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铑废料回收:从有机废料中回收铑的火法工艺概况介绍

作者:浙东贵金属回收有限公司     点击数:0     信息来源:本站     时间:2020/12/9 17:34:38

  铑具有稳定的电阻和良好的导电、导热性、高催化活性以及良好的耐酸碱腐蚀性和高温抗氧化性,广泛应用于高新技术、航天军工、石油化工、精细化工、环境保护等各个领域,有着不可替代的作用。化工合成反应中均相催化反应过程中都需要铑均相催化剂,如催化加氢、羰基合成、氢甲酰化等化工合成过程。随着化工合成产能不断扩大,铑催化剂用量也增加。有机铑均相催化剂制备中会产生一定量的含铑有机废料,有机铑均相催化剂失效后同样会产生大量的有机铑废料。铑资源十分匮乏,在地壳中的含量非常少。因此,从有机废料中回收铑,实现铑的循环利用是十分必要的,且具有相当可观的经济效益。


  火法工艺主要是将含铑有机废料在一定条件通过高温焙烧处理,使铑富集在固体物中,再通过对富集物进行后续精炼提纯,实现铑的回收,主要包括焚烧法、浸没燃烧法、还原-磁选法、熔炼富集法等。


  一、浸没燃烧法


  浸没燃烧法是将废铑催化剂物料浓缩后和助燃剂分别以一定的速度通入至浸没装置中,升温燃烧除去其中的高沸物,铑则以悬浮状态留在浸没装置底部水中,过滤后得到铑或化合物。该报道称,将含铑有机混合物进行预处理浓缩至含铑0.3%,然后将浓缩后的废催化剂混合物以5kg/h的速度和空气以6m2/h的流速混合送入浸没燃烧设备的燃烧室内,在1150°C的温度下燃烧20h,过剩氧约为25%,燃烧完毕后,铑则悬浮于浸没燃烧室底部的吸收水中,经过滤,铑的回收率约为95%。


  浸没燃烧法对物料的适用性强,但实际过程中能耗高,条件控制较苛刻,且需要采用专门的耐高温、耐腐蚀设备。


  二、焚烧法


  焚烧法一般是将含铑有机废料进行高温焚烧,使有机组分充分燃烧,最终将铑富集在焚烧渣中,然后经后续精炼提纯,最终获得合格金属铑或铑化合物。


  专利CN1176232C6公开了一种从羰基合成反应废铑催化剂中回收铑的方法,以碱金属或碱土金属的碳酸盐为添加剂,在700°C温度下恒温4h进行焚烧,焚烧渣加入硫酸氢钠/钾进行熔融反应,生成可溶性的铑盐,用盐酸溶解,然后通过电解获得铑粉,铑的回收率98%以上。


  焚烧法操作简单,有机物去除效果好,但是焚烧过程中铑会随烟气夹杂挥发,导致铑的损失较多,且产生的烟气会造成二次污染,对烟气回收装置有特殊要求。


  三、熔炼富集法


  中国专利CN108950233A提出了一种从失活含铑均相催化剂中回收铑的方法。首先,对失活催化剂通过蒸馏回收有机物并得到铑富集物,然后将铑富集物与过渡金属M(M=Fe、Co、Cr、Mn、Zr)还原剂和造渣剂混合,进行高温还原熔炼,使铑与过渡金属M形成低熔点Rh-M合金,再将Rh-M合金进行电解或酸解得到铑粉/铑锭,铑回收率为95%~98%。


  四、还原-磨选法


  固体还原-磨选法基于铁铑合金相图,在一定的条件下金属铁与铑形成连续固溶体,以铁氧化物为捕集剂,通过固态还原,使铁氧化物被还原为金属铁并捕集铑,形成带磁性的铁铑合金,然后通过湿式磁选分离,获得含铑磁性铁粉,实现铑的回收。


  相关研究对有机铑废液(含有乙酰丙酮、酒。精、乙酰丙酮铑等有机物,铑含量0.3~0.8g/L)采用还原-磁选法回收铑,将有机铑废液加入铁矿、煤粉和添加剂,混合制成的球团,通过固态还原,球团破碎细磨,再进行磁选,获得含铑铁粉,在还原温度1200℃,还原时间6h,添加剂配比10%,煤粉配比5%,球磨时间45min,磁场强度1.28x10A/m的条件下,铑回收率为92%~96%。


  还原-磨选工艺具有还原温度低的优点。但需要较长的还原时间,使铁晶粒长大到足够的粒度且捕集铑形成微合金,才能获得较好的回收效果。