一种贵金属浸出剂及回收废催化剂中贵金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种贵金属浸出剂及回收废催化剂中贵金属的方法。该贵金属浸出剂由离子液体、碘仿、溶剂组成，其中离子液体与碘仿的质量比为30:1～5:1；溶剂与离子液体体积比为10:1～1:1；所述的离子液体的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、硫氰根离子、双腈胺根离子中的一种或几种，阳离子为咪唑类、吡咯烷类、季铵盐类、季鏻盐中的一种或几种。本发明专利技术的贵金属浸出剂具有经济、环保、高效的特点。本发明专利技术提供了一种利用所述贵金属浸出剂从废催化剂中回收贵金属的方法，该方法工艺流程简单、废副排放少、能有效地对废催化剂进行无害化处理并回收其贵金属，实现了废弃资源的循环利用，减少了环境污染，同时提高了社会经济效益。

A precious metal extractant and a method of recovering precious metals from waste catalyst

The invention discloses a precious metal leaching agent and a method for recovering precious metals in waste catalyst. The precious metal extractant is composed of ionic liquid, iodoform and solvent, wherein the mass ratio of ionic liquid to iodoform is 30:1-5:1; the volume ratio of solvent to ionic liquid is 10:1-1:1; the anion of the ionic liquid is one or more of chloride ion, bromine ion, iodine ion, thiocyanate ion and dinitroamine ion, and the cation is imidazole, pyrrolidine and quaternary ammonium salt , one or more of the quaternary phosphonium salts. The precious metal leaching agent has the characteristics of economy, environmental protection and high efficiency. The invention provides a method for recovering precious metals from waste catalyst by using the precious metal extractant. The process flow of the method is simple, the waste by-pass discharge is less, the waste catalyst can be effectively harmless treated and the precious metals can be recovered, the recycling of waste resources is realized, the environmental pollution is reduced, and the social and economic benefits are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种贵金属浸出剂及回收废催化剂中贵金属的方法(一)
本专利技术涉及一种贵金属浸出剂以及利用该贵金属浸出剂回收废催化剂中贵金属的方法。(二)
技术介绍
贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)等8种金属元素。贵金属以高熔点、高沸点、低蒸汽压、抗氧化和耐腐蚀的特性，广泛应用于现代工业中。随着石油、化工、环保等产业的发展，贵金属催化剂的用量逐年增加。催化剂在使用过程中由于中毒、载体易构、炭质积累等问题而失去活性，需要定期对其进行更换，据统计，世界上每年生成废催化剂约为50万～70万吨，而更换下来的催化剂中贵金属含量比相应的矿石更高，因此回收废催化剂中的贵金属是具有很高的经济价值，且符合可持续发展要求的。目前从废催化剂中回收贵金属的方式包括：1、火法：如火法氯化法与高温挥发法、高温熔炼与金属捕集法、焚烧法。该法简单方便，但能耗大，金属回收率低，并且产生的废气、废渣带来了二次环境污染，因此使其应用受到限制。2、湿法：如溶解载体法、全溶法、溶解活性组分法。该法具有成本低、浸出剂回收率高、空气污染小等优点，因此逐渐成为发展趋势。溶解活性组分法是加入试剂直接溶解废催化剂中的贵金属，再从溶液中提取贵金属。文献[WasteManagementt,2012,32(6):1209–1212]报道了硫脲浸出过程，用24g/L硫脲和浓度为0.6％Fe3+在室温下反应2h，约浸出了90％的金和50％的银。然而，尽管金的回收率在90％以上，由于硫脲的消耗量太高，这个过程过于昂贵。文献[ChemicalEngineeringJournal,2015,259:457-466]报道了用碘-双氧水选择性浸出金，在15％的固-液比下，用3％的碘、1％的H2O2，得到了100％的金回收率。在此过程中，需要氧化剂来提高金的回收率，同时减少碘的消耗。然而，氧化剂可能导致碘在金表面的析出，导致金回收率下降。文献[Hydrometallurgy,2014,13(3):305-350]报道了用硫代硫酸盐溶液浸出金。结果表明，采用浓度为0.12M硫代硫酸盐和0.2M氨的溶液反应10h后，浸出了98％的金。硫代硫酸盐浸出工艺的主要障碍是商业应用的效益低。文献[MineralsEngineering,2009,22(4):409–411]报道了以氯化物为反应剂对金进行回收的过程。结果表明，提高提取温度和反应时间有利于金的提取，在873K下反应3600s时的最佳回收率为98.23％。然而，由于氯化物具有很强的腐蚀性，并且需要氧化条件，因此难以应用。综上所述，配制更经济、环保、高效的浸出剂以回收废催化剂中贵金属是非常有意义的。(三)
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种经济、环保、高效的贵金属浸出剂。本专利技术的第二个目的是提供一种基于所述贵金属浸出剂从废催化剂中回收贵金属的方法，该方法工艺流程简单、废副排放少、能有效地对废催化剂进行无害化处理并回收其贵金属，实现了废弃资源的循环利用，减少了环境污染，同时提高了社会经济效益。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种贵金属浸出剂，其由离子液体、碘仿、溶剂组成，其中，离子液体与碘仿的质量比为30:1～5:1；溶剂与离子液体体积比为10:1～1:1；所述的离子液体的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、硫氰根离子、双腈胺根离子中的一种或几种，阳离子为咪唑类、吡咯烷类、季铵盐类、季鏻盐中的一种或几种。本专利技术所述浸出剂在制备时，只需将各组分混合均匀即可。作为优选，所述的离子液体的阳离子为1-丁基-3-甲基咪唑、1-丙基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1-烯丙基-3-甲基咪唑、1-丁基-2,3-二甲基咪唑、N-己基吡啶、N-丁基吡啶、N-辛基吡啶、N-丁基-N-甲基吡咯烷、三丁基一甲基铵和四丁基磷中的一种或几种。作为优选，所述离子液体的阴离子为双腈胺根离子。作为进一步优选，所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑双腈胺盐和/或1-乙基-3-甲基咪唑双腈胺盐。作为优选，所述的溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮或乙腈。进一步优选溶剂为丙酮或乙腈。作为优选，所述离子液体与碘仿的质量比为10:1～5:1。作为优选，所述的贵金属为金、银和/或或铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)。本专利技术进一步提供了一种从废催化剂中回收贵金属的方法，所述的催化剂为负载型催化剂，其中载体为炭载体、氧化物载体或分子筛，活性组分为贵金属，所述方法包括以下步骤：步骤(1)，配制贵金属浸出剂；步骤(2)，浸出金属：将步骤(1)得到的贵金属浸出剂与废催化剂混合，控制贵金属浸出剂与废催化剂的重量比为20:1～2:1，所得混合物在50～150℃、光照条件下超声0.5～10h，超声功率为65～260W；该步骤利用光照产生碘自由基来夺取金属的电子，并利用超声空化能量促使碘自由基的产生，以达到氧化金属，即溶解废催化剂中金属的目的；步骤(3)，固液分离：将步骤(2)处理后的反应体系进行固液分离，分离得到固液两相，液相为含贵金属络合物的离子液体，固相为固体催化剂；步骤(4)，索氏提取：将步骤(3)所得固体催化剂采用索氏提取法分离催化剂载体表面吸附的离子液体，此步骤中索氏提取所用溶剂应与贵金属浸出剂中的溶剂相同，且体积为步骤(2)使用的贵金属浸出剂体积的10～30倍，提取温度为30～180℃，提取时间为12～72h，提取结束后得到催化剂载体，其可继续用于制备催化剂；步骤(5)，还原金属：将步骤(3)得到的液相与步骤(4)得到的液相混合，在10～80℃下加入还原剂搅拌反应，充分反应后进行固液分离，液相利用旋转蒸发法除去溶剂得到重生的离子液体；所得固相为金属，先用去离子水洗涤，再用硝酸洗去贱金属杂质，得到纯贵金属。重生的离子液体可重新用于制备贵金属浸出，即可达到离子液体的循环利用。本专利技术中，所述的废催化剂的载体可以是活性炭、碳纳米管、石墨烯、三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛或分子筛等。所述的活性炭可以为柱状炭或球形炭，粒径10～100目，灰分含量≤6.0wt％，比表面积500～1500m2/g，孔容0.25～2.5mL/g。所述的碳纳米管可以加工成柱状或球形，粒径10～100目，灰分含量≤6.0wt％，比表面积250～1200m2/g，孔容0.2～1.5mL/g。所述的石墨烯可以加工成柱状或球形，粒径10～100目，灰分含量≤6.0wt％，比表面积500～1200m2/g,孔容0.2～2.5mL/g。所述的三氧化二铝可以为γ-Al203，并可加工成柱状或球形，粒径10～100目，比表面积250～800m2/g，孔容0.2～1.2mL/g。所述的二氧化硅可加工成柱状或球形，粒径l0～100目，比表面积250～800m2/g,孔容0.2～2.0mL/g。所述的二氧化钛可加工成柱状或球形，粒径10～100目，比表面积250～800m2/g,孔容0.1～1.2m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种贵金属浸出剂，其特征在于：所述贵金属浸出剂由离子液体、碘仿、溶剂组成，其中，离子液体与碘仿的质量比为30:1～5:1；溶剂与离子液体体积比为10:1～1:1；/n所述的离子液体的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、硫氰根离子、双腈胺根离子中的一种或几种，阳离子为咪唑类、吡咯烷类、季铵盐类、季鏻盐中的一种或几种。/n

