制备用于重金属回收的废催化剂的方法技术

提供了一种制备用于贵金属回收的废贵金属固定床催化剂的方法，包括：a)将所述催化剂加入苛性碱溶液中以洗涤所述废催化剂并制备具有碱性pH的洗涤浆料，其中所述废催化剂已经与氯铝酸盐离子液体催化剂接触，并且其中所述废催化剂包含5至35重量％的氯化物；和b)过滤所述洗涤浆料，并收集：i)滤饼，其中所述废催化剂中的至少70重量％的氯化物被除去和所述贵金属被保留，和ii)洗涤滤液。还提供一种滤饼，其包含具有40至75重量％的固体、25至小于60重量％的滤饼水分含量、0.1至1.5重量％的总贵金属以及0至小于4重量％的残余氯化物含量的洗涤固结饼。

Process for the preparation of spent catalysts for the recovery of heavy metals

Provides a preparation method for the waste of precious metals, precious metals recovery of fixed bed catalyst includes: a) will be the catalyst slurry washing caustic solution to wash the waste catalyst and preparation of alkaline pH, wherein the waste catalyst has been in contact with the chloroaluminate ionic liquid catalyst, and the the waste catalyst containing 5 to 35 wt% B) chloride; and filtering the washing paste, and collect: I) cake, wherein the waste of at least 70 wt.% of the catalyst chloride is removed and the precious metal is retained, and II) wash filtrate. Also provides a filter cake, cake solids, including washing consolidation with 40 to 75 weight percent of 25 to less than the cake moisture content, 60 weight percent of 0.1 to 1.5 wt% of total precious metals and 0 to less than 4 wt% of residual chloride content.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备用于重金属回收的废催化剂的方法本申请与标题为“从滤饼回收铂族金属的冶金萃取技术”的共同申请相关，在此其全文引入本文。
本申请涉及制备一种制备用于贵金属回收的废催化剂的方法，用于实施该方法的装置，以及通过适用于贵金属回收的方法制备的滤饼组合物。
技术介绍
用于从作为贵金属回收前体的废催化剂挤出物中除去消耗的离子液体和提高的氯化物水平的改进方法是需要的。对已经与氯铝酸盐离子液体催化剂接触的那些废贵金属固定床催化剂而言，制备废贵金属固定床催化剂的传统方法不是优选的。需要一种新方法来减少氯化物含量并保留在废催化剂中的贵金属。概述本申请提供了一种制备用于贵金属回收的废贵金属固定床催化剂的方法，包括：a.添加包含一种或多种贵金属的所述废贵金属固定床催化剂至苛性碱溶液中以洗涤所述废催化剂并制备pH为7-12.5的洗涤浆料，其中所述废催化剂已经与氯铝酸盐离子液体催化剂接触，并且其中所述废催化剂包含5至35重量％的氯化物；和b.过滤所述洗涤浆料，并收集：i)滤饼，其中废催化剂中的至少70重量％至100重量％的氯化物被除去，并且90重量％至100重量％的所述一种或多种贵金属被保留，和ii)洗涤滤液。本申请还提供了一种实施权利要求1所述方法的装置，包括：a.用于容纳所述洗涤浆料的混合容器；b.混合容器的入口，其用于将废贵金属固定床催化剂、清水和苛性碱溶液引入所述混合容器；和c.将所述洗涤浆料供给到过滤装置的所述混合容器的出口；其中所述装置被配置以实施权利要求1所述的方法本申请还提供一种适用于贵金属回收的滤饼，其包括：已洗涤的固结饼，其具有40至75重量％的固体、25至小于60重量％的滤饼水分、0.1至1.5重量％的全部贵金属以及0至小于4重量％的氯化物含量，所述氯化物含量比已经与氯铝酸盐离子液体催化剂接触的废贵金属固定床催化剂的初始氯化物含量低至少80重量％。