一种含钯废料绿色回收钯的方法技术

本发明专利技术主要属于再生贵金属领域，涉及一种含钯废料绿色回收钯的方法，所述方法首先将含钯废料进行球磨、焙烧、还原、蒸馏等预处理，然后以Fe

【技术实现步骤摘要】
一种含钯废料绿色回收钯的方法
本专利技术主要属于再生贵金属领域，涉及一种含钯废料绿色回收钯的方法，具体涉及一种铁离子氧化、阴离子交换树脂选择吸附钯和尾液循环的方法。
技术介绍
钯由于其独特的物化性能如抗腐蚀、良好的热稳定性和催化活性，广泛应用于航空航天、军工、电子电器、交通、石油化工等现代科技和工业领域中，被称为“现代工业维他命”，是重要的战略金属。钯主要产于南非、美国、加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国，在这些国家，钯的储量占全球总量的99%以上。2017年，我国钯消耗量为82吨，预计到2025年将达到110吨，而我国钯资源极其匮乏，对外依存度高达98%以上，严重威胁我国钯的供给安全。从含钯废料中回收钯是解决我国钯资源短缺的最重要的途径之一。近年来，钯回收成为研究的重点。中国专利技术专利（201410199551.5）公开了一种从失效贵金属催化剂中回收钯的方法，将焙烧后的含钯催化剂在HCl（4-7mol/L）溶液中通入含氯气体浸出钯，再用铁粉或锌粉置换得到钯富集物，最后用HCl-NaClO3对富集物进行提纯。该方法具有钯回收率高的特点，但通入的含氯气体利用效率不高，环境污染严重，同时置换得到的钯富集物纯度不高，需要更一步纯化处理，物耗能耗高、废水量大。中国专利技术专利（201410428312.2）公开了一种从废钯/氧化铝催化剂中回收钯的方法，采用氯气、氯酸钠、氯酸钾、双氧水等为氧化剂溶解钯，硫化钠沉淀得到硫化钯，再对钯进行精炼。该方法回收率高，但在反应过程中会生成大量的氯气，并产生大量的废水，环境负担重。中国专利技术专利（201410269689.8）公开了一种先溶解氧化铝载体，再用HCl-NaClO氧化浸出钯的方法。该方法钯的回收率高、产品纯度高，但溶解载体消耗大量的试剂，且氧化浸出钯会生成氯气，同时废水不能循环使用。中国专利技术专利（03126465.4）公开了一种钯碳催化剂回收钯的方法，采用焚烧-甲酸钠还原-王水溶解-阳离子交换树脂除杂-还原等工序得到钯纯度99.95%以上的钯。该工艺钯回收率高，但王水溶解存在环境污染严重且浸出液不能循环利用，废水产生量大。中国专利技术专利（申请号201510188567.0）公开了一种铜镍合金中钯回收工艺，采用硫酸和硝酸对铜镍合金进行溶解，调节pH值后用硫化钠沉淀，最后用王水溶解硫化钯。该方法虽能有效将钯回收，但工艺流程长，废水量大，且使用王水存在严重的环境问题。中国专利技术专利（201610515116.8）公开了一种从废旧手机电子元器件中回收钯的方法，先将电子元器件破碎、球磨后，再用HCl-CuCl2-NaClO氧化浸出钯，最后用入TOA-TBP-磺化煤油体系萃取分离钯。该方法流程较短、毒性较低，但反应过程中仍会产生氯气，同时浸出率低（<95%），钯的总回收率仅92%左右。中国专利技术专利（201010523220.4）公开了一种用王水溶解废旧计算机及其配件中贵金属的方法，贵金属回收率高（>98%），但环境污染严重，废水量大。综上，现有的钯提取工艺存在氧化剂毒性大或反应过程生成有毒气体、物耗能耗高、环境污染严重、废水产生量大等问题。因此，亟需研发无毒、绿色氧化剂、物耗能耗低、废水循环利用的钯高效提取方法。
技术实现思路
针对传统回收钯工艺采用王水、氰化物、氯酸钠、氯气、双氧水等为氧化剂提取钯存在产生氯气、酸消耗量大、废水量高等问题，本专利技术提供一种绿色、经济、环保的回收钯的方法，本专利技术所述方法采用Fe3+为氧化剂，杜绝了生成氯气的副反应发生；同时用阴离子交换树脂选择性吸附[PdCl4]2-，实现尾液循环利用；最后经解吸、还原得到单质钯。本专利技术的原理如下。氧化络合：Pd+4Cl-+2Fe3+→[PdCl4]2-+2Fe2+阴离子交换树脂吸附[PdCl4]2-（以R410哌啶树脂为例）：[PdCl4]2-+2RCl→R2PdCl4+2Cl-阴离子交换树脂脱附钯：R2PdCl4+4NH3→2RCl+[Pd(NH3)4]Cl2钯的还原（以水合肼为例）：2[Pd(NH3)4]Cl2+N2H4→2Pd↓+N2↑+4NH3↑+4NH4Cl。Fe2+氧化为Fe3+（以氧气为例）：4Fe2++O2+4H+→4Fe3++2H2O本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含钯废料绿色回收钯的方法，所述方法采用钯氧化络合剂用于提供氧化剂Fe3+以及提供酸性环境；通过采用所述钯氧化络合剂对所述含钯废料进行浸出反应，在酸性环境中，钯被Fe3+氧化并与氯离子络合产生[PdCl4]2-进入液相，得到含有[PdCl4]2-的含钯浸出液，采用阴离子交换树脂选择性吸附所述含钯浸出液中的[PdCl4]2-，对吸附[PdCl4]2-的阴离子交换树脂进行解吸、还原，得到高纯度单质钯。进一步地，所述钯氧化络合剂的组分包括FeCl3、酸、氯盐，各组分的浓度为：Fe3+0.1-1.0mol/L；H+0.1-10.0mol/L；Cl-0.1-6.0mol/L；钯氧化络合剂中同时包括了酸、氯盐，与传统技术中单纯采用酸相比，添加氯盐能够提高氯离子浓度，同时降低了酸使用量，进而可以降低氢离子浓度和避免氯气产生，并且提高了对钯的氧化络合能力。其中，所述氯盐为氯化钠、氯化镁、氯化钾中一种或一种以上；所述酸为盐酸、硫酸、磷酸中一种或一种以上。进一步地，控制浸出的过程中，浸出反应温度40-100℃，浸出时间30-240min。进一步地，所述阴离子树脂为R410螯合哌啶树脂、9335型树脂、聚酰胺树脂和P950哌啶树脂中的一种。用阴离子交换树脂选择性吸附钯，能够实现钯离子与阳离子高效分离。进一步地，所述解吸产生的尾液的成分包括H+、Fe3+、Fe2+和Cl-，所述方法还包括对解吸产生的尾液经过处理后循环利用步骤，具体为：通过空气、氧气或双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，氧化后尾液能够用于所述浸出过程，用于所述含钯废料中钯的氧化络合。进一步地，对吸附[PdCl4]2-的阴离子交换树脂进行解吸、还原，得到纯度≥99%的单质钯，回收率≥95.3%。进一步地，所述含钯废料包括废含钯催化剂、电子元器件和废旧钯合金中的一种或一种以上。进一步地，在对所述含钯废料中的钯氧化络合之前，所述方法还包括预处理步骤，以实现对所述含钯废料进行除杂、活化；通过所述预处理步骤能够提高钯的回收率；根据含钯废料成分及物化性质，选择所述预处理的方式，所述预处理的方式包括球磨、焙烧、还原、破碎、蒸馏中的一种或一种以上。本专利技术的有益技术效果：1）本专利技术所述方法以Fe3+为氧化剂，在酸性体系中钯被氧化并与氯离子络合进入液相，浸出液通过阴离子交换树脂选择性吸附[PdCl4]2-，最后解吸、还原得到单质钯，Fe2+被氧化为Fe3+后循环利用。开发了Fe3+氧化络合、阴离子树脂选择性吸附钯工艺，实现了钯绿色回收和尾液循环利用；具有物耗能耗低、贵金属提取率高、成本低、绿色环保等优点，适合于工业化生产。2）与传统技术中采用氯气、氯酸钠、氯酸钾等为氧化剂溶解钯相比，本专利技术所述方法采用Fe3+为氧化剂，能够杜绝氯气的生成，具有经济、绿色和环保的特点；3）本专利技术所述方法以阴离子交换树脂选择性吸附[PdCl4]2-，能够实现[PdCl4]2-与溶液中阳离子分离完全，经解吸、还原得到的钯产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含钯废料绿色回收钯的方法，其特征在于，所述方法采用钯氧化络合剂用于提供氧化剂Fe3+以及提供酸性环境；通过采用所述钯氧化络合剂对所述含钯废料进行浸出反应，在酸性环境中，钯被Fe3+氧化并与氯离子络合生成[PdCl4]2‑进入液相，得到含有[PdCl4]2‑的含钯浸出液，采用阴离子交换树脂选择性吸附所述含钯浸出液中的[PdCl4]2‑，对吸附[PdCl4]2‑的阴离子交换树脂进行解吸、还原，得到高纯度单质钯。

