化工醫(yī)藥行業(yè)廢鈀炭催化劑回收鈀的一種濕法生產(chǎn)工藝及污染防治技術(shù)分析

張世金

（江西省輻射環(huán)境監(jiān)督站，江西省固體廢物管理中心，江西南昌 330077）

化工醫(yī)藥行業(yè)廢鈀炭催化劑回收鈀的一種濕法生產(chǎn)工藝及污染防治技術(shù)分析

張世金

（江西省輻射環(huán)境監(jiān)督站，江西省固體廢物管理中心，江西南昌 330077）

本文綜述了一種從廢鈀炭催化劑中濕法回收鈀的生產(chǎn)工藝，介紹了濕法回收工藝原理，分析了生產(chǎn)工藝條件對(duì)鈀回收的影響，實(shí)踐表明：回收鈀純度達(dá)99.5%，回收率達(dá)92.5%。并對(duì)其污染防治技術(shù)進(jìn)行分析。

廢鈀炭催化劑；鈀；回收

廢鈀炭催化劑主要來源于化工、醫(yī)藥等行業(yè)[1，2]，如乙烯加氫脫乙炔、丙烯加氫脫丙炔、制備雙氧水等[3]。由于催化劑在反應(yīng)過程中富積了烴類物質(zhì)（乙醇、丙酮等）而導(dǎo)致催化劑失活[4-6]。根據(jù)2008版《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，廢鈀炭催化劑屬于HW02(271-004-02)或HW06(261-005-06)，典型廢鈀炭催化劑主要廢物組成見表1[7]。

表1 廢鈀炭催化劑主要化學(xué)組成

本文主要介紹化工醫(yī)藥行業(yè)廢鈀炭催化劑回收鈀的一種濕法生產(chǎn)工藝，并對(duì)其污染防治技術(shù)進(jìn)行分析。

1 工藝流程

廢鈀催化劑濕法回收工藝分為兩個(gè)大的階段，第一階段為富集，第二階段為精煉。富集目的是提高物料中貴金屬的濃度，為后續(xù)精煉創(chuàng)造條件，節(jié)省成本。

1.1 富集工藝流程

1.1.1 焙燒

主要目的是去除廢催化劑中的炭質(zhì)載體及沾染物，為后續(xù)鈀與酸液的充分反應(yīng)浸出提供條件。焙燒前要預(yù)先在105℃左右烘干自然水分，再進(jìn)入焙燒爐焙燒3.5～4.0h，溫度控制在500℃左右，可以有效防止氧化鈀的形成。

1.1.2 酸溶

經(jīng)焙燒后的鈀催化劑送入鹽酸、硝酸按3∶1比例配成的王水，在90℃的條件下溶解4.0～6.0h。主要反應(yīng)為：Pd＋4HCl＋2HNO3→3H2PdCl4＋2NO↑＋4H2O。反應(yīng)后蒸汽夾套緩慢加熱去除溶液中的硝酸：2HNO3+6HCl→2NO↑+3Cl2↑+4H2O。

1.1.3 置換

將溶解液輸送到靜置沉淀槽進(jìn)行固液分離，過濾溶液用鐵置換，得到粗鈀渣。

1.1.4 過濾

將置換后的溶液在靜置沉淀槽分離，得到粗鈀進(jìn)入下一步精煉。

1.2 精煉工藝流程

1.2.1 粗鈀溶解

將粗鈀用鹽酸、硝酸溶解后，加熱至60～70℃趕硝，減少溶液中的硝酸。

1.2.2 沉淀

加過量的NH4Cl，生成氯鈀酸銨沉淀，在靜置沉淀槽分離得到氯鈀酸銨，氯鈀酸銨進(jìn)一步溶于熱水，使其與其他不溶雜質(zhì)分離。

1.2.3 氨水絡(luò)合

把氨水配成10%的溶液，調(diào)節(jié)pH為9～10，鈀與氨形成二氯四氨絡(luò)亞鈀溶液，反應(yīng)后靜置沉淀分離。

(NH4)2PdCl4+ 2NH4OH = Pd(NH3)4Cl2+ 2HCl + 2H2O

1.2.4 酸化

將上清液加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH在1～2，使鈀轉(zhuǎn)化成黃色的二氯二氨絡(luò)亞鈀沉淀，進(jìn)一步與其他雜質(zhì)分離。

1.2.5 還原

將水合肼(N2H4·H2O)還原劑緩慢加入鈀絡(luò)合溶液進(jìn)行還原反應(yīng)。過濾得到鈀(海綿鈀)，濾液進(jìn)污水處理站處理。

1.2.6 烘干

在120～150℃烘干8h，最終回收得到的鈀純度約99.5%，回收率達(dá)92.5%。整個(gè)回收工藝流程見圖1。

圖1 鈀回收工藝流程圖

2 污染防治措施分析

2.1 廢氣

2.1.1 反應(yīng)廢氣

反應(yīng)廢氣主要為：富集工段王水溶解、趕硝過程產(chǎn)生的含酸霧廢氣[硝酸霧（NOx）、氯化氫、氯氣]。精煉工段產(chǎn)生的硝酸霧（NOx）、氯化氫、氯氣和氨等，采取集氣+水噴淋+堿噴淋處理后用一根排氣筒排放，滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.1.2 焙燒煙氣

