一种回收负载型金属催化剂中金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收负载型金属催化剂中金属的方法，所述负载型金属催化剂由载体与负载在载体上的金属活性组分组成，该方法包括：将负载型金属催化剂和一种溶液混合，通入活化气体，在超重力反应器中，在一定温度下充分反应，随后将反应混合物取出，过滤后得到含有金属离子的母液，向该母液中加入还原剂进行还原，再经固液分离回收得到金属；所述的溶液为离子熔融盐和溶剂混合成的混合液，所述的溶剂为水、醇、乙腈或丙酮。本发明专利技术首次将超重力反应器引入到回收负载型金属催化剂中金属中，在超重力反应器中，金属和载体之间的强相互作用被大大削弱，促进金属从载体脱离；并在离子熔融盐和活化气体的协同作用下，提高了金属的回收率。收率。

【技术实现步骤摘要】
一种回收负载型金属催化剂中金属的方法
(一)

[0001]本专利技术涉及一种回收负载型金属催化剂中金属的方法。
(二)
技术介绍

[0002]催化技术是当今重要的高新技术和绿色环保技术之一，也是带来巨大经济效益和社会效益的技术。金属催化剂凭借较高的催化活性和选择性，以及耐高温、抗氧化、耐腐蚀等综合优良特性，在石油化工、精细化工、环保、能源、电子等领域占有极其重要的地位，成为最重要的催化剂材料之一，其中铂、钯、钌、铑、金、铜等是最常用的金属催化剂。近年来，随着石油、化工、环保等产业工艺的快速发展，金属催化剂的使用需求以6％/年的速度持续增长。我国是金属催化剂应用大国，但也是研究和生产小国，催化剂研究和生产、金属回收水平与实际应用严重不符。据统计，世界上每年产生的废催化剂约为50
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70万吨，失活后的催化剂表面的金属含量甚至高于金属矿石中的金属含量。2016
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08
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01生态环境部颁布了《国家危险废物名录》，明确规定了废催化剂属于HW50类危险废物，禁止跨境转移和急需建立废催化剂绿色处置技术准则。因此，从金属催化剂的循环利用，金属使用的未来可持续性，开发一种新的、绿色的、高效的负载型金属催化剂中金属回收方法，是符合世界和我国当前可持续发展要求的，具有重要的社会效益和战略意义。
[0003]目前金属催化剂中回收金属的方法主要有以下两种：1、火法：采用高温熔炼的方式，回收金属。该法方法简单，但能耗高，金属的回收率低。如公开号为CN1223688C的中国专利技术专利，公开了回收废钯/氧化铝催化剂中金属钯的方法，对催化剂中的钯进行回收，回收率达到95％，但这种方法灼烧回收时仍需要较高的能耗。同时，高温熔炼过程中会产生大量的废水、废气，造成严重的环境污染，因此，该法回收金属的方式被严重限制。CN108441647A中介绍了一种火法回收废催化剂中铂的方法，先将废催化剂预处理以除去催化剂中的水分及有机物，而后配入一定量的金属氧化物及碳粉，在1600～2000℃高温熔炼2h，倒出冷却后分相，分别对渣相及金属相进行取样分析。铂回收率大于99％。用该方法回收率高，但所需熔点太高，对熔炼设备要求较高，且富集后的金属相需通过雾化喷粉、碎化、电解等方法才能得到可溶解的铂族金属粉末，过程中产生大量的废水、废气。不符合绿色发展的要求；2、湿法：采用溶剂溶解金属的方式，实现催化剂表面金属的回收。该法具有成本低，回收率高的优点，逐渐成为金属回收的主流方法。然而，采用该法回收金属的现有工艺中也存在部分局限。具有强氧化性和强络合的溶剂被大量采用，如氰化物、王水、双氧水、浓硫酸、浓盐酸才能破坏金属键，达到溶解金属的目的。这导致，在催化剂的回收过程中会产生大量的环境污染和资源浪费。如文献[贵金属，18(4)：29
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31]报道了用氯化浸铂法从废催化剂中回收钯。首先用氯化氢
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双氧水体系浸渍钯，然后通过调控氯化氢和双氧水的浓度，在80℃条件下实现钯的回收，回收率达到97％。但是，该法再使用过程中会产生大量的废液，且使用了强氧化性溶剂，对环境不友好。此外，湿法工艺回收金属，为提高金属的浸出率，往往还需要对催化剂采用如细磨、焙烧、浸渍、还原、微波辅助等联合预处理方法，使得回收金属方式过于复杂化。
[0004]综上所述，上述方法通常需要在高温和/或高压下反应、或者需要进行高温煅烧，或者需要使用具有强腐蚀性、强配位能力的溶剂以实现载体表面金属的提取，同时在上述提取过程中，产生大量的废水、废气且所用到的溶剂在提取后无法达到多次利用、循环使用的目的，并由此引发严重的环境污染及资源浪费。
(三)
