خلاصه

این اختراع مربوط به یک روش بازیافت پالادیوم، یکی از فلزات گرانبها، از ضایعات کاتالیزورهای پالادیوم-کربن است. فرآیند بازیافت شامل مراحلی مانند برشته کردن، کاهش، شستشو، حذف ناخالصی تبادل یونی، تشکیل کمپلکس آمونیاک، اسیدی شدن، برشته کردن و احیای هیدروژن برای به دست آوردن پالادیوم است. این روش ساده و با هزینه تولید پایین است و بازیافت پالادیوم بیش از 99٪ و خلوص پالادیوم فلزی بیش از 99.9٪ را ارائه می‌دهد. این روش در حوزهٔ فنی بازیافت و استفاده از زباله جامد قرار دارد و برای بازیافت پالادیوم از کاتالیزورهای پالادیوم-کربن استفاده می‌شود.

شرح

این اختراع یک روش بازیافت فلز گرانبها پالادیوم از ضایعات کاتالیزورهای پالادیوم-کربن را در حوزه فنی بازیافت زباله جامد معرفی می‌کند. این روش به منظور بازیافت پالادیوم از ضایعات کاتالیزورهای پالادیوم-کربن توسعه داده شده است. از این روش برای جداسازی و استخراج پالادیوم از ضایعات صنعتی استفاده می‌شود. این روش شامل مراحل مختلفی مانند برشته کردن، کاهش، شستشو، حذف ناخالصی تبادل یونی، تشکیل کمپلکس آمونیاک، اسیدی شدن، برشته کردن و احیای هیدروژن برای به دست آوردن فلز پالادیوم می‌باشد. این روش از لحاظ فنی ساده است و هزینه تولید آن نیز پایین می‌باشد. بازیافت پالادیوم از ضایعات کاتالیزورهای پالادیوم-کربن با استفاده از این روش منجر به بازیابی بیش از 99٪ پالادیوم و به دست آوردن پالادیوم با خلوص فلزی بیش از 99.9٪ می‌شود.

در زمینهٔ هنر، کاتالیزورهای پالادیوم-کربن نقش مهمی را در صنعت تولید شیمیایی ایفا می‌کنند. این کاتالیزورها در راستای واکنش‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، آنها در سنتز فلواکسیدین، تولید تولوئن دی‌ایزوسیانات، خالص‌سازی کاپرولاکتام و هیدروژنه‌کردن اسید ترفتالیک به کار می‌روند.

پس از استفادهٔ طولانی، کاتالیزورهای پالادیوم-کربن به دلیل آلودگی با ناخالصی‌ها، کارایی خود را از دست می‌دهند و به عنوان زبالهٔ کاتالیزور محسوب می‌شوند. با توجه به اینکه پالادیوم یک فلز گرانبها و با منابع کمیاب و هزینهٔ بالایی دارد، بازسازی و بازیابی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. این فرایند بازسازی به منظور بازیابی و استفادهٔ مجدد از پالادیوم آلوده شده در کاتالیزورهای پالادیوم-کربن صورت می‌گیرد.

در کاتالیزور پالادیوم-کربن، کربن فعال به عنوان حامل وجود دارد و مقدار پالادیوم در آن حدود 0.1 تا 10 درصد است. کاتالیزور پالادیوم-کربن ضایعاتی دارای مقدار کمتری پالادیوم نسبت به کاتالیزور تازه است و سطح آن با مواد آلی و ناخالصی‌هایی مانند آهن، نیکل و مس پوشیده شده است.

روش‌های بازیافت پالادیوم از ضایعات کاتالیزورهای پالادیوم-کربن عمدتاً به دو دسته پیرومتالورژی و هیدرومتالورژی تقسیم می‌شوند. روش پیرومتالورژی شامل ذوب و جمع‌آوری کاتالیزورهای ضایعاتی حاوی پالادیوم در دماهای بالا و بازیافت آنها با استفاده از روش‌های سنتی است. اما روش هیدرومتالورژی از تبادل یون، الکترولیز، جایگزینی و سایر فرآیندها برای بازیافت استفاده می‌کند.

بیشتر این روش‌ها دارای جریان فرآیند طولانی، هزینه بالا و نرخ بازیافت پالادیوم پایین هستند. به عبارت دیگر، آنها ممکن است زمان‌بر و هزینه‌بر باشند و نرخ بازیافت پالادیوم نسبتاً کمتری داشته باشند.

