郑远东，廖秋玲
（徐州北矿金属循环利用研究院，江苏徐州221006）
摘要：介绍了一种从在α-Al2O3载体废催化剂回收铂的新工艺。废催化剂采用焙烧、氯化浸出、固液分离、离子交换等方法进行逐步处理，最终可得到纯铂。该工艺铂回收率约为95%，纯度大于99.95%。工艺流程短，铂回收率高，对环境无危害。
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关键词 ：废铂；α-Al2O3；回收
中图分类号：X74文献标识码：A文章编号：１００８－９５００（２０15）01－００38－０2
在石油精炼、化工、环保等领域，广泛使用载体催化剂。其中起催化作用的活性成分——铂族金属在使用一段时间后，由于表面积炭、中毒、活性组分氧化等原因导致催化活性丧失而报废，需要对其中经济价值很高的贵金属成分进行回收再利用。
作为催化剂载体的物质是多种多样的，前几年废铂催化剂载体通常是γ-Al2O3型的。对这种废铂催化剂，采用徐州北矿金属循环利用研究院和北京化工冶金研究院共同开发的“混酸全溶—离子交换”技术来回收铂，取得了良好的效果。此项技术在我国石化系统也得到了广泛的推广应用。
近几年来，随着α-Al2O3载体废催化剂的增多，载体已难以用混酸全溶。因此科研人员在原工艺的基础上开发了一项新型技术来专门处理α-Al2O3型载体的废铂催化剂。
1工艺介绍
本研究提出的从α-Al2O3载体废催化剂中回收铂工艺为物料先经焙烧，再氯化浸出，然后进行固液分离。所得溶液用离子交换树脂吸附铂，使铂在树脂上得以富集和净化，再对负载树脂进行淋洗。得到铂的碱性淋洗液，淋洗液经酸化、沉铂及精制后得到纯海绵铂产品。
2工艺流程
从α-Al2O3载体废催化剂中回收铂工艺流程见图1。
2.1焙烧
焙烧的目的是除去废催化剂表面的有机物和碳，避免生产中冒槽现象的产生。将催化剂放置于1Cr18Ni9Ti不锈钢托盘中，摆放在RX3-75-9箱式电阻炉内，通电加热进行焙烧。电阻炉额定功率为75kW，额定温度为950℃，足以满足所需焙烧温度550~650℃的要求。
2.2氯化浸出
将焙烧后的废催化剂置于搪瓷反应釜内用盐酸和氧化剂浸出铂。
在盐酸介质中，氧化剂NaClO3产生下列反应。
ClO3-+6H++5Cl-=3Cl2+3H2O（1）
2ClO3-+4H++2Cl-=Cl2+2ClO2+2H2O（2）
2ClO2=Cl2+2O2（3）
废催化剂在溶液中发生下列反应。
3Pt+2ClO3-+12H++16Cl-=3PtClO62-+6H2O（4）
反应结束后进行了多批次分析分析。数据表明，铂浸出率大于97%，Al2O3渣率在80%左右，可见有少部分Al2O3载体和盐酸反应生成AlCl3进入了浆液。
在试验阶段，研究人员还偿试了用混酸（HCl+H2SO4）加氧化剂来浸出铂。试验结果证明，铂的浸出效果良好。但Al2O3渣率较高，达到85%以上，渣中夹杂的铂量也由此增多，并且浸出液受硫酸铝影响浑浊度高，不利于浆液澄清，故弃用。
2.3固液分离
反应结束后，加水稀释冷却，然后用过滤设备对浸出浆液和Al2O3不溶固体渣进行分离。分离后，渣装袋作废弃物处理，所得的浆液静置自然澄清，待分层后上清液抽出送离子交换，沉淀浆渣则用水多次漂洗后，采用离心设备甩干作进一步固液分离处理，所得滤液返回供离子交换，渣则废弃。
2.4离子交换
选用的阴离子交换树脂为R410哌啶树脂。在适当酸度下，树脂上的功能原子与铂族金属离子发生配位反应，形成小分子螯合物的稳定结构。固液分离出的清液送树脂交换，在树脂上发生下列反应。
2RCl+PtCl62-=R2PtCl6+2Cl-（5）
PtCl62-离子吸附在树脂上得以富集，并与氯化铝及其它贱金属离子实现了分离。饱和的负载树脂用碱液淋洗，产生的碱性含铂溶液送提纯室提取铂，淋洗后的树脂用盐酸再生后可重复使用。
2.5沉淀铂
碱性淋洗液经盐酸酸化和H2O2氧化后，用加热器加热浓缩至原体积的一半左右，冷却过滤，滤液再加热，边搅拌边加入固体氯化铵（直至无沉淀为止），冷却过滤，沉淀用水洗后倒入蒸发皿内，最后将盛有沉淀用水的蒸发皿放入马弗内炉，经750℃高温煅烧后得到粗海锦铂。
沉淀铂及煅烧主要反应如下。
Na2PtCl6+2NH4Cl→（NH4）2PtCl6↑+2NaCl（6）
3（NH4）2PtCl6→3Pt+16HCl↑+2NH4Cl+2N2↑（7）
2.6精制
精制通常采用氯化铵多次沉淀法。粗海锦铂先用王水溶解、赶硝，所得溶解液用碱液调pH值水解，过滤除杂后得到纯净的氯铂酸溶液。然后用分析纯氯化铵沉出高纯度的铂铵盐，再经锻烧得到含Pt≥99.95%的纯海锦铂。
主要反应如下。
3Pt+18HCl+4HNO3→3H2PtCl6+8H2O+4NO↑（8）
H2PtCl6+2NH4Cl→（NH4）2PtCl6↓+2HCl（9）
3结语
（1）本工艺采用“氯化浸出—离子交换”工艺处理α-Al2O3载体废催化剂，可以使浸出液中的铂迅速富集，避免了铂分散处理（如置换法）带来的损失，缩短了工序，减少了能耗。
（2）该工艺流程短，设备简单，无特殊要求，能耗和生产成本均较低。
（3）该工艺铂收率铂95%，纯度≥99.95%，能产生明显的经济效益。
（4）生产过程中产生的“三废”能得到有效控制和处理。废剂浸出、淋洗液浓缩时产生的酸雾气体经吸收塔喷淋处理后可达标排放，不会污染环境；Al2O3废渣无污染，可用作建筑材料；废液也可中和处理后达标排放。
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参考文献
1张方宇，王海翔．从重整废催化剂中回收铂、铼［Ｊ］．中国物资再生，１９９９，（０２）：2-4．
２傅建国．从石油重整废催化剂中回收铂［Ｊ］．中国有色冶金，２００６，（０２）：43-44．
（责任编辑／陈军）