鈀碳回收,電解液體系優(yōu)化方案
常規(guī)Pd(NH?)?Cl?體系存在氨揮發(fā)問題(損失率約1.2kg/t鈀),改良后的H?PdCl?-HCl體系更穩(wěn)定。典型配方:Pd2? 80-100g/L、HCl 2-3mol/L、NH?Cl 50g/L(作為導(dǎo)電鹽)。溫度維持50±2℃可兼顧電流效率(92-94%)和能耗(約3.8kWh/kg Pd)。某中試數(shù)據(jù)顯示,添加0.1g/L明膠可顯著改善陰極沉積形貌,使結(jié)晶粒度從50μm細(xì)化至10μm,陰極鈀純度提升至99.97%。電解液循環(huán)量需保持2-3倍槽體積/h,避免濃差極化。
鈀碳回收,離子交換樹脂應(yīng)用
從浸出液中回收鈀可采用強(qiáng)堿性陰離子樹脂(如201×7型),其對PdCl?2?的飽和吸附容量可達(dá)120mg/g。操作時控制流速2BV/h、pH1.0-1.5,穿透點(diǎn)設(shè)定為出口液Pd濃度5mg/L。解吸用5%氨水+3%硫脲混合液,解吸率>99%。新型螯合樹脂(含-SH基團(tuán))對鈀選擇性更高,在共存Cu2?、Ni2?時分離系數(shù)可達(dá)103。某中試數(shù)據(jù)顯示,采用三級串聯(lián)吸附,尾液Pd濃度可降至0.3mg/L以下,達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn)。
鈀碳回收,鈀碳在氫氣純化膜中的抗毒化設(shè)計
Pd/C復(fù)合膜(厚度50μm):
H?通量:25m3/m2·h @400℃
CO耐受:1000ppm下性能無衰減
壽命:>5年(傳統(tǒng)Pd膜因硫中毒僅2年)
煉廠案例:
中石化應(yīng)用后,燃料電池用氫純度達(dá)99.9999%,成本降60%。
鈀碳回收,陰極沉積動力學(xué)控制
采用鈦板作陰極時,電流密度佳范圍為200-300A/m2。過高(>400A/m2)會導(dǎo)致枝晶生長,過低(<150A/m2)則降低生產(chǎn)效率。陰極沉積周期通常為48-72小時,沉積厚度達(dá)3-5mm時剝離。值得注意的是,電解液流速對沉積質(zhì)量影響顯著:層流狀態(tài)(Re<2100)下可獲得平整沉積層,湍流時會出現(xiàn)瘤狀物。某案例表明,在250A/m2、pH1.5條件下,陰極電流效率可達(dá)93.5%,直流電耗約4.2kWh/kg Pd。
鈀碳回收,高壓酸浸技術(shù)(HPAL)應(yīng)用進(jìn)展
操作參數(shù):
溫度200-230℃
壓力3.5-4.2MPa
停留時間90-120分鐘
優(yōu)勢:
難處理物料(如含鈀陶瓷載體)回收率從82%提升至96%
酸耗降低40%(HCl循環(huán)利用率達(dá)85%)
工業(yè)化案例:
南非Lonmin工廠采用該技術(shù)處理鉑鈀礦,產(chǎn)能提升35%
鈀碳外觀特征
物理形態(tài)
呈蜂窩狀陶瓷整體結(jié)構(gòu),表面涂覆灰色或黑色催化劑涂層,孔密度為400-600目/平方英寸,比表面積達(dá)80-120m2/g。
鈀碳回收微觀特性
掃描電鏡顯示鈀顆粒均勻分散于載體表面,粒徑控制在5-10nm以保持高活性,老化后顆粒增長不超過20%。
化學(xué)組成
鈀碳主成分
鈀含量0.05%-2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),載體為堇青石或改性氧化鋁(La-Al?O?/CeO?-ZrO?),助劑包括鑭、鈰、錳等氧化物。
抗水改性
通過鑭改性氧化鋁提升載體水熱穩(wěn)定性,鎳鎢錳(Ni-W-Mn)助劑抑制鈀顆粒團(tuán)聚,適用于高濕度(20% H?O)環(huán)境。
12年