این اختراع یک روش برای بازیابی پالادیوم، یک فلز گرانبها، از کاتالیزور پالادیوم-کربن ضایعات ارائه می‌دهد. این روش شش مرحله شامل کلسینه کردن کاتالیزور پالادیوم-کربن ضایعات، کاهش با استفاده از یک عامل کاهنده، شستشوی محلول با استفاده از مخلوطی از اسید قوی معدنی و اکسیدان، استفاده از رزین تبادل کاتیونی و ترکیب کمپلکس آمونیاک برای حذف ناخالصی‌ها، اسیدی شدن با استفاده از اسید هیدروکلریک و نهایتاً کلسینه می‌شود. با احیای دی کلرودیامین پالادیوم، فلز پالادیوم به دست می‌آید. این روش دارای مزایای سرعت بازیابی بالا، فرآیند ساده، هزینه کم و آلودگی محیطی کم است.

راه حل ترجیحی اختراع حاضر عبارت است از:

1) فرآیند برشته کردن: بو دادن با کوره برشته کردن، دمای برشته کردن 500-800 ℃، ترجیحا برشته کردن با کوره لوله‌ای، دمای برشته کردن 550-750 ℃، تامین گاز کاملاً.

2) فرآیند احیا: خاکستر کلسینه شده با یک عامل کاهنده کاهش می یابد و عامل احیا کننده می تواند اسید فرمیک، فرمت سدیم یا هیدرات هیدرازین باشد، ترجیحا از اسید فرمیک به عنوان عامل کاهنده استفاده می شود و نسبت وزن خاکستر پالادیوم و اسید فرمیک عبارتند از. 1: 0.1-1 (ترجیحاً 1: 0.2-0.8)، کاهش دما

درجه 50-90.C (ترجیحا 60-80'C)، زمان کاهش 2-6 ساعت (ترجیحا 3-5 ساعت).

3) فرآیند لیچینگ: اسید قوی معدنی مورد استفاده می تواند اسید کلریدریک، اسید سولفوریک یا اسید نیتریک، ترجیحا اسید کلریدریک باشد، و اکسیدان مورد استفاده می تواند یک یا هر دو محلول مخلوط در هیپوکلریت سدیم، پراکسید هیدروژن، کلرات سدیم یا اسید پرکلریک باشد، ترجیحا هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن یا محلول مخلوط کلرات سدیم و پراکسید هیدروژن که در آن نسبت وزنی هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن 1: 0.5-3 است و نسبت وزن کلرات سدیم و پراکسید هیدروژن 1: 1-4 است.

نسبت وزن 1: (1-8)، دمای شستشو 60-100 درجه سانتیگراد (ترجیحاً 70-90 درجه سانتیگراد) و زمان شستشو 3-8 ساعت (ترجیحاً 4-7 ساعت) است.

4) تبادل یونی، فرآیند حذف ناخالصی کمپلکس آمونیاک: محلول حاوی پالادیوم با رزین تبادل کاتیونی برای حذف ناخالصی، ترجیحا رزین تبادل کاتیونی نوع DOO1 مبادله می شود و سپس مایع تبادل یونی برای کنترل p^8 به طور کامل با آب آمونیاک کمپلکس می شود. -11

(ترجیحاً pH-9-10)، فیلتر برای حذف ناخالصی ها.

5) فرآیند اسیدی شدن: محلول کمپلکس آمونیاک صاف شده را با اسید هیدروکلریک اسیدی کنید، pH=1-4 (ترجیحاً 1.5-3) را کنترل کنید، رسوب زرد دی کلرودیامینوپالادیوم را به دست آورید، صاف کنید و بشویید.

6) برشته کردن، فرآیند کاهش: رسوب زرد دی کلرودیامین پالادیوم در کوره برشته کردن، دمای برشت 400-800 ℃ (ترجیحاً 500-700 ℃)، زمان بو دادن 2-7 ساعت (ترجیحاً 3-5 ساعت) است، و سپس کاهش می یابد. با هیدروژن برای به دست آوردن پالادیوم فلزی.

این اختراع دارای مزایای زیر است: 1)، فرآیند ساده و آسان برای عملیات؛ 2)، نرخ بازیابی پالادیوم بالا است، که می تواند به بیش از 99٪ برسد؛ 3)، "سه زباله" کم است، درمان ساده است، و آلودگی محیطی کوچک است؛ 4)، کیفیت محصول خوب است، خلوص پالادیوم فلزی بیش از 99.9٪ است؛ 5)، هزینه تولید کم است.

شرح تفصیلی تجسم های ترجیحی جزئیات و مزایای بیشتر اختراع حاضر با مراجعه به نمونه های زیر که فقط برای اهداف توضیحی ارائه شده اند، آشکارتر خواهد شد. لازم به ذکر است که این تجسم ها به منظور محدود کردن دامنه حفاظتی اختراع حاضر نیستند.