【技术特征摘要】
1.一种贵金属浸出剂，其特征在于：所述贵金属浸出剂由离子液体、碘仿、溶剂组成，其中，离子液体与碘仿的质量比为30:1～5:1；溶剂与离子液体体积比为10:1～1:1；
所述的离子液体的阴离子为氯离子、溴离子、碘离子、硫氰根离子、双腈胺根离子中的一种或几种，阳离子为咪唑类、吡咯烷类、季铵盐类、季鏻盐中的一种或几种。


2.如权利要求1所述的贵金属浸出剂，其特征在于：所述的离子液体的阳离子为1-丁基-3-甲基咪唑、1-丙基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1-烯丙基-3-甲基咪唑、1-丁基-2,3-二甲基咪唑、N-己基吡啶、N-丁基吡啶、N-辛基吡啶、N-丁基-N-甲基吡咯烷、三丁基一甲基铵和四丁基磷中的一种或几种。


3.如权利要求1所述的贵金属浸出剂，其特征在于：所述离子液体的阴离子为双腈胺根离子。


4.如权利要求1所述的贵金属浸出剂，其特征在于：所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑双腈胺盐和/或1-乙基-3-甲基咪唑双腈胺盐。


5.如权利要求1-4之一所述的贵金属浸出剂，其特征在于：所述的溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮或乙腈。


6.如权利要求1所述的贵金属浸出剂，其特征在于：所述离子液体与碘仿的质量比为10:1～5:1。


7.一种从废催化剂中回收贵金属的方法，所述的催化剂为负载型催化剂，其中载体为炭载体、氧化物载体或分子筛，活性组分为贵...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰枫，孙嫣霞，芮佳瑶，李小年，赵佳，刘佳媚，郭伶伶，张群峰，许孝良，卢春山，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33