一种从含铂氧化铝废催化剂中浸出铂的方法

本发明属于湿法冶金，具体的说，涉及一种氯离子-过氧化氢体系从含铂氧化铝废催化剂中浸出铂的方法。

背景技术：

1、铂具有良好的高温抗氧化性，延展性，导热性和导电性，在医学药物、石油化工、电子设备、珠宝以及催化剂的制造过程中扮演着重要的角色。其中含铂氧化铝催化剂(氧化铝为载体、铂为活性物质)在丙烷脱氢过程中发挥着关键作用，归因于它可以促使丙烷向丙烯转化。然而，当这些催化剂经历持续的循环使用后，由于碳质和其他污染物在其表面上的沉积，导致含铂氧化铝催化剂不可避免地失去催化活性并被大量堆放等待处理。从经济和环境的角度来看，含铂氧化铝废催化剂的大量堆放不仅会带来了重大的环境污染挑战，也造成铂资源的潜在浪费。同时随着铂的自然资源的枯竭以及人们对铂的需求量的不断增加，清洁的、高效的处理废催化剂不仅可以确保铂的可持续供应，减少浪费和节约宝贵资源，也可以缓解废物堆放带来的环境压力。

2、针对从废催化剂中铂的回收以及渣相的综合处理已经在工业生产中引起了极大关注，这反映出铂作为贵金属的重要性以及对可持续资源管理实践的日益增长的需求。对此学者们提出并研究了几种从废催化剂中提取铂的方法，主要包括火法冶金、湿法冶金及其组合。其中湿法冶金由于其温和的反应条件，潜在的高回收率，更安全以及更广泛的适用性，被认为是回收铂的一种很有前途的策略。但含铂氧化铝催化剂具有铂含量低，通常小于0.4wt％，且铂主要以单质形式存在并被载体氧化铝包裹，浸出难度更大。目前在湿法冶金回收铂的方法，通常先碱浸溶解负载基体(氧化铝)，即以氢氧化钠或氢氧化钾为溶剂将氧化铝转变为铝酸盐，解除氧化铝载体对单质铂的包裹及后续浸出的影响，并使得铂被富集在渣相中，渣相在氧压条件下浸出铂，氧压浸出时加入氰化钠与铂形成稳定络合物。

3、在碱浸过程中，在氧化铝转变为铝酸盐的反应过程中，溶液的ph值会随着反应进程而发生变化，一旦ph值控制不利，很容易出现氧化铝水解并形成胶体，给固液分离和后续渣相中铂的回收造成较大困难。在氧压浸出过程中，氰化物的剧毒性，带来严重的环境风险和监管挑战，且氧压浸出设备也有更高要求，且由于原料中杂质离子会与氰化物竞争结合，减少氰化铂的形成原因，以及氰化物浸出过程中反应条件无法稳定控制的原因，使得铂的浸出率不稳定，浸出率较低，普遍低于90％，导致铂资源被浪费。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中存在的问题，本发明以盐酸作为溶剂，氯化铝作为氯离子补充剂，过氧化氢与氯酸钠作为氧化剂，提供一种高效、经济回收废含铂催化剂中铂的新方法。该方法，一步浸出即实现了低含量废含铂氧化铝催化剂中铂的有效回收，且铂的浸出率可达97％，不仅显著提高了铂的回收率，且整个浸出过程酸度稳定，避免了氧化铝的水解和胶体的生成，同时与废催化剂相比，残渣中的al2o3纯度显著提高，在后续可以将残渣中的al2o3回收再利用，整个流程清洁高效，符合清洁生产和资源化利用的要求。