【技术特征摘要】
1.一种含钯废料绿色回收钯的方法，其特征在于，所述方法采用钯氧化络合剂用于提供氧化剂Fe3+以及提供酸性环境；通过采用所述钯氧化络合剂对所述含钯废料进行浸出反应，在酸性环境中，钯被Fe3+氧化并与氯离子络合生成[PdCl4]2-进入液相，得到含有[PdCl4]2-的含钯浸出液，采用阴离子交换树脂选择性吸附所述含钯浸出液中的[PdCl4]2-，对吸附[PdCl4]2-的阴离子交换树脂进行解吸、还原，得到高纯度单质钯。2.根据权利要求1所述一种含钯废料绿色回收钯的方法，其特征在于，所述钯氧化络合剂的组分包括FeCl3、酸、氯盐，各组分的浓度为：Fe3+0.1-1.0mol/L；H+0.1-10.0mol/L；Cl-0.1-6.0mol/L；其中，所述氯盐为氯化钠、氯化镁、氯化钾中一种或一种以上；所述酸为盐酸、硫酸、磷酸中一种或一种以上。3.根据权利要求1或2所述一种含钯废料绿色回收钯的方法，其特征在于，控制浸出的过程中，浸出反应温度40-100℃，浸出时间30-240min。4.根据权利要求1所述一种含钯废料绿色回收钯的方法，其特征在于，所述阴离子树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张深根，丁云集，刘波，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11