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文檔簡介
1、鋁是化學性質最活潑的貴金屬,利用此性質在濕法工藝回收鋁的過程中,可以較為方便地使鋁與賤金屬和其他貴金屬分開。濕法工藝回收鋁的基本思路是利用鋁能夠溶解于硝酸的特性使鋁與金和粕等難溶于硝酸的貴金屬分開,然后利用銀能夠在鹽酸或氯化鈉溶液中生成氯化銀沉淀的性質,使銀從含鋁硝酸溶液中分離(簡稱為分銀)。在分銀后的溶液中加入能夠使鋁離子沉淀的試劑,達到與其他賤金屬分離的目的。濕法工藝可以得到含量達到99.99%以上的高純度鋁產品。火法工藝常用于鋁含量較低的廢料中回收鋁,或者在回收其他貴金屬的火法工藝中富集鋁。火法工藝得到的鋁一般為粗鋁,通常還必須用濕法工藝進行精制提純得到高純度海綿鋁或直接加工成鋁的精細化
2、學品。?(1)含鋁廢液中鋁的回收在濕法工藝回收廢家電中的金和銀的造液過程中,鋁很容易與金和銀一起進入溶液。含鋁廢液中鋁的存在形態主要為Pd(IV)和Pd(口)氧化態的耙其傳統的分離和富集方法是氯耙酸鏤沉淀法和二氯二氨絡亞耙法。?氯耙酸鏤沉淀法是利用Pd(IV)化合物能夠與氯化鏤作用生成難溶的(NH4)2PdCl6沉淀,從而使廢液中的耙與廢水中的大部分賤金屬及某些貴金屬分離。由于耙在氯化物溶液中一般以Pd(U)存在,因此在沉淀前必須向溶液中加氧化劑,如HNO3C12或H2O2等使Pd(口)氧化為Pd(IV)o氧化劑采用氯氣最方便:?H2PdC14+2NH4C1+C12-(NH4)2PdC14J+
3、2HC1|XVr1.1?操作時,控制溶液含耙4050g/L,室溫下通入氯氣約5min,然后按理論量和保證溶液中有10%勺NH4C1計算加入固體NH4C1量繼續通人氯氣,直至Pd完全沉淀為止。沉淀完畢即過濾,并用10%?NH4c榕液(預先通入氯氣飽和)洗滌,即可得到純耙鹽。如需進一步提純則可將鋁鹽加純水煮沸溶解:士/>1r/小1一?(NH4)2PdC16+H2O(NH4)2PdC14+HC1+HC1O?(紅色固體)???(黑紅色液體)?冷卻后重復進行上述過程,得到較純的氯鋁酸鏤經燃燒和氫還原得純海綿鋁。氯鋁酸鏤沉淀法能有效地除去賤金屬和金等雜質,但對其他貴金屬則難于除去,故當貴金屬雜質含量
4、過高時,鋁的純度很難達到99.9%。fci/?二氯二氨絡亞耙法是利用Pd(口)的氯配合物能與氨水生成可溶性鹽:_,/.J.?H2PdCI4+4NH4OHPd(NH3)4C12+2HC1+4H2O?而鋁溶液中的其他粕族元素、金和某些賤金屬雜質,在堿性氨溶液中都形成氫氧化物沉淀。濾去沉淀得到的鋁氨配合物溶液用鹽酸中和生成二氯二氨絡亞鋁沉淀:?Pd(NH3)4C12+2HC1-Pd(NH3)2C12J+2NH4C1?沉淀經過濾和洗滌即獲得純鋁鹽,再經燃燒和氫還原得純海綿鋁。要獲得更高純度的鋁,可用氨水將二氯二氨絡亞鋁溶解:?Pd(NH3)2C12+2NH40HPd(NH3)4C12+2H2O?再用鹽
5、酸中和。反復溶解、沉淀即可獲得純度在99.99%以上的純耙產品。純的耙氨絡合溶液還可以直接用甲酸等還原劑得到海綿狀金屬耙:Pd(NH3)4C12+2HCOOHPdJ+2NH3+CO2+2NH4C1?還原時在室溫下向溶液中徐徐加入甲酸并不斷攪拌,直至溶液中的鋁全部被還原,過濾并用純水洗滌后經干燥即可得到海綿鋁。還原lg鋁約需23mL甲酸。此過程較簡單,金屬回收率較高。但所得海綿鋁顆粒細,松裝密度小,包裝及使用轉移時易飛揚損失。另外,溶液中的銅、饃等雜質也將被還原,影響鋁的純度。?(2)從含耙固體廢料中回收耙含耙固體廢料的濕法回收原理與含耙液體廢料的回收原理相似,將含耙固體廢料用王水、硝酸等試劑使
