從含鉑的漿液中回收鉑的工藝研究

張 帆，劉貴清，廖秋玲

（江蘇北礦金屬循環利用科技有限公司，江蘇 徐州 221002）

鉑具有優良的抗腐蝕性能、良好的催化性能和穩定的熱電性，是石油精煉、電子工業、國防工業不可缺少的基礎材料之一[1]。隨著經濟的不斷發展，鉑需求量越來越大，因此從各種二次資源中回收鉑具有重要的經濟和社會效益。在石油精煉工業中，鉑一直用作重整催化劑。但是積炭、中毒、載體結構變化、金屬顆粒聚集或流失等因素會導致催化劑失去活性，其需要定期更換[2]。某種型號的石化催化劑含硅鋁較高，經鹽酸加氧化劑浸出，浸出液靜置分層后，底部有大量漿液，該漿液為白色渾濁物，含一定濃度的鉑。如果直接進入離子交換系統，將堵塞樹脂孔隙，造成系統癱瘓，因而需對底部漿液進行單獨處理。

本研究中，首先在含鉑漿液中加入合適的絮凝劑，使顆粒狀物質聚集沉降，得到溶液和絮凝物，然后將絮凝物進行洗滌，洗水與之前得到的溶液混合，再用銅粉進行置換。本研究主要考察了絮凝劑種類、置換時間和溫度等因素對鉑回收效果的影響。

1 試驗原料與試劑

試驗原料為某石化企業的含鉑廢催化劑，載體主要成分為鋁硅酸鹽，元素分析如表1所示。

表1 原料主要化學成分

白色漿液含鉑為138 mg/L，鹽酸1.5 mol/L，硅276 mg/L。所用絮凝劑為非離子型聚丙烯酰胺。銅粉為60目。鹽酸、氫氧化鈉為分析純。

2 試驗結果與討論

絮凝-活性金屬還原法是富集鉑的重要方法，對于固含量比較高、顆粒細、難沉降的漿液，首先要經過絮凝預處理。絮凝劑的選型主要根據料液所帶的電荷類型來確定，以實際絮凝效果為準。由于料液的來源、化學組分、雜質形態不同，首先需要進行絮凝劑篩選，要求用量盡可能少、脫水效率要高、易于分離。

2.1 絮凝劑用量的影響

通過前期探索試驗，筆者篩選確定了某種型號的絮凝劑，其對漿液具有較好的絮凝效果，現主要考察絮凝劑用量的選擇。試驗在250 mL量筒中進行，先配制絮凝劑濃度為1%的溶液，然后將200 mL漿液放在燒杯中，分別按絮凝劑用量為0.05 g/L、0.10 g/L、0.15 g/L、0.20 g/L在攪拌下緩慢加入，通過記錄不同時間的沉降高度，考察絮凝沉降效果。

試驗結果表明，絮凝劑用量為0.1 g/L時沉降速度最大，絮凝劑用量較小，沉降效果最好，所以絮凝劑用量選為0.1 g/L。

2.2 洗滌

在以上最佳絮凝條件下，取1 L漿液絮凝待固液分層完成后，將上層清液緩慢倒出，隨后加入0.4 L水洗滌絮凝物，多次進行漂洗，直至測量洗水中鉑含量小于1 mg/L。試驗結果表明，經過8次洗滌，洗水可達到排放要求。洗水集中后，測量其體積為4.136 L，鉑濃度為32.23 mg/L，酸度為0.3 mol/L，此時沉淀物再經離心分離后，得到固體渣72.6 g，分析鉑含量為0.006%。經計算，洗滌階段鉑收率為97.39%。

2.3 活性金屬還原

由于清液及洗水鉑濃度低，而鐵、鋁等雜質含量高，用活性金屬還原法富集貴金屬比較合適，常用的金屬主要有銅、鐵、鋅、鋁等，其中鐵、鋅、鋁較活潑，耗量大，母液終點酸度低，澄清慢，而鉑泥雜質含量高，品位低。銅的適應酸度高，還原雜質少，最為合適[3]。

2.3.1 酸度對還原效果的影響

溶液酸度為0.3 mol/L，Pt 32.23 mg/L，取1 L溶液，加入銅粉2 g（過量），還原溫度80℃，時間2 h，用NaOH溶液和鹽酸調整溶液酸度，結果如表2所示。

表2 酸度對還原效果的影響

試驗結果表明，酸度較低時，還原率偏低，適當增加溶液酸度，還原速度快，效果好，所以調整溶液酸度為0.8 mol/L比較合適。

2.3.2 還原溫度的影響

溶液酸度為0.3 mol/L，Pt 32.23 mg/L，取1 L溶液，用濃鹽酸調整其酸度為0.8 mol/L，此時Pt濃度為31.0 mg/L，加入銅粉2 g（過量），還原時間2 h，反應溫度分別為60℃、70℃、80℃和90℃，試驗結果如表3所示。

表3 溫度對還原效果的影響

試驗結果表明，隨著溫度的升高，還原效果明顯提升，但溫度達到90℃時，還原率反而下降，原因可能是溫度過高，鹽酸揮發嚴重，造成體系酸度下降，所以溫度為80℃比較合適。

2.3.3 還原時間的影響

溶液酸度為0.3 mol/L，Pt 32.23 mg/L，取1 L溶液，用濃鹽酸調整其酸度為0.8 mol/L，此時Pt濃度為31.0 mg/L，加入銅粉2 g（過量），還原溫度80℃，時間分別為0.5 h、1 h、2 h和3 h，試驗結果如表4所示。

表4 時間對還原效果的影響

試驗結果表明，反應持續1 h后，還原反應已經完成，表明還原反應速度較快，所以為提高生產效率，時間為1 h即可。

3 結論

根據上述試驗結果，確定絮凝-活性金屬還原反應條件為：絮凝劑用量為0.3 g/L，絮凝渣洗滌8次，含鉑量可低至0.003%，溶液酸度調整為0.8 mol/L，還原溫度80℃，時間1 h。試驗結果如5表所示。

表5 絮凝-活性金屬還原試驗結果

通過對母液取樣分析后得知，絮凝-還原過程的還原率高，但總回收率不高。原因是在還原過程中，顆粒較大的金屬粉沉降快，但是細顆粒和超細顆粒懸浮在母液中不易沉降，造成了鉑的分散損失。