一种从废旧超级电容器回收钌的方法技术

本发明专利技术属于废旧超级电容器回收领域，公开了一种从废旧超级电容器回收钌(Ru)的方法，包括：将废旧二氧化钌超级电容器放电处理后，拆解得到电极片，并粉碎研磨，通过筛网，分离出铝箔和活性材料；将粉体材料在一定温度下焙烧，冷却后加碱熔剂，在高温下熔融反应；用沸水浸取熔冷却后的熔融物并过滤；向滤液中加入无水乙醇，还原生成沉淀后，与浓盐酸反应，并调节PH；用阴离子树脂富集分离滤液中的氯络钌离子，灰化树脂，并用乙醇溶解，加入醋酸钠，高温还原得到单质钌；离心分离，洗涤干燥后得到高纯度钌。该发明专利技术具有工艺简单、成本低、回收纯度高的优点。同时，安全性高，避免了有毒气体的产生和高温通氢还原的隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧超级电容器回收钌的方法
本专利技术主要属于废旧超级电容器回收领域，尤其涉及到从废旧超级电容器回收钌的方法。
技术介绍
随着时代的发展，人们对能源的需求愈发巨大。而超级电容器作为一种新兴的储能元件，具有功率密度大、充放电速度快、使用寿命长、安全性高、能量密度相对较高的优点。因此，超级电容器凭借其优异的性能，被不断被应用于风力发电、太阳能光伏产品、汽车电子、智能仪表、工业UPS电源、航空等众多领域。但随着超级电容器应用范围的不断增加，废旧超级电容器的数量也在以惊人的数量增加。这些报废的超级电容器如果不经过回收处理，不仅造成材料浪费，还会对环境造成破坏。钌的产量十分有限，大部分的矿产钌都产自南非，且每年的矿产量仅20-30t。钌的产量远低于铂钯，我国金川集团贵金属冶炼场2013年的铂钯产量为2.5t，而钌的产量不足100Kg。为了解决有限的钌资源与日益增长的钌需求之间的矛盾，我们很有必要加强对钌二次资源的回收利用。因此，从废旧超级电容器中回收提纯钌不仅具有良好的环境效益和经济效益，还能在一定程度上缓解钌资源的匮乏。现有技术中钌的回收，一般是通过氧化蒸馏、直接氧化、氯化等方式将氧化钌浸出，并通过一系列化学反应将氧化钌转化为氯化钌水溶液，然后通过浓缩烘干，通氢还原的手段得到单质钌。但在回收提纯的过程中，不仅会大量使用次氯酸盐溶液、氯气等化学物，而且往往伴随着四氧化钌、多余氯气等有毒气体的产生。这不仅会对环境造成污染，还会对人体生命安全产生威胁。另外，传统技术的回收纯度较低，通氢还原也会对回收带来巨大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种从废旧超级电容器中回收贵金属钌的方法，实现超级电容器电极材料的有效回收，缓解贵金属钌资源的匮乏，减少超级电容器中二氧化钌对环境的危害，起到保护环境、节约资源的作用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种从废旧超级电容器中回收钌的方法，包括以下步骤：将堆积放电处理后的超级电容器拆解，得到电极片，将电极片粉碎、研磨过筛，得到的粉体材料焙烧冷却后加入碱熔剂进行熔融反应；将得到的碱熔物后用沸水浸出并过滤，在滤液中缓慢滴加无水乙醇，待不再产生沉淀后，滴加浓盐酸，直至沉淀溶解；用阴离子吸附树脂选择性地吸附氯络钌离子；将吸附氯络钌离子后的阴离子吸附树脂灰化，通过醇热还原、离心分离、洗涤干燥得到高纯度的单质钌。进一步的，所述醇热还原、离心分离、洗涤干燥的具体步骤为：将吸附氯络钌离子后的阴离子吸附树脂灰化，用乙醇溶解，加入醋酸钠，在120℃下反应4-6小时，用离心机分离沉淀，用乙醇洗涤后在真空干燥箱内干燥4-6小时，得到具有高纯度单质钌。进一步的，将得到的碱熔物后用沸水浸出并过滤后，滤渣重复进行焙烧冷却后加入碱熔剂进行熔融反应的步骤。进一步的，所述超级电容器为碳基二氧化钌超级电容器。进一步的，所述焙烧冷却后加入碱熔剂进行熔融反应的具体步骤为：将粉体材料在500-900℃下焙烧2小时，冷却后加入碱熔剂，在600-900℃下熔融反应2-3小时，所述碱熔剂为质量比为1：1的NaNO3和NaOH。进一步的，沸水的温度为60℃-95℃。进一步的，所述浓盐酸质量分数为36％。进一步的，将得到的碱熔物后用沸水浸出并过滤后，向滤液中缓慢滴加无水乙醇，待不再产生沉淀后，滴加浓盐酸，在80℃下反应直至沉淀溶解，并调节PH，所述反应在带有搅拌和回流的三颈瓶中进行，反应时间为1-2小时。进一步的，所述调节PH为将溶液PH调节至1.5-2.5，使钌离子在酸性介质下转化为氯络钌离子。进一步的，所述阴离子吸附树脂为D290大孔强碱性阴离子交换树脂。一种从废旧超级电容器中回收钌(Ru)的方法，包括以下步骤：1)将搜集的超级电容器堆积放电处理后，拆解得到电极片；2)将步骤1)得到的电极片进行粉碎和研磨，并通过200-1000目的筛网，分离出铝箔并得到粉体材料；3)将步骤2)得到的粉体材料在500-900℃下焙烧2小时，冷却后加入碱熔剂，在600-900℃下熔融反应2-3小时；4)冷却步骤3)得到的碱熔物后，用沸水浸出，并过滤，滤渣重复用于步骤3)；5)向步骤4)得到的滤液中缓慢滴加无水乙醇，待不再产生沉淀后，滴加浓盐酸，在80℃下反应直至沉淀溶解，并调节PH；6)用阴离子吸附树脂选择性地吸附氯络钌离子；7)灰化步骤6)的阴离子吸附树脂，并用乙醇溶解，加入适量醋酸钠，在120℃下反应4-6小时，得到单质钌沉淀，反应后的乙醇溶液可继续使用或用于步骤5)；8)用离心机分离出步骤7)得到的黑色沉淀，用乙醇洗涤后在真空干燥箱内干燥4-6小时，得到具有高纯度单质钌。有益效果本专利技术提出了一种从废旧超级电容器中回收分离钌的思路与方法。首先对拆解得到的电极片材料进行粉碎、灼烧，去除碳基材料和有机物；然后利用传统熔融的方法，将钌元素浸出，利用无水乙醇和浓盐酸发生反应并调节PH，将钌酸盐离子转为氯络钌离子；再通过阴离子吸附树脂选择性地吸附氯络阴离子，达到富集分离钌元素的效果；最后通过醇热还原、离心分离、洗涤干燥得到高纯度的单质钌。该专利技术具有工艺简单、成本低、回收纯度高的优点。同时，安全性高，避免了有毒气体的产生和高温通氢还原的隐患。附图说明图1为本专利技术技术方案的流程示意图。具体实施方式以下以具体实施案例来说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此。一种从废旧超级电容器中回收钌(Ru)的方法，包括以下步骤：1)将搜集的超级电容器堆积放电处理后，机械拆解得到电极片；2)将步骤1)得到的电极片进行粉碎和研磨，并通过200-1000目的筛网，分离出铝箔并得到粉体材料；3)将步骤2)得到的粉体材料在500-900℃下焙烧2小时，冷却后加入碱熔剂，在600-900℃下熔融反应2-3小时；4)冷却步骤3)得到的碱熔物后，用沸水浸出，并过滤，滤渣重复用于步骤3)；5)向步骤4)得到的滤液中缓慢滴加无水乙醇，待不再产生沉淀后，滴加浓盐酸，在80℃下反应直至沉淀溶解，并调节PH；6)用阴离子吸附树脂选择性地吸附氯络钌离子；7)灰化步骤6)的阴离子吸附树脂，并用乙醇溶解，加入适量醋酸钠，在120℃下反应4-6小时，得到单质钌沉淀，反应后的乙醇溶液可继续使用或用于步骤5)；8)用离心机分离出步骤7)得到的黑色沉淀，用乙醇洗涤后在真空干燥箱内干燥4-6小时，得到具有高纯度单质钌。此方法中，所述超级电容器为碳基二氧化钌超级电容器。此方法中，步骤3)所述碱熔剂为质量比为1：1的NaNO3和NaOH。此方法中，步骤4)中沸水的温度为60℃-95℃，在保证碱熔物完全溶解的情况下，使水的量尽可能的少，保证后续反应中加入浓盐酸后的浓度。此方法中，步骤5)所述浓盐酸质量分数为36％。此方法中，步骤5)中的反应在带有搅拌和回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废旧超级电容器中回收钌的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将堆积放电处理后的超级电容器拆解，得到电极片，将电极片粉碎、研磨过筛，得到的粉体材料焙烧冷却后加入碱熔剂进行熔融反应；将得到的碱熔物后用沸水浸出并过滤，在滤液中缓慢滴加无水乙醇，待不再产生沉淀后，滴加浓盐酸，直至沉淀溶解；用阴离子吸附树脂选择性地吸附氯络钌离子；将吸附氯络钌离子后的阴离子吸附树脂灰化，通过醇热还原、离心分离、洗涤干燥得到高纯度的单质钌。/n