6、鋁轉入溶液后,再用上述從廢液中回收鋁的方法進行回收和精制。常用的工藝有濃硝酸分離法、氯化鏤分離法和直接氨絡合法等。其中氯化鏤分離法用得較多。將含耙固體廢料用王水溶解后,混合液用HNO3M化。用NH4c所出(NH4)2Pdcl6,再利用1%-5%勺NH4C1溶液使(NH4)2PdCl6進入溶液而得到提純,其工藝流程如圖5-10所示。演渣*含但固體廢料一灼燒一盆酸聚煮f小溶物f王水溶解'茹馥紅硝f過流注液-INH4C1沉淀f1%5%的溶液溶解y不蕭物一回收其他貴金屬溶液nh/i況電海維紀一外還原*爆燃1圖54。氯代鐵分離法從含紀固體俄料中回收把工藝流程第?含耙固體廢料的濕法同收原理與含耙液
7、體廢料的同收原理相似,將含耙同體廢料用王水、硝酸等試劑使耙轉入溶液后,再用上述廢料中同收鋁的方法進行同收和精制。常用的工藝有濃硝酸分離法、氯化鏤分離法和直接氨絡合法等。其中氯化鏤分離法用得較多。將含耙固體廢料用王水溶解后,混合液用HNO3K化。用NH4Cl析出(NH4)2PdCl6,再禾U用1%5%的NH4Cl溶液使(NH4)2PdCl6進行溶液而得到提純,其工藝流程如圖所示。?含耙固體廢料-灼燒-用鹽酸酸煮-不溶物-王水溶解,用鹽酸趕硝-過濾?1?濾液?J?NH4Cl沉淀?同收其他貴金屬不溶物一用1%5%的NH4Cl溶液溶解?J?(NH4)2PdCl6溶液?J?NFl4CI沉淀?海綿耙-H2
8、還原一燃燒?廢板卡中耙的回收?(1)廢板卡回收耙的工藝流程200?將廢板卡置于破碎機中進行破碎,破碎斤的固體體塊料置于高溫焙燒爐中焙燒,除去大部分有機物。焙燒渣冷卻后球磨至目以下。將粉科置于耐酸反應釜中,分批加入稀硝酸,根據反應速度的快慢可以適當加熱以保證反應以較快的速度平緩地進行。冷卻后過濾,濾液放入塑料槽中等待同收鋁和銀。在此過程中,鋁、銀、銅、饃以及其他賤金屬都能夠較好地進入溶液:金和粕等貴金屆則留在濾渣中,將濾渣洗滌至無色。洗水并入上述濾液中。從濾渣中再同收金和粕。發生的主要化學反應如下:?3Pd+8HN033Pd(NO3)2+2NOT+4H2O?3Ag+4HNO33AgNO3+NO+
9、2H2O?MO+2HNO3M(NO3)2+H2O(M=BaPd、Mg等)精心整理?3Cu+8HNO3>3Cu(NO3)2+2NOT+4H2O?Ni+4HNC)3-Ni(NO3)2+2NO2T+2H2O?濾液經過分銀后。可以直接用氨水或氯化鏤進行沉鋁并能夠在此過程中直接得到鋁的兩種精細化學品一一二氧化四氨合鋁(口)和高純度海綿鋁糟產品.從含鋁廢板卡中直接制各把精細化工藝產品的工藝路線如圖所示。?廢板卡,預處理?J?取樣分析鋁和雜質金屬含量?,?HNO3t溶,過濾-濾渣用于回收粕、錯、金等貴金屬后棄去?,?濾液加鹽酸除銀,加熱趕硝酸,過濾-濾渣(AgCl)-回收銀?,?濾液(含H2PdCl4
10、)及濃氨水,調節PH<7.5。過濾f濾液棄去??,?濾渣Pd(NH3)4PdCl4,加濃氨水至PH=A9,80C-可直接得到二氯化四氨合耙(口)?,?Pd(NH3)4Cl2,加鹽酸酸化,PH=11.5,過濾-溶液棄去?1?廢渣,Pd(NH3)4Cl2沉淀-洗滌.烘干得到二氯化二氨合耙(II)產品?,?水合肺還原?.z-'/.'1丁I'?1?得到海綿鋁產品?(2)浸酸?焙燒渣經過球磨后用硝酸浸泡。鋁很容易溶于硝酸。溶解時既要考慮浸出速度和浸出率,又要注意經濟問題。使用25%)勺硝酸在80c下浸取2h時,浸出率達到99%酸溶后過濾,洗凈濾渣。濾液進入下一步操作。根據物
