專利名稱：銅系廢催化劑的回收方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種銅系廢催化劑、特別是含有CuO·ZnO·Al2O3的銅系廢催化劑的回收方法。
低溫變換催化劑、低變保護劑和低壓合成甲醇催化劑都含有CuO·ZnO·Al2O3，這種廢催化劑的回收一般先用酸式堿處理分離Al2O3后，再用氯化揮發(fā)法或熔煉法分離回收銅與鋅。氯化揮發(fā)法是在高溫氯氣氣氛下處理廢催化劑，以氯化物形式分離并回收銅與鋅。熔煉法是將廢催化劑添加造渣劑等制成球團，在特殊冶煉爐中熔煉，鋅在氣相中用硅鎂磚進行捕集，經蒸餾后得到精制鋅;銅形成冰銅，先在轉爐中熔煉成粗銅，再電解成高純電解銅。上述回收方法設備投資大、工藝復雜，回收得到的銅、鋅金屬相互分離。若用回收的銅、鋅金屬再制催化劑時，需要將銅、鋅金屬制成金屬氧化物，從而消耗更多的化學物品和能源，使再制催化劑成本增高。
本實用新型的目的在于提供一種工藝簡單、設備投資小、回收直接得到的是再制催化劑的中間產品金屬氧化物的銅系廢催化劑的回收方法。
銅系廢催化劑、特別是含有CuO·ZnO·Al2O3的銅系廢催化劑的回收方法，該方法包括把銅系廢催化劑浸在氨和二氧化碳的水溶液中，使銅系廢催化劑銅、鋅氧化物浸溶出來，浸出的富液和殘渣進行固液分離，分離后的富液加熱蒸發(fā)，當沉淀出現時，將富液稀釋一倍，并將溶液溫度保持在45℃～55℃，用硝酸中和至PH為6.0～6.2，然后保溫10～15分鐘，棄去母液其沉淀即為金屬鹽和金屬氧化物的混合物。
氨、二氧化碳和水組成的浸出液，其氨濃度5～6M，二氧化碳濃度1.8～2.2M，浸出反應溫度50℃～60℃，固液比1∶8，反應時間不少于2小時，浸出過程進行機械攪拌，攪拌速度不低于200轉/分。
固液分離采用沉清法，一次沉清后的沉淀加浸出劑二次攪拌浸出，二次浸出后再沉清分離固液，二次沉清后的沉淀加水洗滌，洗液作浸出劑使用。
現以B202低溫變換催化劑為例說明銅系廢催化劑的回收方法。
B202催化劑是以氧化銅為活性組分、氧化鋅作為間隔體、三氧化二鋁作為載體的CuO·ZnO·Al2O3系低變催化劑，其化學組成如下CuO ＞29%ZnO 41～45%Al2O38.4～10%燒失重(900℃ 2小時)＜15%(以上按重量百分比計)B202催化劑由于長期使用，孔隙已被碳及灰塵堵塞，從而失去活性，用物理方法已很難恢復。因此采用化學方法處理，使其恢復活性。
將廢B202催化劑浸入氨和二氧化碳的水溶液中，浸出劑氨的濃度為5～6M、二氧化碳濃度為1.8～2.2M，固液比為1∶8，浸出溫度控制在50℃～60℃間，浸出時間不少于2小時，為加快浸出速度采用機械攪拌，攪拌速度不低于200轉/分。
浸出后的殘渣約占物料的25%左右，其中絕大部份為三氧化二鋁，其顆粒很細，附著有石墨及碳，并混有泥沙，料漿用真空抽慮的方法進行固液分離十分困難。因而采用沉清法進行固液分離，將料漿沉清后，由上層吸出清液，沉淀再加浸出劑攪拌浸出，再沉清分離清液，二次沉淀加水二次洗滌，其二次洗液作為氨的吸收劑，然后作浸出劑使用，沉淀殘渣排掉。
一次和二次浸出的富液加熱蒸發(fā)(沸點約90℃)，當加熱到沉淀剛剛出現時(自由氨濃度為6%)，將沉淀稀釋一倍，并使溶液溫度保持在45℃～55℃，用10%的硝酸中和，當中和至PH為6.0～6.2時，中和即告結束。然后保溫10～15分鐘，得到的沉淀則是碳式碳酸銅、堿式碳酸鋅和氧化銅、鋅的混合物。由于中和過程中有硝酸氨生成，硝酸氨的存在產生鹽效應，對碳式碳酸銅堿式碳酸鋅有一定的溶解作用，母液中含有的金屬仍很可觀，為此可采用離子交換法從母液中回收銅和鋅。得到的碳式碳酸銅、堿式碳酸鋅和氧化銅、鋅的混合物沉淀即為生產B202低溫變換催化劑的中間產品，此沉淀按B202生產工藝繼續(xù)進行，制成新的B202低溫變換催化劑，其各項技術指標均符合要求。
采用上述方法回收銅系廢催化劑，工藝流程短，金屬銅鋅的回收率達93%，且得到的是銅系催化劑的中間產品，消除了化金屬的工序，減少了環(huán)境污染。
權利要求
1.一種銅系廢催化劑、特別是含有CuO·ZnO·Al2O3的銅系廢催化劑的回收方法，該方法包括把銅系廢催化劑浸在氨和二氧化碳的水溶液中，浸出的富液和殘渣進行固液分離，分離后的富液加熱蒸發(fā)，當沉淀出現時，將富液稀釋一倍，并將溶液溫度保持在45℃～55℃，用硝酸中和至PH為6.0～6.2，然后保溫10～15分鐘，棄去母液，其沉淀即金屬鹽和金屬氧化物的混合物。
2.根據權利要求1所述的銅系廢催化劑的回收方法，其特征在于氨、二氧化碳和水組成的浸出液中，氨濃度5～6M，二氧化碳濃度1.8～2.2M，浸出反應溫度50℃～60℃，固液比1∶8，反應時間不少于2小時，浸出過程進行機械攪拌，攪拌速度不低于200轉/分。
3.根據權利要求1或2所述的銅系廢催化劑的回收方法，其特征在于固液分離采用沉清法，一次沉清后的沉淀加浸出劑二次攪拌浸出，二次浸出后再沉清分離固液，二次沉清后的沉淀加水洗滌，洗液作浸出劑使用。
全文摘要
銅系廢催化劑、特別是含有CuO·ZnO·Al
文檔編號B01J23/72GK1051683SQ89108629
公開日1991年5月29日 申請日期1989年11月16日 優(yōu)先權日1989年11月16日
發(fā)明者陳生儉, 趙建安 申請人:甘肅省劉家峽化肥廠