鉑碳回收,廢鉑碳催化劑離子交換法回收鉑的技術要點
離子交換法特別適合處理低濃度鉑溶液。強堿性陰離子交換樹脂(如201×7)對[PtCl6]2-有很強的親和力,在pH1-2條件下吸附容量可達100mgPt/g樹脂以上。操作時需控制溶液流速(通常5-10BV/h)和競爭離子濃度。飽和樹脂用5%-10%的硫脲溶液洗脫,洗脫率可達98%以上。離子交換法的優(yōu)勢在于操作簡單、選擇性好,但處理量相對較小,更適合于尾液深度處理或值鉑的回收。
鉑碳回收,電化學回收技術的發(fā)展現狀
電化學方法直接還原回收鉑具有流程短、純度高的特點。主要工藝包括:電解沉積,在適當電位下使鉑在陰極析出;電滲析,利用離子交換膜選擇性遷移鉑離子;電氧化溶解,促進難溶鉑化合物的溶解。其中電解沉積應用廣,在槽電壓2-3V、電流密度100-200A/m2條件下,可獲得致密的鉑沉積層,電流效率可達85%以上。新型的脈沖電解技術進一步提高了沉積物質量,減少了枝晶形成。
鉑碳回收,離子交換樹脂的選擇性吸附
采用Lewatit MonoPlus TP214強堿性樹脂回收浸出液中的鉑:
吸附性能:pH=1.5時對[PtCl?]2?的飽和容量達120mg/g;
競爭離子:Fe3?存在下選擇性系數K_Pt/Fe=150;
洗脫再生:5%硫脲+1M HCl溶液解吸率>99%。
德國拜耳公司的工業(yè)化裝置顯示,樹脂可循環(huán)使用200次以上,鉑回收成本降低40%。
鉑碳回收,納米鉑碳回收技術難點
納米級鉑顆粒(<10nm)易在回收過程中團聚,導致活性下降。中科院過程所發(fā)明聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保護法,在酸溶時維持顆粒分散。透射電鏡顯示回收后鉑顆粒平均粒徑僅增長2nm。該技術已應用于貴研鉑業(yè),所產納米鉑用于藥物合成。另一突破是膜過濾濃縮技術,用100kDa超濾膜回收溶解態(tài)鉑,效率提高20%。
鉑碳回收,超臨界流體萃取技術突破
超臨界CO?(scCO?)改性萃取鉑的創(chuàng)新方法:
體系組成:scCO?+0.1M TBP+5%甲醇,壓力25MPa,溫度60℃;
傳質特性:擴散系數達3.2×10??m2/s,是常規(guī)溶劑的10倍;
分離因子:Pt/Pd選擇性比提升至85:1。
日本大坂大學的中試數據顯示,該技術鉑回收純度達99.99%,有機溶劑用量減少90%。
鉑碳回收,鉑溶解過程的化學機理
鉑的溶解過程涉及復雜的化學反應。在王水體系中,主要發(fā)生以下反應:HNO3+3HCl=NOCl+Cl2+2H2O,生成的新生態(tài)氯與鉑反應形成氯鉑酸(H2PtCl6)。溶解速率受多種因素影響,包括酸濃度、溫度、攪拌強度等。實驗數據顯示,當HCl:HNO3比例為3:1時,在80℃下反應2小時,鉑的溶解率可達99%以上。值得注意的是,溶解過程會產生氮氧化物等有害氣體,需要配備完善的吸收處理裝置。
12年