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种回收负载型金属催化剂中金属的方法。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种回收负载型金属催化剂中金属的方法，所述负载型金属催化剂由载体与负载在载体上的金属活性组分组成，该方法包括：将负载型金属催化剂和一种溶液混合，通入活化气体，在超重力反应器中，在一定温度下充分反应，随后将反应混合物取出，过滤后得到含有金属离子的母液，向该母液中加入还原剂进行还原，再经固液分离回收得到金属；
[0008]所述的溶液为离子熔融盐和溶剂混合成的混合液，所述的溶剂为水、醇、乙腈或丙酮；
[0009]所述的离子熔融盐选自式(I)～式(V)所示的以熔融状态存在的化合物中的至少一种；
[0010][0011]式(I)中，
[0012]R1为H、CH3或C2H5；
[0013]R2为C
n
H
2n+1
，其中n为整数且0≤n≤14；
[0014]R3为C
k
H
2k+1
，其中k为整数且0≤k≤4；
[0015]X1‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；
[0016][0017]式(II)中，
[0018]R4、R5、R6、R7各自独立为C
m
H
2m+1
或苯基，其中m为整数且0≤m≤6；
[0019]X2‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；
[0020][0021]式(III)中，
[0022]R8、R9、R
10
、R
11
各自独立为C
j
H
2j+1
，其中j为整数且1≤n≤6；
[0023]X3‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；
[0024][0025]式(IV)中，
[0026]R
12
、R
13
各自独立为C
p
H
2p+1
，其中p为整数且0≤n≤6；
[0027]R
14
为C
q
H
2q+1
、硫或氧原子，其中q为整数且0≤n≤6；
[0028]X4‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；
[0029][0030]式(V)中，
[0031]R
15
、R
16
各自独立为C
r
H
2r+1
，其中r为整数且0≤n≤6；
[0032]R
17
为C
s
H
2s+1
、硫或氧原子，其中s为整数且0≤n≤6；
[0033]X5‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根。
[0034]本专利技术所述的“超重力反应器”在现有公开专利中，如中国专利ZL 95107423.7、中国专利ZL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收负载型金属催化剂中金属的方法，所述负载型金属催化剂由载体与负载在载体上的金属活性组分组成，其特征在于：该方法包括：将负载型金属催化剂和一种溶液混合，通入活化气体，在超重力反应器中，在一定温度下充分反应，随后将反应混合物取出，过滤后得到含有金属离子的母液，向该母液中加入还原剂进行还原，再经固液分离回收得到金属；所述的溶液为离子熔融盐和溶剂混合成的混合液，所述的溶剂为水、醇、乙腈或丙酮；所述的离子熔融盐选自式(I)～式(V)所示的以熔融状态存在的化合物中的至少一种；式(I)中，R1为H、CH3或C2H5；R2为C
n
H
2n+1
，其中n为整数且0≤n≤14；R3为C
k
H
2k+1
，其中k为整数且0≤k≤4；X1‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；式(II)中，R4、R5、R6、R7各自独立为C
m
H
2m+1
或苯基，其中m为整数且0≤m≤6；X2‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；式(III)中，R8、R9、R
10
、R
11
各自独立为C
j
H
2j+1
，其中j为整数且1≤n≤6；X3‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；
式(IV)中，R
12
、R
13
各自独立为C
p
H
2p+1
，其中p为整数且0≤n≤6；R
14
为C
q
H
2q+1
、硫或氧原子，其中q为整数且0≤n≤6；X4‑
为氯离子、溴离子、六氟磷酸根、四氟磷酸根、三氟甲磺酰亚胺根、四氟硼酸根或亚胺根；式(V)中，R
15
、R
16
各自独立为C
r
H
2r+1

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳，岳玉学，王赛赛，王柏林，陈志，李飞彪，邵淑娟，李小年，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：