本专利技术可以适当地包括如本文所述的权利要求中的元素，或由其组成或基本上由其组成。附图简介图1是制备用于贵金属回收的废催化剂的方法和装置的实施方案的示意图。图2概述一种废催化剂加入去离子水中，随后进行苛性碱处理的方法的实验结果。图3概述一种废催化剂直接加入苛性碱溶液中的方法的实验结果。图4概述废催化剂和不同助滤剂直接加入苛性碱溶液中的方法的实验结果。术语“离子液体”是指全部由离子组成的低于100℃时为液体的材料。“贵金属”是指在潮湿空气中忍耐氧化和腐蚀的一族金属。它们与更容易氧化和腐蚀的贱金属相反。贵金属的例子包括：钌(Ru)，铑(Rh)，钯(Pd)，银(Ag)，锇(Os)，铱(Ir)，铂(Pt)，金(Au)，和铼(Re)。贵金属被认为珍贵通常是由于它们在地壳中稀少，天然地作为元素金属或矿物和合金。“铂族金属”(PGMs)是化学、物理和结构相似的六种过渡金属元素。PGMs包括铱(Ir)，锇(Os)，钯(Pd)，铂(Pt)，铑(Rh)，钌(Ru)及其混合物。“固定床”是指一种反应器结构，其中，在该结构中使用的催化剂颗粒被固定并且相对于固定的参考坐标系不移动。固定床催化剂是在这些固定床反应器中使用的那些催化剂。“苛性碱溶液”是指轻金属的氢氧化物的水溶液，包括NaOH，KOH及其混合物。“直接添加”是指将一种材料没有中间步骤地添加到另一种材料中。“碱性pH”是指大于7.0的pH，其中pH定义为溶液中氢离子活性aH+的倒数的对数(以10作为底数)；如以下等式所述：“洗涤浆料”是指在液体中颗粒的悬浮液。“ppmw”是指重量百万分率。“加氢再生”是指用于从用过的离子液体催化剂中除去污染物，如混合聚合物以提高催化剂活性的氢化反应。“助滤剂”是可用于过滤预处理中以改善过滤性能，如过滤速率和滤饼质量的惰性材料。“过滤装置”是指在过滤介质的进料侧收集固体、同时使过滤液体通过过滤介质并在过滤介质的背风侧上带走过滤液体的装置。合适的过滤装置和过滤介质描述在“LiquidFiltration”,NicholasP.Cheremisinoff,Butterworth-Heinemann,1998中。“热交换器”是指其主要职责为热传递(交换)的装置，通常从一种流体到另一种流体。专利技术详述图1表示本专利技术一个可能的实施方案的示意图。如图1所示，将清水分批加入到水冷夹套轻轻搅拌的混合容器中，随后以在混合容器中实现约60至100gm/LNaOH为目标，加入特定体积的50重量％NaOH水溶液。混合容器包括通向通气洗涤器的通气孔。在温和搅拌下，将废贵金属固定床催化剂(例如，加氢再生催化剂)直接和缓慢地加入混合容器中至一水平，如在混合容器中的洗涤浆料中约20重量％固体的水平。在加入废催化剂后，将基于固体总量如约20,000ppmw的稻壳灰助滤剂加入到洗涤浆料中。所述固体总量是废催化剂和助滤剂的组合。将废催化剂、助滤剂和苛性碱溶液的混合物在混合容器中缓慢搅拌，例如约20至30分钟。使用pH计定期地测量洗涤浆料的pH，并且当洗涤浆料达到一个稳定pH，如约11.5时，将洗涤浆料泵送至板框压滤机。当所述方法以间歇模式运行时，压滤液的第一次穿透物可以再循环到混合容器或在混合容器之后的储存罐，以避免在可被送到污水处理厂的废水中包含悬浮固体的杂质。取决于过滤固体的目标氯化物含量，可用清水漂洗在板框压滤机中收集的固体。当在每个板上被洗涤的滤饼厚度，如约为17mm时，固体被容易且干净地从板框压滤机排出。排出的固体易于处理，固结，并且它们特别适合于从其中回收一种或多种贵金属。压滤液可以合并并送到废水处理厂。从排出的固体中进一步回收一种或多种贵金属可以在与制备用于贵金属回收的废催化剂的工艺相同的位置实施，或者排出的固体可以离场运输到金属回收装置。直接添加废催化剂以制备洗涤悬浮液：将包含一种或多种贵金属的废催化剂加入到苛性碱溶液中以制备具有7至12.5的洗涤浆料pH的洗涤浆料。在水溶液中，苛性碱溶液可以包含40至150gm/L的所选择的金属氢氧化物，例如40至150克氢氧化钠/升水(对应于3.85至14.2重量％NaOH溶液)。在洗涤浆料中，加入到苛性碱溶液中的废催化剂的量可以在5-30wt％固体之间变化。在一个实施方案中，添加在温和搅拌下进行。在另一个实施方案中，缓慢进行添加。加入可以以如此的方式进行以致在将废催化剂加入苛性碱溶液期间产生的放热被控制在低于环境温度上80℃的增量，例如30至60℃。在一个实施方案中，在将废催化剂加入苛性碱溶液期间，产生比环境温度高0至40℃的放热。