从废催化剂中综合回收铂、铝的工艺研究
含铂废催化剂资源丰富，品位远高于含铂矿床，具有极高的回收价值。催化剂在高温使用过程中，部分载体会由γ-Al2O3转变为α-Al2O3，并包裹少量铂，致使直接浸出活性组分时，铂浸出率不高，而全溶解法存在试剂消耗大，环境污染严重等缺点。
基于上述全溶解法和活性组分溶解法之不足，本研究着眼二次资源综合利用，立足工厂现有生产实际，结合原料成分复杂之特性，采用热酸球磨工艺、高压碱浸工艺以及烧结-溶出工艺溶解废催化剂载体，实现铂的有效富集及载体铝的综合回收。
本文首先通过多种分析检测手段研究了原料性质，阐明了工艺过程原理，在此基础上，考察了不同工艺参数对载体溶出过程的影响，并将机械活化引入酸浸过程，探讨了机械活化对浸出过程的强化作用。获得主要研究成果如下:
原料为成分复杂的废重整催化剂，A1主要以γ-Al2O3形式存在（部分α-Al2O3），另外还有少量A1、Si赋存在Na2O-Al2O3-SiO2-H2O中，C和SiO2含量比较高，分别为6.16％和4.54％，且成分偏析严重。
高压碱浸优化工艺条件为:原料于600℃焙烧1h，浸出液苛碱浓度230 g/L，浸出温度260℃，苛性比1.6，浸出时间2h。一次浸出，渣率为10.52％，Al2O3浸出率95.93％，SiO2浸出率59.71％，渣中铂含量由浸出前的0.23％提高到浸出后的2.08％，较浸出前富集了9.04倍。
烧结-溶出优化工艺条件为:原料于600℃焙烧1h，烧结温度800℃，配料分子比1.2，烧结时间2h，烧结产物于95℃热水溶出10min。一次烧结-溶出，渣率为5.04％，Al2O3溶出率98.10％，SiO2溶出率85.23％，Na2O溶出率99.25％，渣中铂含量由浸出前的0.23％提高到浸出后的4.11％，较浸出前富集了17.87倍。
热酸球磨优化工艺条件为:原料于550℃焙烧2h，球料比13∶1，磨球级配φ10∶φ6∶φ4=3∶4∶4，球磨机转速6r/min，浸出温度100℃，浸出时间2h，硫酸浓度50％，液固比5∶1。一次浸出，渣率为10.56％，Al2O3浸出率95.70％，SiO2浸出率9.56％，渣中铂含量由浸出前的0.25％提高到浸出后的1.80％，较浸出前富集了7.20倍。动力学研究表明，热酸球磨浸出较常规搅拌浸出，Al2O3浸出过程表观活化能降低了10.99 kJ/mol。浸出液中铝采用蒸发-结晶法以硫酸铝形式回收，产品含量和外观均满足HG/T2225-2001 I型一等品硫酸铝要求。
碱溶（熔）工艺虽然可以降低渣率，但不利于与企业现有工艺衔接及浸出液中铝的综合回收，而且渣中钠硅渣的存在会影响后续铂回收，综合考虑上述因素，热酸球磨工艺更优。
含铂废催化剂;铂;铝;热酸球磨工艺;高压碱浸工艺;烧结-溶出工艺
中南大学
硕士
冶金工程
戴曦
2012
中文
TF833;TF821
75
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）