從廢催化劑中回收貴金屬的新方法-Aquacat法
貴金屬廣泛用于催化劑的制造,在以制藥工業(yè)為代表的在很多產(chǎn)業(yè)方面都有廣泛的應(yīng)用。這些催化劑雖然有以均勻系催化劑的形式使用的,但通常為了方便操作都以結(jié)合固體載體的不均勻系催化劑的形式使用。
在很多的用途中,貴金屬催化劑是能夠?yàn)榉磻?yīng)提供必要的速度和選擇性的唯一手段。同時(shí),這些催化劑的壽命常會帶來最大的成本效果,但像鉑、鈀這樣的貴金屬需要高額的初期投資。制造催化劑的經(jīng)濟(jì)性關(guān)鍵在于從廢催化劑中回收貴金屬并加以利用。為此,從廢催化劑中迅速而有效地回收貴金屬是很重要的。但是,廢催化劑大多為反應(yīng)混合物中的有機(jī)物質(zhì)所污染。而這些有機(jī)物質(zhì)往往是有毒的,所以在回收廢催化劑的貴金屬成分時(shí)必需首先使有機(jī)物與碳一起從載體中除去。
在以往的回收工藝中,為了除去包含在其中的有機(jī)物,將廢催化劑燃燒,然后進(jìn)行殘留物的取樣檢驗(yàn),測定貴金屬含量后的貴金屬氧化物被化學(xué)處理。JohnsonMatthey公司開發(fā)了一種從廢催化劑中回收貴金屬的新方法,謂之Aquacat法。該法首先利用直接取樣技術(shù)測定廢催化劑中的貴金屬含量;第二步是使用超臨界水性氧化法(SupercriticalwaterOxidation),這項(xiàng)專利技術(shù)是與瑞典的ChematurEn-gineering公司共同開發(fā)的。廢催化劑中的全部碳化氫轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退蟪?使貴金屬以氧化物的形式殘留下來。
Aquacat法適于很多用途,特別是對從醫(yī)藥品、活性藥品成分及合成催化劑的制造業(yè)、農(nóng)藥、香料及香水,把其它鉑族金屬作為液相催化劑利用的制造廠排出的廢催化劑最適合。這些廢催化劑的大部分是不均勻系催化劑,而且一部分固體物質(zhì)可能在取樣容器的中間形成泥漿狀,這種泥漿加入一定量的水和界面活性劑就會成為均勻性的懸濁液;因這種液狀物質(zhì)確定是均勻性的,采用反復(fù)攪拌的方法后,進(jìn)入下一個工序前從循環(huán)回路取樣,以便決定物質(zhì)中貴金屬的含量,把測定結(jié)果告知顧客。
“JM”公司把這種取樣方法與以前的燃燒式回收方法相比較驗(yàn)證,確認(rèn)其回收貴金屬的量是同等的。經(jīng)分析后,液狀物質(zhì)用泵送到用Aquacat法的超臨界相,因貴金屬含有量在工藝初期的取樣階段已經(jīng)得到證明,對于委托回收的顧客來說,下一次購入這種再生催化劑的有效率大大地增強(qiáng)。
在Aquacat法中,水分在溫度374℃,壓力221巴以上時(shí)達(dá)到超臨界相,但這些設(shè)定數(shù)值必需按投入的物質(zhì)作相應(yīng)的變化。在超臨界相水的物理特性變化了,最重要的是氣體與有機(jī)物的溶解度幾乎100%增大了,另一方面,無機(jī)物也成為不溶性的了。這些條件下,在有催化劑存在時(shí),如果一旦加入氧氣就會產(chǎn)生極迅速的反應(yīng),使雜質(zhì)被燃燒,有機(jī)物也完全被破壞。從反應(yīng)器取出的生成物依次被返回到預(yù)熱原料的省煤器上,經(jīng)過每小時(shí)產(chǎn)生1t蒸汽的蒸汽鍋爐后,被送到主工序的蒸汽中,最終生成物在設(shè)定的環(huán)境溫度及壓力下被冷卻、減壓后氧化氣體被分離。從這個工序排出的氣體僅是常溫的二氧化碳和氮?dú)?而殘留下來的是包含精制的粒狀貴金屬氧化物的清凈水,這種固體貴金屬氧化物從水中分離后將作為精煉的新催化劑被再次利用。
Aquacat法在環(huán)境保護(hù)方面有很多優(yōu)點(diǎn),首先由于從顧客那里帶來的廢催化劑從容器直接投入到反應(yīng)器中,減少了物理處理的作業(yè)量;Aquacat法產(chǎn)生的熱能可以在別的工藝部分得到利用,減少了燃料的消耗量。而在超臨界反應(yīng)中,碳與全部有機(jī)物完全氧化變?yōu)槎趸?完全沒有一氧化碳的排出再就是因這種方法比以往的方法在更低的溫度下便可進(jìn)行,呋喃或氮氧化物(NOX)等不會產(chǎn)生。硫、磷及鹵化物全部被積攢在裝置內(nèi),沒有造成排放到大氣中的物質(zhì)。所以,采用Aquacat法這種技術(shù)的企業(yè)為廢催化劑的回收利用作出了新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
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