11、料來源不同,這些濾渣中可能含有粕、錯和金等其他貴金屬,應注意回收。?(3)除銀、趕硝?濾液在加熱和攪拌條件下滴加酸直至取少量液體檢驗無Ag坳止。靜置沉降,過濾除去氧化銀沉淀(進一步同收白銀),將所得濾液加熱煮沸并不時加入少量鹽酸以利于氮氧化物的逸出。趕硝后的溶液應呈透明的紅棕色。此時濾液的舍耙成分為H2PdCL4同時含有可溶于硝酸的賤金屬。?(4)氨水絡合?氨水絡合的目的是為了除去料液中的金屬雜質和得到合格的二氯化四氮合耙(口)Pd(NH3)4C12和二氯化二氨合耙(II)Pd(NH3)3C12產品.將經過趕硝和過濾后所得的氯亞耙酸溶液加熱到8090C,在不斷攪拌下滴加氨水。控制溶液的PH值小
12、于7.5,使料液中的耙變成肉紅色的氯亞耙酸四氮絡合亞耙Pd(NH3)?PdC14沉淀下來。用去離子水反復清洗沉淀,使絕大部分賤金屬留在溶液中經過濾而除去。在過濾所得的沉淀中繼續加入氨水至PH=8-9,在不斷攪拌下繼續保溫(8090C)1h,使肉紅色沉淀全部溶解。此時溶液的主成分為二氯化四氨合鋁(口)。過濾,取少量濾液用原子發射光譜測定雜質金屬含量.如果雜質金屬含量低于。規定值,則將所得的淺黃色Pd(NH3)4Cl2濾液濃縮.當液面出現一層膜時停止加熱。讓其自然冷卻結晶。將所得淺黃色品體剛去離子水重結晶一次,以除去晶體中存在的游離氨水。重結晶所得結晶置于真空烘箱(50C)干燥。產品Pd(NH3)
13、4Cl2經過化驗合格后包裝入庫.反應方程式如下:?2H2PdCl4+4NH4OHPd(NH3)4PdClJ+4HCl+4H2O?Pd(NH3)4?PdC14+4NHOH2Pd(NH3)4C12+4H2O?如果上述操作中所得濾液用原子發射光譜測定雜質金屬含量后,結果高于雜質金屬含量的規定值,則在控制溶液的鋁含量低于80g/L的條件下,在攪拌下滴加濃鹽酸至溶液PH=11.5。此時,溶液中出現大量黃色絮狀沉淀.繼續攪拌1h后.靜置沉降、過濾,用去離子反復清洗沉淀.所得同體即為二氧化二氨合耙(口),將其置于真空(50C)干燥.所得干燥后的固體按Pd(NH3)3C12化驗。若臺格則包裝入庫,而得到二氧化
14、二氨合鋁(口)產品。?由于二氯化二氨合耙(II)在水中的溶解度很小,因此可以用水反復清洗沉淀而得到較高純度的二氯化二氨合肥(口)。實踐表明,經過二氯化二氮合鋁(II)中間產物酸化所得的二氯化二氨合鋁(II)產品的雜質金屬含量報低,一般可以達到規定標準。?如果所得二氯化二氨合耙(II)產晶的雜質含量便高.可以采取下列方法提純:將二氯化二氮合耙(口)溶于氨水,再用鹽酸酸化得到二氯化二氨合耙(II)沉淀,如果反復可得到二氯化二氨合耙(口)含量大于99.9%的產品。?(5)海綿耙的制備?將上述二氯化二氨合耙(II)沉淀用少量去離子水潤濕后,在攪拌下滴加水合肺溶液,加熱至60C,待混合物中不再顯示明顯的
15、黃色時,將混合物過濾。所得黑色粉末即為海綿鋁。純度一般在99.9%以上。?電容器中耙的回收?電容器所含貴金屬種類較多,銀和鋁的含量最高。在電子元器件和廢家電的同收利用過程中,拆解時通常盡可能地將不同種類的元器件分類放置。從拆解所得電容器中回收鋁和銀的方法較多,下面介紹一種電容器中同收并精制海綿鋁的濕法工藝。?(1)預處理和浸酸?將廢板卡置于破碎機中進行破碎,破碎后的固體塊料置于高溫焙燒爐中焙燒,除去大部分有機物。焙燒渣冷卻后球磨至200目以下。將粉料置于耐酸反應釜中,分批加入稀硝酸,根據反應速度的快慢可以適當加熱以保證反應以較快的速度平緩地進行。冷卻后過濾,濾液放入塑料槽中等待同收鋁和銀。在此
