一种以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法技术

本发明专利技术属于催化剂回收技术领域，具体涉及一种以碱金属钌酸盐的形式回收催化剂废剂中钌的方法。该方法先将活性炭负载钌催化剂废剂中碱金属和碱土金属通过酸洗除掉，避免形成不溶性的碱土金属钌酸盐；然后再往催化剂中加入碱金属化合物进行焙烧，碱金属化合物一方面能够催化活性炭的氧化，明显降低焙烧温度，缩短焙烧时间，另外一方面能够将催化剂废剂中的钌转化为可溶性的碱金属钌酸盐，碱金属钌酸盐可以直接投入到催化剂的生产工艺中，直接实现钌的回收利用。

【技术实现步骤摘要】
一种以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法
本专利技术属于催化剂回收
，具体涉及一种以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法。
技术介绍
自1992年英国BP公司和美国Kellogg公司成功开发活性炭负载钌氨合成催化剂以来，由于该催化剂能在较低的反应温度、压力等条件下高效合成氨，被认为是继铁基催化剂以后的第二代氨合成催化剂。但是世界上钌的储存量比较少，加之价格昂贵，限制了钌氨合成催化剂的发展，钌能否回收利用直接影响催化剂的推广应用。为此，中国专利文献CN106282581A公开了一种活性炭负载钌催化剂中钌的回收方法，该方法先将活性炭负载钌催化剂干燥后在400～800℃环境下焙烧4～20h，除去活性炭载体，然后利用酸溶液将焙烧后的剩余固体进行溶解，进行过滤洗涤后回收得到主要成分为二氧化钌的不溶性固体，将滤液直接回收作为制备活性炭负载钌催化剂的工艺水，该方案步骤简单，操作方便。但是，上述专利文献公开的钌回收方法需要在较高的焙烧温度下将活性炭载体除去，回收过程能耗高；其次，滤液中钌可溶性盐主要成分为钌酸钾，其化学性质不稳定，易于分解为不可溶的二氧化钌，导致钌的损失；而且钌酸钾的含量较低。此外，由于焙烧产物中成份较复杂，钌并不能完全回收，且回收得到的固体二氧化钌不能直接利用，回收率较低。基于此，如果能够提供一种能耗低、回收率高，直接回收得到钌的碱金属盐的方法，将能够有效缓解能源浪费和资源短缺的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的活性炭负载钌催化剂废剂中钌的回收能耗高、回收率低，回收得到的固体二氧化钌不能直接用于催化剂的制备等缺陷，从而提供一种能耗低、回收率高，能够从活性炭负载钌催化剂废剂中直接回收得到碱金属钌酸盐的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，所述催化剂废剂为活性炭负载钌催化剂废剂，包括以下步骤：预处理步骤：将活性炭负载钌催化剂废剂在酸溶液中浸泡2-24h，过滤洗涤，得到滤液和滤渣；滤渣为除去碱金属和碱土金属的活性炭负载钌催化剂，对于不含碱金属和碱土金属的催化剂则略去此步；如果浸泡没有充分除去碱金属和碱土金属可以多次浸泡；焙烧步骤：向滤渣中加入碱金属化合物，其中，碱金属质量占活性炭负载钌催化剂废剂质量18-22％，在300-600℃下焙烧2-10h；后处理步骤：将焙烧后的固体用水溶解，然后加入到多羟基醇溶液中，过滤，洗涤，收集滤液，即得碱金属钌酸盐的多羟基醇溶液。通过ICP可以测量滤液中钌金属含量，然后可以投入到催化剂的生产工艺中。进一步地，所述后处理步骤中水的用量是焙烧后固体质量的8-12倍。进一步地，所述后处理步骤中多羟基醇的用量是焙烧后固体质量的8-12倍。进一步地，所述多羟基醇溶液的质量浓度为5-15％。所述多羟基醇为乙二醇，丙三醇，三羟甲基乙烷或木糖醇。进一步地，所述预处理步骤中的酸溶液为硝酸溶液，盐酸溶液，醋酸溶液或柠檬酸溶液。进一步地，所述酸溶液的质量浓度为5-30％。进一步地，所述焙烧步骤中碱金属化合物为碱金属的硝酸盐，碳酸盐，乙酸盐或碱。进一步地，焙烧时通入含氧气体。进一步地，所述含氧气体中氧气的体积含量为8-40％。进一步地，所述活性炭负载钌催化剂中含有碱土金属助剂；如果活性炭负载钌催化剂中不含碱土金属则省去预处理步骤。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，具有步骤简单，回收过程能耗低的优点。该方法先将活性炭负载钌催化剂废剂中的碱金属和/或碱土金属通过酸洗除掉，避免形成不溶性的碱土金属钌酸盐；然后再往催化剂中加入碱金属化合物，碱金属化合物一方面能够催化活性炭的氧化，明显降低焙烧温度，缩短焙烧时间，另外一方面能够将催化剂废剂中的钌转化为可溶性的碱金属钌酸盐，碱金属钌酸盐可以直接投入到催化剂的生产工艺中，直接实现钌的回收利用。2.本专利技术提供的以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，在后处理步骤中采用多羟基醇进行处理，与不稳定的碱金属钌酸盐形成了稳定的多羟基醇钌络合物，避免了不稳定的碱金属钌酸盐分解为二氧化钌，提高了可溶性碱金属钌酸盐的回收率。具体实施方式为了便于说明，本专利技术实施例和对比例中使用的催化剂废剂组成如下：实施例中含有金属钌和碱金属、碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂组成经过微波消解-ICP测得钌含量为催化剂质量的5.00％，钾含量为催化剂质量的4.00％，钡含量为催化剂质量的8.00％。