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贵金属回收新技术“废催化剂”

发布时间:2020-12-17 17:55人气:

贵金属广泛用于催化剂的制造,在以制药工业为代表的许多行业中都得到了广泛应用。这类催化剂虽然有均质系催化剂的形式,但为了操作方便,一般采用混合固体载体的均质系催化剂形式。
 
有许多用途,只有贵金属催化剂才能提供反应所需的速度和选择性。与此同时,这些催化剂的使用寿命往往能带来最大的成本效益,但是像铂、钯等贵金属,初期投资较高。从废弃催化剂中回收贵金属,并加以利用,是催化剂经济生产的关键。因此,从废催化剂中快速高效地回收贵金属具有重要意义。但大多数废催化剂都会被反应混合物中的有机物污染。而且这些有机物质往往是有毒的,因此,当回收废催化剂的贵金属成分时,首先必须将载体中的有机物和碳一起去除。
 
以前的回收工艺中,为了去除所含有机物,将废催化剂烧毁,然后对残留物进行抽样检查,确定贵金属含量后,对贵金属氧化物进行化学处理。
 
JOHNSONMATTHEY公司开发了一种从废催化剂中回收贵金属的新方法,即AQUACAT法,该法案首先采用直接取样技术测定废弃催化剂中的贵金属含量,其次采用超临界水氧化技术(SUPERCRITICALWATEROXIDATION),该专利技术是由瑞典的CHEMATUREN-GINEERING公司联合开发的。废弃催化剂中的全部碳化氢转化成二氧化碳和水被去除,使贵金属以氧化物的形式残余。该方法适用范围很广,特别是用于制造医药、医药活性成分和合成催化剂,以及制造杀虫剂、香料和香水,以及将其他铂族金属用作液相催化剂的工厂所排放的废催化剂。
 
其中大多数废催化剂都是非均匀系催化剂,部分固体物质在取样容器的中间可能形成一种泥浆状,这种泥浆在加入一定量的水和界面活性剂后会变成一种均匀的悬浊液;由于这种液状物质被确定是均匀的,因此在进行反复搅拌之后,从循环回路在下一道工序之前取样,以确定物质中贵金属的含量,并将测定结果通知顾客。
 
"JM"公司验证了这一取样方法与先前的燃烧式回收法相比,其回收贵金属的量相当。经过分析,将液体物质泵入AQUACAT法处理的超临界相中,由于贵金属含量在处理初期的取样阶段已被证实,对于委托回收客户而言,下次购买此类再生催化剂的有效率大大提高。
 
采用AQUACAT方法,当温度为374℃、压力为221巴时,水份达到了超临界相,但这些设定值必须根据投入物质而相应改变。当超临界相水的物理性质发生变化时,最重要的一点是它与有机物的溶解度几乎100%增加,而另一方面,无机物则变成不溶解的。在这种情况下,当有催化剂存在时,一旦加入氧气,将发生非常快速的反应,使得杂质被燃烧,有机物被彻底破坏。然后,将从反应器提取的生成物送回预热原料的省煤器,并在每小时产生1T蒸汽的蒸汽锅炉后,将其送至主工序的蒸汽中,最后将生成物在设定的环境温度和压力下冷却、减压,然后分离出氧化气。
 
此过程中排放的气体只是常温下的二氧化碳和氮,而剩余的净化水中含有精制的颗粒贵金属氧化物,该固体贵金属氧化物与水中分离后将作为一种新的催化剂重新被使用。该方法具有许多环保优势:首先,由于顾客送来的废催化剂直接从容器进入反应器,减少了物理处理的工作量;AQUACAT方法产生的热能可用于其他工艺,从而降低了燃料的消耗;超临界反应中,碳与所有有机物完全氧化,变成二氧化碳,完全没有一氧化碳的排放,这就是因为该方法可以在比以前更低的温度下进行,不产生呋喃或氮氧化物(NOX)等物质。硫磺、磷和卤化物全部储存在该装置中,不会产生排放到大气中的物质。
 
因此,采用AQUACAT法这一技术的企业对废催化剂的回收利用提出了新的环保标准。

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