کاتالیزور مورد استفاده در این تجسم، کاتالیزور پالادیوم-کربن است که در تصفیه هیدرولیک اسید ترفتالیک پس از استفاده صنعتی استفاده می شود، محتوای پالادیوم کاتالیزور پالادیوم-کربن تازه این نوع حدود 0.5٪ است و محتوای پالادیوم حدود 0.3 تا 0.4 تن پس از استفاده است. اجرا شده و نتایج در جدول 1 نشان داده شده است.

تجسم 1:

ضایعات کاتالیزور کربن پالادیوم 10 کیلوگرمی (خشک)، محتوای پالادیوم 0.33 درصد (وزنی) است، در کوره لوله‌ای قرار داده و برشته کردن را انجام دهید، دمای برشته کردن 600 درجه سانتیگراد است، منبع گاز کاملاً تامین می‌شود، خاکستر برشته به کاهش اسید فرمیک اضافه می‌کند، افزودنی است هر کیلوگرم پالادیوم 300 میلی لیتر اسید فرمیک را به خاکستر اضافه کنید، آن را در دمای 70 درجه سانتیگراد گرم کنید، آن را به مدت 3 ساعت نگه دارید، فیلتر کنید و از اسید هیدروکلریک، هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن برای فیلتر کردن باقیمانده استفاده کنید.

محلول آبی لیچینگ، که در آن خاکستر پالادیوم: اسید کلریدریک: هیپوکلریت سدیم: پراکسید هیدروژن: آب = 1: 5: 5: 5: 3، دما

75 ℃، زمان 4 ساعت، فیلتر، بازیابی بقایای فیلتر، فیلتر انجام تبادل یونی، کمپلکس آمونیاک، فیلتراسیون، بازیابی بقایای کمپلکس، اسیدی شدن مایع کمپلکس، جمع آوری مشروب دم اسیدی، رسوب اسیدی پس از خشک شدن در دستگاه برشته قرار می گیرد، 600 کلسینه در ' C به مدت 4 ساعت، و با هیدروژن کاهش داد تا 32.71 گرم محصول فلزی پالادیوم به دست آید. 

تجسم 2:

کاتالیزور ضایعات 10 کیلوگرمی (خشک)، محتوای پالادیوم 0.33 درصد (وزنی)، در کوره لوله‌ای قرار داده و برشته کردن، برشته کردن را انجام دهید.

دما 650 درجه سانتیگراد است، هوای کامل تامین می شود، خاکستر برشته باعث کاهش اسید فرمیک می شود، افزودنی این است که هر کیلوگرم خاکستر پالادیوم 400 میلی لیتر اسید فرمیک اضافه می کند، تا 75 درجه سانتیگراد گرم می شود، 4 ساعت نگه می دارد، فیلتر، باقیمانده فیلتر با شسته می شود. محلول آبی اسید هیدروکلریک، هیپوکلریت سدیم، پراکسید هیدروژن، که در آن خاکستر پالادیوم: اسید هیدروکلریک: هیپوکلریت سدیم: پراکسید هیدروژن: آب = 1: 6: 5: 8: 4، 80 ℃ دما، زمان 5 ساعت، فیلتر، فیلتر بازیابی باقیمانده، فیلتر تبادل یونی را انجام می دهد، کمپلکس آمونیاک، فیلتراسیون، کمپلکس شدن سرباره بازیافت می شود، محلول کمپلکس اسیدی می شود، مایع دم اسیدی شده جمع آوری می شود و رسوب اسیدی شده خشک می شود و در دستگاه برشته قرار می گیرد و در دمای 550 درجه برشته می شود. به مدت 4.5 ساعت، و با هیدروژن کاهش داد تا محصول فلزی پالادیوم 32.79 گرم به دست آید. 

تجسم 3:

کاتالیزور ضایعات 10 کیلوگرمی (خشک)، محتوای پالادیوم 0.33 درصد (وزنی) را دریافت کنید، در کوره لوله‌ای قرار داده و بو دادن را انجام دهید، دمای برشته کردن 700 درجه سانتیگراد است، گاز کاملاً تامین می‌شود، خاکستر برشته کردن باعث کاهش اسید فرمیک می‌شود و افزودنی است که هر کیلوگرم خاکستر پالادیوم 500 میلی لیتر اسید فرمیک اضافه می کند، تا 80 درجه سانتیگراد گرم می شود، به مدت 5 ساعت نگه می دارد، فیلتر می شود و باقیمانده فیلتر با اسید هیدروکلریک، هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن مخلوط می شود.

