一种富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114934180A(43)申请公布日2022.08.23(21)申请号202210377301.0(22)申请日2022.04.12(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人张杜超杨天足刘伟锋陈霖贾晓云王永密李廷颖(51)Int.Cl.C22B7/00(2006.01)C22B11/00(2006.01)C22B21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法(57)摘要一种富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法，本发明采用酸性逆流浸出法，将氧化铝基废载钌催化剂在返回的盐酸溶液中进行一次酸性浸出，使其中的部分氧化铝溶解以实现钌的初步富集；一次酸性浸出所得浸出渣则加入新鲜的盐酸溶液进行二次酸性浸出，进一步使浸出渣中大部分氧化铝溶解，实现钌的二次富集，所得盐酸浸出液经过滤后返回一次酸性浸出；向一次酸性浸出液中加入沉淀剂实现溶液中钌的沉淀富集，沉淀后液则送往提铝工序。本发明铝的总浸出率大于88％，钌的沉淀率大于80％，浸出渣中钌富集9倍以上，整个工序钌的综合回收率大于98％。CN114934180ACN114934180A权利要求书1/1页1.一种富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法，其特征在于包括以下步骤：A.一次酸性浸出将氧化铝基废载钌催化剂破碎和细磨至粒度范围为0.149mm以下，将其加入酸性浸出液中，控制酸性浸出液与氧化铝基废载钌催化剂的液固比，即液体体积mL与氧化铝基废载钌催化剂质量g之比为3～8：1，搅拌速度为300～600rpm，常温下搅拌0.5～2h；接着，加入还原剂铝粉，铝粉的加入量为氧化铝基废载钌催化剂质量的0.01～0.02，升高反应温度至50～95℃，继续反应1～3h；反应完毕后，过滤、洗涤，得到一次浸出液和一次浸出渣；B.二次酸性浸出将一次浸出渣用新配置的3.0～7.0mol/L盐酸溶液进行酸浸，控制液固比，即液体体积mL与一次浸出渣质量g之比为5～10：1，酸浸时间为0.5～3.0h，酸浸温度为50～95℃，搅拌速度为300～600rpm；反应完毕后，过滤、洗涤后得到酸性浸出液和酸性浸出渣；酸性浸出液返回A步骤循环使用，酸性浸出渣则送往提钌工序；C.钌沉淀向一次浸出液中加入氢氧化钠调节溶液pH至0.5～3.0之间，之后加入甲醛次硫酸氢钠，控制其加入质量为溶液中钌质量的3～10：1，反应温度为60～90℃，反应时间为15～60min，搅拌速度为300～600rpm，反应完成后，过滤洗涤烘干，得到钌沉淀。2.如权利要求1所述的富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法，其特征在于：所述的氢氧化钠、盐酸、铝粉、甲醛次硫酸氢钠均为工业级试剂。3.如权利要求1所述的富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法，其特征在于：所述的氧化铝基废载钌催化剂中，元素质量百分含量为：Al49％～53％、Ru0.04％～6.0％。2CN114934180A说明书1/4页一种富集氧化铝基废载钌催化剂中钌的方法技术领域[0001]本发明涉及冶金领域中湿法冶金过程，是一种有效富集氧化铝载钌催化剂中钌的方法。技术背景[0002]钌(Ru)作为铂族金属元素家族的一员，在地壳中含量少、丰度低，其含量仅为1.0×10‑9，是最稀有的金属元素之一。钌的主要用途之一为石油化工催化剂，大约45％的钌用于石油化工行业。钌催化剂通常使用的载体主要有氧化铝、活性炭等，其在使用过程中由于发生团聚或者中毒而失活报废，因此从废载钌催化剂中回收钌对于缓解我国当前钌资源紧张局面具有重要意义。[0003]目前，钌的回收方法主要包括：直接氧化蒸馏法、碱熔融水浸分离法、火法回收法(李康博,肖发新,孙树臣,等.含钌废料回收钌工艺概况[J].贵金属,2020,41(3):78‑84；杨天足.贵金属冶金及产品深加工[M].长沙：中南大学出版社，2005年，786‑791)。对于钌含量较高的原料，通常直接氧化蒸馏，这也是当前回收钌最经济有效、工业应用最成熟的方法。其基本原理是，基于四氧化钌(RuO4)易挥发的特点，在酸性或碱性体系下，采用强氧化剂使钌生成四氧化物挥发出来，然后用盐酸和乙醇的混合溶液进行吸收，得到纯度很高的H3RuCl6溶液，浓缩烘干便得到水合三氯化钌产品。碱熔融水浸分离法是一种预处理方式，为了使钌与其他铂族金属元素等分开，并提高钌的蒸馏效果，首先将含钌物料经过过氧化钠熔融处理后，用水浸出熔融物，钌以Na2RuO4物相进入溶液中，过滤后得到黑红色溶液，该溶液可以直接进行蒸馏回收，也可加入乙醇后并用硫酸中和，产出Ru(OH)4沉淀物，再在酸性或碱性介质进行氧化蒸馏回收钌。钌的火法回收一种是在高温下直接通入氧气，使钌氧