堿熔法回收廢釕炭中的釕

杜繼山(陜西瑞科新材料股份有限公司， 陜西 寶雞 721013)

堿熔法回收廢釕炭中的釕

杜繼山(陜西瑞科新材料股份有限公司， 陜西 寶雞 721013)

以活性炭為載體的某含釕廢催化劑為原料，采用焚燒、堿熔、浸出，并考察了氧化、吸收過(guò)程的適宜工藝條件。由于回收成釕粉后續(xù)工藝較難實(shí)現(xiàn)，本研究最終以回收的RuCl3為成品。結(jié)果表明，釕的回收率可以達(dá)到96%。

催化劑；釕；回收；堿熔法

0 引言

Ru-C催化劑主要用于醫(yī)藥化工加氫催化過(guò)程中，使用一段時(shí)間后變性失活，需要定期更換，其釕的催化劑成為回收釕的二次資源，催化劑使用過(guò)程中，釕因失活而變性。催化劑效率降低，還會(huì)吸附一部分有機(jī)物，硫等雜質(zhì)，對(duì)釕的回收造成不利影響，催化劑中C載體含量高達(dá)95%，回收困難，且釕不溶于王水等強(qiáng)酸。因此，研究采用焚燒除有機(jī)物和炭、堿熔法后浸出釕的實(shí)驗(yàn)方案。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

本研究所用廢釕炭主要為醫(yī)藥化工加氫失活后的催化劑，其中含有釕元素9.8%、銅0.13%、鐵0.27%、鎳0.2%、碳89.6%,其他有機(jī)物為0.4%,廢催化劑中釕的含量為50Kg/t，具有很高的回收價(jià)值，但物料成份復(fù)雜，除含有較多的銅、鐵、鎳等賤金屬外，還有少量的有機(jī)雜質(zhì)，造成了釕的回收困難。

1.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程

將原料于不銹鋼鐵盒中進(jìn)行自然焚燒(由于含有有機(jī)物)較易燃燒，消除碳及其他有機(jī)物的影響，后收集含釕灰分加堿進(jìn)行熔溶之后熱水浸出，實(shí)驗(yàn)工藝流程圖1所示。

在該流程中，廢料用NaOH、NaNO3、堿熔時(shí)物料中的賤金屬也帶入水浸液中增加了回收精煉的難度，通過(guò)鹽酸吸收四氧化釕氣體生成RuCl3純度較高。

2 結(jié)果與討論

2.1 堿熔

根據(jù)物料的重量先將NaOH、NaNO3按一定比例加入Ru灰攪拌均勻后在馬弗爐中800℃熔溶3小時(shí)，冷卻至常溫。

發(fā)生反應(yīng)為：

O2+ NaNO3+2NaOH→Na2RuO4+NaNO2+H2O

2.2 將含Ru廢催化劑適量，裝入大小適量的不銹鋼盒中點(diǎn)燃，自燃24小時(shí)后活性炭充分灰化，收集灰份稱重待用

圖1

2.3 水浸

將冷卻好的Ru鹽于90℃熱水中浸出后過(guò)濾，濾液待用，濾渣重復(fù)上述操作。

2.4 氧化吸收

將收集的水浸液加入反應(yīng)斧中，緩慢升溫至60℃后加入NaClO3進(jìn)行氧化，攪拌產(chǎn)生的氣體用20%鹽酸進(jìn)行吸收。

發(fā)生的反應(yīng)：

3Na2RuO4+NaClO3+3H2SO4→3RuO4+3Na2SO4+NaCl+3H2O

4RuO4+12HCl→4RuCl3+6H2O+5O2↑

2.5 濃縮、烘干

將上述2.4中的吸收液于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中100℃減壓濃縮于濃稠后取出放入防酸真空烘箱70℃24小時(shí)烘干得較純的RuCl3固體稱重，以37%的Ru的回收率為98%。

3 結(jié)語(yǔ)

由于釕不溶于王水等強(qiáng)酸，用普通方法回收過(guò)程中工藝使用不當(dāng)，釕回收率會(huì)大大降低，本研究運(yùn)用了釕的8價(jià)態(tài)具有揮發(fā)性的特點(diǎn)，容易將Ru于其他賤金屬進(jìn)行分離，所制的RuCl3純度好，回收率高達(dá)98%。

[1]余建民.貴金屬分離與精煉工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

[2]王永錄,劉正華.金、銀及鉑族金屬再生回收[M].中南大學(xué)出版社，2005.

杜繼山(1983- ) 男，漢族，陜西南鄭，本科，助理工程師，研究方向：貴金屬催化劑的回收。