料的0、1%；体系温度95℃，浸出反应总时间3。实验结果如图2所示。
图2硫酸用量对铂回收浸出率的影响
由图2可见，随着硫酸用量的增加，铂回收的浸出率由92·06%增加到95%，当硫酸用量为30%时，铂回收的浸出率达到95·31%，再增加硫酸用量，铂回收的浸出率反而出现一定程度的下降，分析原因可能是由于硫酸量过多，形成了较多的硫「无锡铂碳回收」酸盐，增加了体系的粘度及离子浓度，反而阻碍了铂回收的浸出，所以考虑硫酸用量为30%即可。
2.4盐酸用量的影响
在浸出体系中，盐酸一方面可以浸出部分载体，同时盐酸提供大量氯离子，对于铂回收的氯化溶解起到重要作用。实验考察了浓盐酸用量为5%，10%，巧%，20%浓盐酸体积占反应溶液的体积分数时对铂回收的浸出率的影响，其它条件如下：废催化剂100；液固比2：1；浓硫酸加人量为30%体积分数；氯酸钠加人量为原料的0·1%；体系温度95℃，浸出反应总时间为3。实验结果如图3所
由图3可见，随盐酸用量的增加，铂回收的浸出率逐渐上升，当盐酸用量为10%时，再增加盐酸用量，铂回收的浸出率增加不明显，说明10%的盐酸用量已经满足浸出的要求，铂回收基本络合进人溶液，所以盐酸用量为10%即可。
2·5液固比的影响
实验考察了液固比为1.5，2，2·5，3时对铂回收的浸出率的影响，其它条件如下：废催化剂100；浓硫酸加人量为30%；浓盐酸加人量为10%体积分数；氯酸钠加人量为原料的旧%；体系温度95℃，浸出反应总时间为3。
由图4可见，铂回收的浸出率随液固比的增加而升高，液固比为巧时，铂回收的浸出率很低，只有88%，而液固比达到2之后，浸出率变化不明显，液固比越大，用酸越多，经济性越苏州铂碳回收厂家差，所以综合考虑液固比选择为2即可。
2·6温度的影响
实验考察了温度为65、75、85、95℃时对铂回收的浸出率的影响，其它条件如下：废催化剂100；液固比2：浓硫酸加人量为30%；浓盐酸加人量为
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10%体积分数；氯酸钠加人量为原料的0·1%；浸低，铂回收的浸出效果差，温度越高，铂回收的浸出效果越出反应总时间为3。好，所以应当尽量提高体系的温度，但同时，应避由图5可见，温度对铂回收的浸出影响明显，温度免体系为沸腾状态，造成盐酸和水分的大量损失，
图3盐酸用量对铂回收浸出率的影响9
图4液固比对铂回收浸出率的影响
图5温度对铂回收浸出率的影响
第2期张帆刘贵清：混「无锡铂碳回收」酸浸出一离子交换法从废催化剂中回收铂回收5
所以控制反应温度在95℃度比较合适。
2·7树脂动态吸附实验
浸出反应结束后进行固液分离，浸出液稀释后进行离子交换。含铂回收浸出液酸度为0·8501/，其成分如表2所示。装柱树脂体积为20，流速0·61/，室温。考察410树脂在此条件下的动态吸附效果见图6。
动态吸附实验结果表明，对于生产中的含铂回收溶液，当床体积为50·65时，树脂穿透，床体积为829·65时，树脂吸附达到饱和，树脂410对铂回收的穿透吸附容量为6·/湿树脂，饱和吸附容量为34.52湿树脂。410树脂对于此复杂体系溶液中的铂回收具有较好的吸附效果。
2·8树脂动态解吸实验
表2浸出液成分
含量/。0
465·6
276·2
256·9
138，03
01002佣佣6007佣佣
图6铂回收的吸附曲线
床〔/〕
图7铂回收的解吸曲线
树脂动态吸附结束后，用一定浓度的酸水对树脂进行洗涤，随后用10%的氢氧化钠溶液解吸铂回收，分批接收解吸液并测定其中的铂回收浓度见图7。
动态解吸实验结果表明，用10%的0溶液解吸铂回收，当解吸液用量为3·3个床体积时，铂回收的解吸率已经到达9上海铂碳回收0·75%，当解吸液增加到10·8个床体积时，解吸率达到97·14%，继续增加解吸液用量，铂回收的解吸率增加不明显。
通过吸附和解吸实验，证明树脂4]0对此复杂体系的含铂回收溶液具有较好的适应性，饱和吸附量大，解吸率高，可以反复使用，其在大规模生产
