专利名称：铜系废催化剂的回收方法
技术领域：
本发明涉及一种铜系废催化剂、特别是含有CuO·ZnO·Al2O3的铜系废催化剂的回收方法。
低温变换催化剂、低变保护剂和低压合成甲醇催化剂都含有CuO·ZnO·Al2O3，这种废催化剂的回收一般先用酸式碱处理分离Al2O3后，再用氯化挥发法或熔炼法分离回收铜与锌。氯化挥发法是在高温氯气气氛下处理废催化剂，以氯化物形式分离并回收铜与锌。熔炼法是将废催化剂添加造渣剂等制成球团，在特殊冶炼炉中熔炼，锌在气相中用硅镁砖进行捕集，经蒸馏后得到精制锌;铜形成冰铜，先在转炉中熔炼成粗铜，再电解成高纯电解铜。上述回收方法设备投资大、工艺复杂，回收得到的铜、锌金属相互分离。若用回收的铜、锌金属再制催化剂时，需要将铜、锌金属制成金属氧化物，从而消耗更多的化学物品和能源，使再制催化剂成本增高。
本实用新型的目的在于提供一种工艺简单、设备投资小、回收直接得到的是再制催化剂的中间产品金属氧化物的铜系废催化剂的回收方法。
铜系废催化剂、特别是含有CuO·ZnO·Al2O3的铜系废催化剂的回收方法，该方法包括把铜系废催化剂浸在氨和二氧化碳的水溶液中，使铜系废催化剂铜、锌氧化物浸溶出来，浸出的富液和残渣进行固液分离，分离后的富液加热蒸发，当沉淀出现时，将富液稀释一倍，并将溶液温度保持在45℃～55℃，用硝酸中和至PH为6.0～6.2，然后保温10～15分钟，弃去母液其沉淀即为金属盐和金属氧化物的混合物。
氨、二氧化碳和水组成的浸出液，其氨浓度5～6M，二氧化碳浓度1.8～2.2M，浸出反应温度50℃～60℃，固液比1∶8，反应时间不少于2小时，浸出过程进行机械搅拌，搅拌速度不低于200转/分。
固液分离采用沉清法，一次沉清后的沉淀加浸出剂二次搅拌浸出，二次浸出后再沉清分离固液，二次沉清后的沉淀加水洗涤，洗液作浸出剂使用。
现以B202低温变换催化剂为例说明铜系废催化剂的回收方法。
B202催化剂是以氧化铜为活性组分、氧化锌作为间隔体、三氧化二铝作为载体的CuO·ZnO·Al2O3系低变催化剂，其化学组成如下CuO ＞29%ZnO 41～45%Al2O38.4～10%烧失重(900℃ 2小时)＜15%(以上按重量百分比计)B202催化剂由于长期使用，孔隙已被碳及灰尘堵塞，从而失去活性，用物理方法已很难恢复。因此采用化学方法处理，使其恢复活性。
将废B202催化剂浸入氨和二氧化碳的水溶液中，浸出剂氨的浓度为5～6M、二氧化碳浓度为1.8～2.2M，固液比为1∶8，浸出温度控制在50℃～60℃间，浸出时间不少于2小时，为加快浸出速度采用机械搅拌，搅拌速度不低于200转/分。
浸出后的残渣约占物料的25%左右，其中绝大部份为三氧化二铝，其颗粒很细，附着有石墨及碳，并混有泥沙，料浆用真空抽虑的方法进行固液分离十分困难。因而采用沉清法进行固液分离，将料浆沉清后，由上层吸出清液，沉淀再加浸出剂搅拌浸出，再沉清分离清液，二次沉淀加水二次洗涤，其二次洗液作为氨的吸收剂，然后作浸出剂使用，沉淀残渣排掉。
一次和二次浸出的富液加热蒸发(沸点约90℃)，当加热到沉淀刚刚出现时(自由氨浓度为6%)，将沉淀稀释一倍，并使溶液温度保持在45℃～55℃，用10%的硝酸中和，当中和至PH为6.0～6.2时，中和即告结束。然后保温10～15分钟，得到的沉淀则是碳式碳酸铜、碱式碳酸锌和氧化铜、锌的混合物。由于中和过程中有硝酸氨生成，硝酸氨的存在产生盐效应，对碳式碳酸铜碱式碳酸锌有一定的溶解作用，母液中含有的金属仍很可观，为此可采用离子交换法从母液中回收铜和锌。得到的碳式碳酸铜、碱式碳酸锌和氧化铜、锌的混合物沉淀即为生产B202低温变换催化剂的中间产品，此沉淀按B202生产工艺继续进行，制成新的B202低温变换催化剂，其各项技术指标均符合要求。
采用上述方法回收铜系废催化剂，工艺流程短，金属铜锌的回收率达93%，且得到的是铜系催化剂的中间产品，消除了化金属的工序，减少了环境污染。
权利要求
1.一种铜系废催化剂、特别是含有CuO·ZnO·Al2O3的铜系废催化剂的回收方法，该方法包括把铜系废催化剂浸在氨和二氧化碳的水溶液中，浸出的富液和残渣进行固液分离，分离后的富液加热蒸发，当沉淀出现时，将富液稀释一倍，并将溶液温度保持在45℃～55℃，用硝酸中和至PH为6.0～6.2，然后保温10～15分钟，弃去母液，其沉淀即金属盐和金属氧化物的混合物。
2.根据权利要求1所述的铜系废催化剂的回收方法，其特征在于氨、二氧化碳和水组成的浸出液中，氨浓度5～6M，二氧化碳浓度1.8～2.2M，浸出反应温度50℃～60℃，固液比1∶8，反应时间不少于2小时，浸出过程进行机械搅拌，搅拌速度不低于200转/分。
3.根据权利要求1或2所述的铜系废催化剂的回收方法，其特征在于固液分离采用沉清法，一次沉清后的沉淀加浸出剂二次搅拌浸出，二次浸出后再沉清分离固液，二次沉清后的沉淀加水洗涤，洗液作浸出剂使用。
全文摘要
铜系废催化剂、特别是含有CuO·ZnO·Al
文档编号B01J23/72GK1051683SQ89108629
公开日1991年5月29日 申请日期1989年11月16日 优先权日1989年11月16日
发明者陈生俭, 赵建安 申请人:甘肃省刘家峡化肥厂