【技术特征摘要】
1.一种从废旧超级电容器中回收钌的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将堆积放电处理后的超级电容器拆解，得到电极片，将电极片粉碎、研磨过筛，得到的粉体材料焙烧冷却后加入碱熔剂进行熔融反应；将得到的碱熔物后用沸水浸出并过滤，在滤液中缓慢滴加无水乙醇，待不再产生沉淀后，滴加浓盐酸，直至沉淀溶解；用阴离子吸附树脂选择性地吸附氯络钌离子；将吸附氯络钌离子后的阴离子吸附树脂灰化，通过醇热还原、离心分离、洗涤干燥得到高纯度的单质钌。


2.根据权利要求1所述的从废旧超级电容器回收钌的方法，其特征在于，所述醇热还原、离心分离、洗涤干燥的具体步骤为：将吸附氯络钌离子后的阴离子吸附树脂灰化，用乙醇溶解，加入醋酸钠，在120℃下反应4-6小时，用离心机分离沉淀，用乙醇洗涤后在真空干燥箱内干燥4-6小时，得到具有高纯度单质钌。


3.根据权利要求1所述的从废旧超级电容器回收钌的方法，其特征在于，将得到的碱熔物后用沸水浸出并过滤后，滤渣重复进行焙烧冷却后加入碱熔剂进行熔融反应的步骤。


4.根据权利要求书1所述的从废旧超级电容器回收钌的方法，其特征在于，所述超级电容器为碳基二氧化钌超级电容器。


5.根据权利要求书1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅辉，肖杰，刘秋彤，魏明锐，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42