在一个实施方案中，冷却混合容器以帮助维持洗涤浆料的温度，例如低于100℃的温度。冷空气，水或任何其它冷却剂的通过都可用于冷却混合容器。在另一个实施方案中，用于实施该方法的装置还包括热交换器以控制混合容器中由水解产生的放热。热交换器类型的例子包括平行流、交叉流或逆流。热交换器的具体设计包括壳管式、板式、再生式和绝热轮式热交换器。酸性离子液体：酸性离子液体可以用作各种类型烃转化的催化剂。这些烃转化的例子包括：烷基化，异构化，加氢裂化，聚合，二聚，低聚，酰化，置换，共聚，加氢甲酰化，脱卤，脱水及其组合。在一个实施方案中，烃转化是链烷烃和烯烃的烷基化。例如，在美国专利US7,432,408和US7,432,409，US7,285,698和2008年7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备用于贵金属回收的废贵金属固定床催化剂的方法，包括：a.将包含一种或多种贵金属的所述废贵金属固定床催化剂加入到苛性碱溶液中以洗涤所述废催化剂并制备pH为7‑12.5的洗涤浆料，其中所述废催化剂已经与氯铝酸盐离子液体催化剂接触，并且其中所述废催化剂包含5至35重量％的氯化物；和b.过滤所述洗涤浆料，并收集：i)滤饼，其中所述废催化剂中的至少70重量％至100重量％的氯化物被除去和所述一种或多种90重量％至100重量％的所述一种或多种贵金属被保留，以及ii)洗涤滤液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.22 US 14/521,1951.一种制备用于贵金属回收的废贵金属固定床催化剂的方法，包括：a.将包含一种或多种贵金属的所述废贵金属固定床催化剂加入到苛性碱溶液中以洗涤所述废催化剂并制备pH为7-12.5的洗涤浆料，其中所述废催化剂已经与氯铝酸盐离子液体催化剂接触，并且其中所述废催化剂包含5至35重量％的氯化物；和b.过滤所述洗涤浆料，并收集：i)滤饼，其中所述废催化剂中的至少70重量％至100重量％的氯化物被除去和所述一种或多种90重量％至100重量％的所述一种或多种贵金属被保留，以及ii)洗涤滤液。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述废贵金属固定床催化剂包含一种或多种铂族金属。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述洗涤浆料的pH为9至12。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述废贵金属固定床催化剂已被用于所述氯铝酸盐离子液体催化剂的加氢再生。5.根据权利要求1所述的方法，还包括将助滤剂加入到所述洗涤浆料中。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述助滤剂包含70至99重量％的二氧化硅。7.根据权利要求所述5的方法，其中基于总固体量，加入到所述洗涤浆料中的所述助滤剂的量为10,000至30,000ppmw。8.根据权利要求5所述的方法，其中所述洗涤浆料的过滤以3.0至12.0Lpm/m2的过滤器洗涤流量进行。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述滤饼具有大于5至25mm的洗涤滤饼厚度。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述滤饼具有25至60重量％的滤饼含水量。11.根据权利要求1所述的方法，其中用于洗涤所述滤饼的水的量为0.20至1.00加仑(0.76至3.785升)水/磅(0.4536千克)所述废催化剂。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述洗涤滤液具有9.0至12.0的洗涤滤液pH。13.根据权利要求1所述的方法，其中所述废催化剂是颗粒状的且具有1.0至10.0mm的颗粒直径。14.根据权利要求1所述的方法，其中在所述废催化剂加入到所述苛性碱溶液期间，产生比环境温度高至多40℃的放热。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述过滤使用孔径为1至100微米的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·巴杜里，H·K·C·蒂姆肯，P·I·卡斯帕尔德，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US