16、過程中,鋁、銀、銅、饃以及其他賤金屬都能夠較好地進入溶液:金和粕等貴金屬則留在濾渣中,將濾渣至少洗水無色。洗水并入上述濾液中。從濾渣中再回收金和粕。?(2)氯化鈉分銀|x,|1?在上述濾液中加入氯化鈉飽和溶液,充分攪拌,取少量上層清液。滴加氯化鈉溶液檢驗分銀的效果。待溶液中的銀離子全部轉化為氯化銀沉淀后,靜置沉降,過濾,所得濾液用于進一步提取鋁。濾渣主要為氯化銀。將氯化銀固體烘干,配入干氯化銀質量為60%的工業燒堿、3%的工業硝酸鉀,混合均勻后將混合物置于石墨川煙中壓實,用中頻爐或油爐在約1100c進行熔煉,得到含量約為98%的粗銀,再經過電解提純,可以得到含量在99.99%以上的電解銀。如果
17、采用濕法提純所得白銀。可以在得到濕氯化銀(不需烘干)后.直接加入濃氨水。使氯化銀溶解成為銀氨溶液,過濾后在濾液中真接加入水臺脫、草酸、抗壞血酸等有機還原劑,在適當的溫度下還原得到銀粉。一般來說,用濕法處理氯化銀沉淀所得銀粉的純度可以達到99.9%以上。?(3)黃原酸或氨水沉耙?分銀后的濾液中一般含有大量賤金屬離子(如Ti3+、Mg2+Pd2+>Cu2kNi2+等),常用以下兩種方法將溶液中的耙沉淀下來。?在分銀后的溶液中加入一定量的工業硫酸,使溶液中的鉛、鋼等離子首先交成沉淀而除去,將濾液加熱至沸騰,分批加入少量鹽酸趕硝。趕硝后的溶液中直接加入黃藥溶液沉淀鋁,快速過濾。濾渣為黃原酸鋁沉淀
18、.由于黃原酸鋁沉淀的溶度積為3x10-43,比一股賤金屬和銀的黃原酸鹽沉淀的溶度積小得多.因此用黃原酸沉淀鋁的效率很高:鋁沉淀氯可達99%以上,黃原酸沉淀鋁是一種高效的提取鋁的方法。?在分銀后的溶液中.直接加入工業氨水,使耙離子變成肉色的Pd(NH3)3C12沉淀,經過靜置和過濾而與濾液中的絕人部分賤金屬離子分開,將Pd(NH3)3C12沉淀用鹽酸溶解后,再用氨水沉淀,根據需要可以反復多次沉淀和溶解。?黃原酸沉淀耙的主要反應如下:?Pd(NO3)2+2ROCSSNa(ROCSS)2Pd+2NaNO3?M(NO3)2+2ROCSSNa(ROCSS)2M+2NaNO3?(M=Ba、PdMgCu&g
19、t;Ni等)?(ROCSS)2M+Pd(NO3)分(ROCSS)2Pd+M(NO3)2?(4)從黃原酸耙或Pd(NH)3c12沉淀中精制耙?將黃原酸耙沉淀在600c下燃燒2h,使黃原酸耙分解.通氫氣還原得到粗耙。將Pd(NH3)3Cl2沉淀用少量鹽酸溶解后。加入抗壞血酸等有機還原劑。控制還原速度得到顆粒較大的粗耙。將粗耙用少量王水或硝酸溶解后。用水合脫還原可得到含量大于99.95%的海綿鋁產品。韓艷霞曹紅霞(開封大學化工學院,河南開封475004)摘要闡述了利用廢鋁-炭催化劑,經焙燒,水合脫還原,王水溶解,趕硝,調氨,水合肺還原,精制等回收氯化鋁的中試工藝流程,并確定了王水溶解的最佳條件是:溫
20、度8090C,反應時間8h,耙精渣與王水(8.7kg硝酸+37.0kg鹽酸)的質量比為1:8,此反應條件下耙收精心整理精心整理率最局,達97%.關鍵詞鋁鋁-炭催化劑回收Pilot-scalestudyonrecyclingprocessofpalladiumchlorideusingdisusedPd-CcatalystHanYanxia,CaoHongxia.(ChemicalEngineeringofKaifengUniversity,KaifengHenan475004)Abstract:Arecyclingprocessofpalladiumchloridewasexpatiatedi