شستشوی محلول آبی، که در آن خاکستر پالادیوم: اسید کلریدریک: کلرات سدیم: پراکسید هیدروژن: آب = 1:7:5:10:3، دمای 85

C، زمان 6 ساعت، فیلتر، بازیابی بقایای فیلتر، فیلتر انجام تبادل یونی، کمپلکس آمونیاک، فیلتراسیون، بازیابی بقایای کمپلکس، اسیدی شدن مایع کمپلکس، جمع آوری مایع دم اسیدی، بارش اسیدی پس از خشک شدن، قرار دادن در روستر، 550 پخت C به مدت 4 ساعت و کاهش با هیدروژن برای به دست آوردن 32.75 گرم فلز پالادیوم محصول.

جدول 1 نتایج آزمون

محصول حاوی پالادیوم فلز پالادیوم فلز پالادیوم خلوص پالادیوم نرخ بازیابی (گرم) (گرم) (%) (%) در کاتالیزور ضایعات تجسم

1 33 32.71 99.95 99.07

2 33 32.79 99.94 99.30

3 33 32.75 99.92 99.16

ضمیمه

1، روشی برای بازیابی فلز گرانبها پالادیوم از ضایعات کاتالیزور پالادیوم-کربن، مشخص می شود که شامل مراحل پیوسته زیر است: الف)، با بو دادن کاتالیزور ضایعات، و دمای برشت 500-800 درجه سانتیگراد؛ B)، خاکستر برشته کاهش می یابد. با عامل کاهنده، عامل کاهنده اسید فرمیک، فرمت سدیم یا هیدرات هیدرازین است؛ نسبت وزن خاکستر پالادیوم و عامل کاهنده 1:0.1-1، دمای احیا 50-90 درجه سانتیگراد و زمان 2- است. 6 ساعت؛ ج)، شستشو با اسید قوی معدنی و عامل اکسید کننده؛ اسید قوی غیر آلی نسبت وزن با اکسیدان 1: 1-8، دمای شستشو 60-100 درجه سانتیگراد و زمان شستشو 3-8 ساعت است. ؛ D)، محلول لیچینگ در معرض حذف ناخالصی قرار می گیرد و سپس کمپلکس آمونیاک انجام می شود و مقدار pH کنترل 8-10 است؛ e)، فیلتر کمپلکس آمونیاک اسیدی می شود و مقدار pH کنترل 1-4 است. دی کلرودیامین پالادیوم زرد بارش، و بارش انجام بو دادن، برشته کردن دمای 300-800 ℃، زمان 2-7 ساعت، و سپس از طریق کاهش به دست می آید محصول فلزی پالادیوم.

2. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود، مشخص می شود که کاتالیزور در کوره لوله برشته می شود و دمای برشته 550-750 ℃، کاملاً تامین گاز است.

3. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود این است که نسبت وزن خاکستر پالادیوم و عامل کاهنده 1: 0.2-0.8، دمای کاهش 60-80 ℃، زمان کاهش 3-5 ساعت است.

4. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود در این است که اسید قوی معدنی استفاده شده اسید کلریدریک، اسید سولفوریک یا اسید نیتریک است.

5. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود در این است که اسید قوی معدنی استفاده شده اسید هیدروکلریک است.

6. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود در این است که اکسیدان مورد استفاده در محلول مخلوط هیپوکلریت سدیم، پراکسید هیدروژن، کلرات سدیم یا اسید پرکلریک یک یا هر دو است.

7. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود به این ترتیب مشخص می شود که اکسیدان مورد استفاده محلول مخلوط هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن یا کلرات سدیم و پراکسید هیدروژن است که در آن نسبت وزنی هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن 1: 0.5-3 است و نسبت کلرات سدیم و پراکسید هیدروژن 1: 0.5-3 و نسبت وزنی 1:1-4 است.

8. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا شده است، مشخص می شود که نسبت وزن اسید قوی معدنی و اکسیدان 1: 2-8، و دمای شستشو 70-90 ℃، و زمان شستشو 4-7 ساعت است.

9. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا شده است، مشخص می شود که شیرابه با رزین تبادل کاتیونی برای حذف ناخالصی ها مبادله می شود، سپس مایع تبادل یونی به طور کامل با آب آمونیاک کمپلکس می شود، p ترجیحی کنترل ≤ 9-10 است، و از فیلتراسیون برای حذف ناخالصی ها استفاده می شود.

10. روش همانطور که در ادعای 1 ادعا می شود، مشخص می شود که با محلول کمپلکس آمونیاک اسیدی شده با اسید هیدروکلریک، pH کنترل 1.5-3، رسوب دی کلرودیامین پالادیوم زرد، فیلتر، پس از شستشو، توسط کمپلکس دی کلرودیامین، رسوب زیر پالادیوم قرار می گیرد. داخل کوره برشته و برشته کردن، و دمای برشته کردن 400-700 ℃ و زمان 3-5 ساعت است، و سپس پالادیوم محصول فلزی با کاهش هیدروژن به دست می آید.