实施例中含有金属钌和碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂组成经过微波消解-ICP测得钌含量为催化剂质量的5.00％，钡含量为催化剂质量的8.00％。实施例中含有金属钌的活性炭负载钌催化剂废剂组成经过微波消解-ICP测得钌含量为催化剂质量的5.00％。实施例中含有硝酸钌的碱金属和碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂经过微波消解-ICP测得钌含量为催化剂质量的5.00％，钾含量为催化剂质量的3.40％，钡含量为催化剂质量的8.10％。实施例1取10g含有金属钌和碱金属、碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂在30ml15％硝酸溶液中浸泡10h，然后过滤、洗涤。干燥滤渣，加入5.17gKNO3，然后在空气中550℃焙烧6h，将焙烧后固体溶于10ml水，再加入到10ml5％的甘油水溶液中。过滤，所得滤液为钌酸钾的甘油溶液，将溶液用100ml容量瓶标定，然后再取0.1ml，用100ml容量瓶标定，用ICP测得钌浓度为8.23ppm，回收率为82.30％。实施例2取10g含有金属钌和碱金属、碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂在30ml15％硝酸溶液中浸泡10h，然后过滤、洗涤。干燥滤渣，加入4.66gKNO3，然后在空气中550℃焙烧6h，将焙烧后固体溶于10ml水，再加入到10ml5％甘油溶液中。过滤，所得滤液为钌酸钾的甘油溶液，将溶液用100ml容量瓶标定，然后再取0.1ml，用100ml容量瓶标定，用ICP测得钌浓度为9.42ppm，回收率为94.20％。实施例3取10g含有金属钌和碱金属、碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂在30ml5％硝酸溶液中浸泡2h，然后过滤、洗涤。干燥滤渣，加入5.70gKNO3，然后在空气中550℃焙烧6h，将焙烧后固体溶于10ml水，再加入到10ml5％甘油溶液中。过滤，所得滤液为钌酸钾的甘油溶液，将溶液用100ml容量瓶标定，然后再取0.1ml，用100ml容量瓶标定，用ICP测得钌浓度为6.41ppm，回收率为64.10％。实施例4取10g含有金属钌和碱金属、碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂在30ml15％硝酸溶液中浸泡24h，然后过滤、洗涤。干燥滤渣，加入5.17gKNO3，然后在空气中550℃焙烧6h，将焙烧后固体溶于10ml水，再加入到10ml5％甘油溶液中。过滤，所得滤液为钌酸钾的甘油溶液，将溶液用100ml容量瓶标定，然后再取0.1ml，用100ml容量瓶标定，用ICP测得钌浓度为9.35ppm，回收率为93.50％。实施例5取10g含有金属钌和碱土金属化合物助剂的活性炭负载钌催化剂废剂在30ml15％硝酸溶液中浸泡10h，然后过滤、洗涤。干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，所述催化剂废剂为活性炭负载钌催化剂废剂，其特征在于，包括以下步骤：预处理步骤：将活性炭负载钌催化剂废剂在酸溶液中浸泡2‑24h，过滤洗涤，得到滤液和滤渣；焙烧步骤：向滤渣中加入碱金属化合物，其中，碱金属质量占活性炭负载钌催化剂废剂质量18‑22％，在300‑600℃下焙烧2‑10h；后处理步骤：将焙烧后的固体用水溶解，然后加入到多羟基醇溶液中，过滤，洗涤，收集滤液，即得碱金属钌酸盐的多羟基醇溶液。

【技术特征摘要】
1.一种以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，所述催化剂废剂为活性炭负载钌催化剂废剂，其特征在于，包括以下步骤：预处理步骤：将活性炭负载钌催化剂废剂在酸溶液中浸泡2-24h，过滤洗涤，得到滤液和滤渣；焙烧步骤：向滤渣中加入碱金属化合物，其中，碱金属质量占活性炭负载钌催化剂废剂质量18-22％，在300-600℃下焙烧2-10h；后处理步骤：将焙烧后的固体用水溶解，然后加入到多羟基醇溶液中，过滤，洗涤，收集滤液，即得碱金属钌酸盐的多羟基醇溶液。2.根据权利要求1所述的以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，其特征在于，所述后处理步骤中水的用量是焙烧后固体质量的8-12倍。3.根据权利要求1所述的以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，其特征在于，所述后处理步骤中多羟基醇溶液的用量是焙烧后固体质量的8-12倍。4.根据权利要求3所述的以碱金属钌酸盐形式回收催化剂废剂中钌的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：江莉龙，倪军，涂子龙，林建新，林炳裕，林科，
申请(专利权)人：北京三聚环保新材料股份有限公司，福州大学化肥催化剂国家工程研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11