21、nthepaper,inwhichroastingprocess,deoxidizingusingN2H4.H2O,dissolvingwithaquafortis,movingoffnitricacid,adjustingammonia,deoxidizingusingN2H4.H2Orepeatedly,refiningwerecarriedoutinturn.Andthebestdissolutionconditionwithaquafortiswasthat,inwhichthehighestyieldpercentageof97%wasreached,temperaturewas80
22、90C,reactiontimewas8hours,andamountofaquafortisusedwas1:8(g:g).Keywords:palladiumchloride;Pd-Ccatalyst;recycling我國制藥工業生產強力霉素的加氫反應使用鋁-碳催化劑.它是以粉末狀藥用活性炭作載體,經與氯化鋁,鹽酸及還原劑處理后制得的.其含耙量在1%-2%債量分數).加氫反應完成后,催化劑失活,每天需要更換一次新的催化劑1.再加上其他產品需要,耙催化劑的用量很大2.目前,國內耙資源有限,生產數量很少,遠遠不能滿足需要.大部分仍靠進口.因此,處理廢耙催化劑以回收貴金屬鋁,對于解決鋁資源短缺
23、具有重要意義3-5.從廢耙-炭催化劑中回收耙的方法有多種:王水回收法;氧化焙燒,鹽酸浸出法;燒堿浸出法;焚燒爐系統法等6-8.本文則優化工藝,就強力霉素生產中產生的廢鋁-炭催化劑回收鋁進行中試研究.1廢鋁-炭催化劑回收氯化鋁工藝流程廢鋁-炭催化劑回收鋁的工藝流程如下:廢鋁-炭催化劑-焙燒-水合脫還原-王水溶解-趕硝-調氨-水合肺還原-海綿鋁精制.|X11.1 焙燒先將失活的耙-炭催化劑研磨成100目細粉.用90c熱水浸泡1h.過濾干燥去除其中的外表雜質.再將其置于馬弗爐中于550600c下焙燒2h,去除其中的有機雜質.l1.2 水合肺還原稱取7.5kg經培燒后的耙炭加適量水浸泡,加入300g氫
24、氧化鈉后升溫,升溫至80c后,邊攪拌邊緩慢加入7.5L水合肺.保溫3h后自然冷卻,待溫度降至30c左右時,將上層清液吸出,再加適量純化水混洗鋁精渣,重復以上操作45次,將鋁精渣洗至接近中性.1.3 王水溶解將鋁精渣轉移至硝化釜中,滴加已配好的王水.升溫至80c左右,計時反應3h.王水配制方法:配比1,硝酸為試劑硝酸,8.7kg硝酸+37.0kg鹽酸;配比2,硝酸為發煙硝酸,6.3kg硝酸+39.0kg鹽酸.鋁的回收率主要取決于王水溶解的操作條件,為此通過實驗確定適宜的反應溫度,反應時間和王水加入量.1.3.1 反應溫度對耙回收率的影響在反應時間8h,耙精渣與王水(配比1)質量比為1:8的條件下
25、,耙回收率隨反應溫度的變化見圖1.從圖1可見,反應溫度低于60c時,因反應速度太慢,耙不能被王水充分溶解,耙回收率只有86溢右.當反應溫度為8090c時,耙回收率可提高到97必右.因此,適宜的反應溫度應為8090C.圖1反應溫度對耙回收率的影響1.3.2 反應時間對耙回收率的影響在反應溫度85C,耙精渣與王水(配比1)質量比為1:8的條件下,耙回收率隨反應時間的變化見圖2.圖2反應時間對耙回收率的影響由圖2可見,隨著反應時間增加,耙回收率增加.超過8h,反應基本完全,再延長反應時間,不能提高耙回收率.因此,適宜反應時間應為8h.1.3.3 王水用量對耙回收率的影響在反應溫度85C,反應時間8h條件下,王水(配比1)用量對耙回收率的影響見圖3
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