本发明属于铂族金属二次资源回收利用,具体涉及一种从含铂氧化铝废料中选择性回收铂的方法。
背景技术:
1、贵金属催化剂,如铂、钯、银和金,被证明对挥发性有机化合物的催化降解具有很高的催化活性,但其较差的热稳定性,以及焦炭沉积会导致催化剂出现失活现象。因此,废贵金属催化剂的回收不仅实现了二次资源的循环利用,还获得了巨大的经济效益。此外,过渡金属氧化物催化剂具有良好的热稳定性和高温催化活性,但在低温下会催化活性失效。
2、铂氧化铝(pt/γ-al2o3)催化剂由于其优异的催化活性,已被广泛应用于工业挥发性有机化合物的脱除。其中,铂具有高成本和稀缺性的特点,从废催化剂中高效回收铂有助于实现资源的循环利用。当前,铂回收策略主要包括光催化、火冶金和湿法冶金等。文献研究了一种光催化氧化法,其中tio2光催化剂光生成的空穴可有效地将pt0氧化成ptx+。对于废pt/γ-al2o3催化剂,大部分铂纳米颗粒分散在γ-al2o3分子筛的孔壁上。由于tio2颗粒难以进入孔隙内部,无法通过异相光催化作用进行铂氧化,因此光催化技术的效率会变得很低。火法冶金需要在1500~1700℃的高温下进行,这不仅会增加能耗,还会产生有害气体和熔渣。
3、中国专利cn 117947277 a中公开了一种从铂重整催化剂中回收铂的方法,该方法先焙烧催化剂脱除积碳及有机物;破碎磨细后,加入单质铁粉、石英砂粉、氧化钙,熔炼富集水淬磨细,得到含铂铁合金粉末;将所述铂铁合金粉末溶解,除铁后得到铂含量更高的富集物;溶解所述富集物,反复沉淀纯化还原,得到海绵铂。该方法需要加入造渣剂熔炼,而且王水用量铂富集物重量的2~5倍,因此还面临着耗能高、成本高、王水用量大;王水杂质含量多难以回收利用的问题。
4、中国专利cn 117089713 a公开了一种从铂/氧化铝废催化剂中回收铂的方法及铂浸出体系,该方法将废催化剂进行第一段焙烧、第二段焙烧,使γ-al2o3转型为α-al2o3;以由nacl、nahso4、h2o2和水组成的溶液为浸出体系,使经煅烧的废催化剂浸出铂,对浸出液进行过滤,得到含铂溶液。虽然该方法采用特制的浸出液具有环保、反应条件温和的效果但是其使用浓度高而且浸出液中的h2o2会快速分解难以回收利用。
5、而且在湿法冶金过程中,王水和有机溶剂作为蚀刻剂,将pt0溶解成ptx+。有毒的王水和有机溶剂会造成环境污染,危害人体健康。如何减少从废催化剂中回收铂的王水用量,选择性的回收铂使浸出渣中的铂残留少,仍然是一个巨大的挑战。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明目的在于提供一种从含铂氧化铝废料中选择性回收铂的方法,本发明方法利用了含铂氧化铝废料选择性回收pt,通过煅烧将γ-al2o3转化为化学性质稳定的α-al2o3,同时采用20%~40%的低王水含量的萃取剂溶解pt并减少al2o3的溶解,再通过微波辅助消解可提升消解速度和效果,使铂浸出率达到99.31%。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种从废弃pt/γ-al2o3催化剂中选择性回收铂的方法,包括以下步骤:
3、1)将废弃pt/γ-al2o3催化剂经过除杂、破碎、研磨成催化剂粉末;
4、2)将所述催化剂粉末经过煅烧得到煅烧物料;
5、3)将所述煅烧物料与萃取剂混合在微波下进行消解得到消解液;
6、4)将所述消解液依次经过过滤、回收得到铂;
7、5)将滤液经萃取分离得王水和铂离子溶液。
8、作为优选,所述步骤1)中含铂氧化铝废料为废弃的pt/γ-al2o3催化剂。
9、作为优选,所述步骤1)中催化剂粉末的目数为50-200目。
10、作为优选,所述步骤2)中煅烧温度为1000-1300℃,煅烧时间为4-8h。通过以上技术方案将催化剂粉末经过高温煅烧,可以将废催化剂中的γ-al2o3转化为化学性质稳定的α-al2o3。
11、因为在湿法冶金中pt/γ-al2o3中的铂和γ-al2o3颗粒都会发生溶解反应,具体过程如下:
12、6h++al2o3→2al3++3h2o
13、
14、由于在废pt/γ-al2o3催化剂中γ-al2o3颗粒的重量百分比远大于铂颗粒,存在消耗药品多以及γ-al2o3溶解的问题从而无法选择性的回收pt,将γ-al2o3转化为化学性质稳定的α-al2o3可以减少al2o3的溶解从而达到选择性回收pt的目的。
15、作为优选,所述步骤3)中萃取剂为王水与水的混合液;所述萃取剂中王水的体积占比为20-40%。发明人发现在经过γ-al2o3向α-al2o3转化后相比于不经过稀释的王水来说,20%~40%的低王水含量即可选择性沥滤废催化剂中的铂;不仅如此,由于王水的浓度较低可以同时减少al2o3的溶解和试剂的用量而不影响铂的溶解,因此可以使萃取剂中的杂质含量极少,有利于后期的回收和重复使用。
16、进一步优选,所述萃取剂中王水的体积占比为40%。
17、进一步优选,所述王水为35.0~37.0wt%的hcl溶液和65.0~68.0wt%的hno3溶液按照体积比3:1混合而成。
18、作为优选,所述步骤3)中煅烧物料与萃取剂混合的比例为1g/3-8ml。
19、作为优选,所述步骤3)中消解的温度为100-120℃,时间为0.5-3h。
20、进一步优选,所述步骤3)中消解的温度为110℃。
21、进一步优选,所述步骤5)萃取所得王水调整浓度可重复使用;铂离子溶液通过回收利用。
22、本发明的有益效果至少包括:
23、本发明将含铂氧化铝废料经过除杂、破碎、研磨成催化剂粉末;将催化剂粉末经过煅烧得到煅烧物料;将煅烧物料与萃取剂混合在微波下进行消解得到消解液;将所述消解液依次经过过滤、回收得到铂。该方法利用了含铂氧化铝废料进行选择性回收pt,通过煅烧将γ-al2o3转化为化学性质稳定的α-al2o3,同时采用20%~40%的低王水含量的萃取剂溶解pt并减少al2o3的溶解,再通过微波辅助消解可提升消解速度和效果,使铂浸出率达到99.31%。
1.一种从废弃含铂氧化铝废料催化剂中选择性回收铂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中含铂氧化铝废料为废弃的pt/γ-al2o3催化剂。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1)中催化剂粉末的目数为50-200目。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤2)中煅烧温度为1000-1300℃,煅烧时间为4-8h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中萃取剂为王水与水的混合液;所述萃取剂中王水的体积占比为20-40%。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中煅烧物料与萃取剂混合的比例为1g/3-8ml。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤3)中消解的温度为100-120℃,时间为0.5-3h。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤5)萃取所得王水调整浓度可重复使用;铂离子溶液通过回收利用。