需要焙燒的物料主要是含炭催化劑，焙燒煙氣經(jīng)水噴淋吸收凈化后的煙氣再經(jīng)排氣筒排放，排放濃度達(dá)到《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 無組織廢氣

采用車間整體換氣、反應(yīng)槽表面覆蓋等方式處理，在儲(chǔ)罐呼吸放空管上設(shè)置冷凝裝置，將呼吸廢氣冷凝回流后排放，加強(qiáng)車間內(nèi)的空氣流通，要求工人要帶上口罩，注意勞動(dòng)衛(wèi)生。同時(shí)，加強(qiáng)貯存、生產(chǎn)過程中的管理，做好原料儲(chǔ)罐、管道和生產(chǎn)設(shè)備密封，防止跑冒滴漏，減少對(duì)環(huán)境的影響。

2.2 廢水

生產(chǎn)廢水主要包括：工藝廢水、工藝廢氣吸收廢水。生產(chǎn)廢水收集經(jīng)貯槽沉渣后，上清液泵入蒸餾反應(yīng)釜進(jìn)行蒸餾處理（廢水中的高氨氮蒸發(fā)濃縮成銨鹽），廢水中含有的廢氣經(jīng)蒸餾后產(chǎn)生的余氣，含有少量NH3，由蒸汽冷凝水吸收，形成污冷凝水，回用于生產(chǎn)上的精煉工段。廢水蒸餾后，反應(yīng)釜底剩余的殘液（約占處理廢水量的1%）作為危險(xiǎn)廢物，委托有相應(yīng)資質(zhì)的單位處理。

2.3 固體廢物

2.3.1 焙燒爐爐灰

含碳催化劑焙燒產(chǎn)生的固廢，屬于危險(xiǎn)廢物HW18(802-003-18)，經(jīng)收集后委托有相應(yīng)危廢處理資質(zhì)企業(yè)處理。

2.3.2 釜底殘液

廢水蒸餾后，反應(yīng)釜底剩余的殘液，屬于危險(xiǎn)廢物HW49(802-006-49)，經(jīng)收集后委托有相應(yīng)危廢處理資質(zhì)企業(yè)處理。

2.3.3 生產(chǎn)廢水沉渣

生產(chǎn)廢水沉渣用于富集工段酸溶。

2.3.4 濾渣

過濾的濾渣主要來自于從反應(yīng)釜出來的溶液過濾環(huán)節(jié)和精煉環(huán)節(jié)，經(jīng)過在前期加工和精煉工藝后，產(chǎn)生的濾渣其主要成份為鐵鹽等雜質(zhì)，為Ⅱ類一般工業(yè)固廢，可外售綜合利用。

3 結(jié)語

隨著化工醫(yī)藥行業(yè)飛速發(fā)展，廢鈀金屬催化劑的產(chǎn)量也逐年增加。目前對(duì)于鈀金屬回收的研究，重點(diǎn)要提高工藝技術(shù)水平，降低成本，提高回收率。在回收貴金屬鈀的同時(shí)，注意環(huán)境保護(hù)，降低工藝過程中廢氣、廢水、廢渣的產(chǎn)生量，從而達(dá)到減少污染、回收利用的目的。

[1]葛裕華 .從廢鈀 -炭催化劑中提取氯化鈀 [J].化工時(shí)刊,2000,14(2):33-34.

[2]鄭淑君.廢鈀催化劑中鈀的回收[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料,2003,1(2):35-38.

[3]張永平.從廢鈀催化劑中回收鈀的研究[J].山西化工,2010,30(1):20-22.

[4]辛冰,張靜,馮燕,等.從廢舊鈀炭催化劑中回收鈀工藝研究[J].現(xiàn)代化工,2010,32(6):47-48.

[5]王永錄,劉正華.金、銀及鉑族金屬再生回收[M].長沙:中南大學(xué)出版社,2005:1-28.

[6]陳曉珍,崔波,石文平,等.催化劑的失活原因分析[J],工業(yè)催化,2001,9(5):9-14.

[7]劉時(shí)杰.鉑族金屬礦冶學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2001:7-13.

One Type of Hydrometallurgical Processes Applied to the Palladium Recovery from Spent Palladium Carbon Catalysts from Chemical and Pharmaceutical Industry and the Analysis of the Pollution Control Technology.

Zhang Shi-jin
(Radiation Environmental Monitoring Station of Jiangxi Province, Jiangxi Solid Waste Management Center, Jiangxi Nanchang 330077)

One type of Hydrometallurgical processes applied to the palladium recovery from spent Palladium/ Carbon catalysts from Chemical and pharmaceutical industry. Palladium recovery is about 99.5%.and then analyzes the pollution control technology.

Spent Palladium/Carbon catalysts; Palladium; Recovery

TQ09

A

2096-0387（2016）01-0043-03

張世金（1983-），碩士，工程師，研究方向：固體廢物環(huán)境管理。