2、为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

3、所述的从含铂氧化铝废催化剂中浸出铂的方法包括以下步骤：

4、(1)将含铂氧化铝废催化剂粉碎；

5、(2将粉碎后的含铂氧化铝催化剂中加入固态alcl3和盐酸溶液；

6、(3)向步骤(2)的溶液中加入氧化剂浸出；

7、(4)固液分离，得浸出渣和滤液。

8、进一步的，步骤(2)所述的氧化剂为h2o2和naclo3。

9、进一步的，步骤(2)在浸出反应结束前10min内完成h2o2和naclo3的加料。

10、进一步的，所述的alcl3的加入量与废催化剂的质量比为0.005-0.25。

11、进一步的，盐酸溶液的初始浓度为3-7mol/l，液固比为2-6ml/g。

12、进一步的，h2o2和naclo3的总加入量为0.5-3.0ml/g废催化剂。

13、进一步的，步骤(3)的浸出在非接触式超声波发生设备进行。

14、进一步的，步骤(2)的浸出时间为0.5-5.0h，浸出温度为40-100℃。

15、进一步的，超声功率0-6.67w/cm3。

16、进一步的，步骤(4)的浸出渣在非接触式超声波与磁力搅拌器的作用下，使用去离子水洗涤0-10次，每次洗涤5-30min。

17、本发明的有益效果：

18、本发明在对废含铂氧化铝催化剂的铂回收时，在浸出过程中同时使用氯酸钠和过氧化氢作为氧化剂，并在浸出时加入固体氯化铝，只需要一步浸出，即可实现低含量、且以单质形式存在的废催化剂中铂的高浸出率，相对于目前含铂物料需采用两步浸出才能实现较高浸出率的现状，本发明极大地简化了铂的浸出流程，降低了铂的回收成本；不仅如此，本发明相对于现有废含铂氧化铝催化剂需要先碱浸去除氧化铝影响，然后再氧压浸出的技术，本发明不需要对氧化铝做额外浸出处理，同样实现铂的高浸出，且不存在氧化铝水解、生成胶体、使用剧毒氰化物、以及使用较高要求设备的问题，极大地降低了废含铂氧化铝催化剂中铂的回收成本，提高了安全性。

19、本发明同时使用氯酸钠和过氧化氢作为氧化剂，不仅可以提高反应体系的氧化还原电位，同时二者还会与盐酸之间生成cl2，促进cl2与废催化剂中的pt形成可溶性的[ptcl6]2-。

20、本发明通过加入固态alcl3，在浸出时，可有效补充失去的氯离子，保证浸出体系中足够的氯离子数量，不仅如此，固态alcl3具有调整浸出体系氯离子量的作用，即便是浸出过程中氯持续转变为cl2，也能保证系统氯离子的稳定，保证反应体系存在足够的cl离子数量，从而与pt形成[ptcl6]2-来浸出铂，为铂的一步高浸出率提供了保证，使铂的浸出率提高至97％左右，与常规浸出工艺相比，pt的回收率提高了约15％。且后续反应后残渣中al2o3具有较高的纯度，可直接用于生产其他催化剂。

21、本发明通过在超声条件下浸出，可以改善氯离子-双氧水体系内部的均匀性，降低反应所需的活化能，进一步提高铂的浸出率。

22、本发明实现了铂的一步、高效浸出，达到了清洁生产和资源的综合利用的目的。

技术特征：

1.一种从含铂氧化铝废催化剂中浸出铂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述的氧化剂为h2o2和naclo3。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（2）在浸出反应结束前10 min内完成h2o2和naclo3的加料。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述的alcl3的加入量与废催化剂的质量比为0.005-0.25。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，盐酸溶液的初始浓度为3-7mol/l，液固比为2-6ml/g。

6.根据权利要求4所述的方法，h2o2和naclo3的总加入量为0.5-3.0ml/g废催化剂。

7.根据权利要求1、2、3、5或6任一项所述的方法，其特征在于，步骤（3）的浸出在非接触式超声波发生设备进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤（2）的浸出时间为0.5-5.0h，浸出温度为40-100℃。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，超声功率0-6.67w/cm3。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）的浸出渣在非接触式超声波与磁力搅拌器的作用下，使用去离子水洗涤0-10次，每次洗涤5-30min。

技术总结本发明涉及一种从含铂氧化铝废催化剂中浸出铂的方法，属于湿法冶金领域，本发明采用湿法冶金法回收废含铂氧化铝催化剂中的铂，以盐酸对含铂氧化铝催化剂超声条件下浸出，通过在浸出过程中加入氯酸钠和过氧化氢，并同时加入固态氯化铝，一步浸出即实现了低含量废含铂氧化铝催化剂中铂的有效回收，且铂的浸出率可达97%，不仅显著提高了铂的回收率，且整个浸出过程酸度稳定，避免了氧化铝的水解和胶体的生成，同时与废催化剂相比，残渣中的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;纯度显著提高，在后续可以将残渣中的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;回收再利用，整个流程清洁高效，符合清洁生产和资源化利用的要求。技术研发人员：张利波,刘文,夏洪应,徐英杰受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9