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金属催化剂的再生利用文献综述

 2020-04-14 15:30:13  

1.目的及意义

催化剂是石油化工工业中最重要的组成部分,而金属催化剂又是催化剂应用量较多的一类催化剂。现阶段,随着我国社会经济的快速发展和人们对石油化工领域的依靠程度的加深,而对于石油化工产品的要求也随之增大。由于金属催化剂在石油化工产的生产过程中起着重要的作用,因此随着石油化工工业的发展,金属催化剂需求量也随之增长。对于持续增长的催化剂使用量,人们还需要面对催化剂由于长期运转,而引的催化剂中毒,催化剂积炭,催化剂烧结等原因引发的催化剂失去活性的问题。特别是失去活性后的废催化剂,随着人们对石油产品的需求量的增加而增大。

石油化工废催化剂中往往含有一些有毒成分,主要是重金属和挥发性有机物,具有很大的环境风险,对其进行无害化处理处置显得尤为重要。此外,石油化工废催化剂中有较高含量的贵金属或其他有价金属,有些甚至远高于某些贫矿中的相应组分的含量,金属品位高,可将其作为二次资源回收利用。对石油化工废催化剂进行再生利用既可以提高资源利用率,更可以避免废催化剂带来的环境问题,实现可持续发展。

各类废工业催化剂的常用回收方法一般分为4种:干法、湿法、干湿结合法和不分离法。

干法:一般利用加热炉将废催化剂与还原剂及助熔剂一起加热熔融,使金属组分经还原熔融成金属或合金回收,以作为合金或合金原料,而载体则与助熔剂形成炉渣排出。回收某些稀贵金属含量较少的废催化剂时,往往加进一些铁等贱金属作为捕集剂共同熔炼。干法通常有氧化焙烧法、升华法和氯化物挥发法。如Co-Mo/Al2O3、Ni-Mo/Al2O3、Cu-Ni、Ni-Cr 等系催化剂均可采用此法回收。干法耗能较高,在熔融、熔炼过程中,可能会释放出 SO2等气体,可用石灰水吸收。

湿法:用强酸或强碱,也可以通过其他溶剂对废催化剂的主要金属组成溶解;在将含有主要金属的溶液进行过滤,将液固分离。经分离,可得到难溶于水的盐类硫化物或金属的氢氧化物;经干燥,再按需要再进一步加工成最所需产品。采湿法处理废催化剂,其载体基本上是以不溶残渣形式存在。在无适当的处理方法时,这些大量固体不溶残渣会对环境造成二次污染。若固体不溶残渣中仍含有废催化剂活性金属组分,也可以在经过用干法还原残渣。加氢废催化剂通常都可以采用湿法回收,先经过抽提或干馏,对失活性的加氢废催化剂去油脂处理,再将主要加氢废催化剂中活性金属组分溶解,然后通过萃取和反萃取或阴阳离子交换树脂吸附法的方法将浸取液中含有的不同的活性金属组分分离和提存。

干湿结合法:含2种以上组分的废催化剂很少单独采用干法或湿法进行回收,多数采用干湿结合法才能达到目的。此法广泛地用于回收物的精制过程。如铂—铼重整废催化剂回收时浸去铼后的含铂残渣,需经干法煅烧后再次浸渍才能将铂浸出。不分离法此法是直接利用废催化剂进行回收处理而不再将废催化剂的活性组分或活性组分与载体分离的一种方法。由于此法不分离活性组分及载体,故耗能小、成本低、废弃物排放少、不易造成二次污染,是废催化剂回收利用中经常采用的一种方法。如回收铁铬中温变换催化剂时,不将浸液中的铁铬组分各自分离开来,直接回收用其重制新催化剂。废工业催化剂的回收利用究竟采用何种方法,尚需根据此种催化剂的组成、含量、载体种类以及回收物的价值、性能、收率等因素加以综合选择决定。例如,铂-铼废重整催化剂回收时,浸去铼后的含铂残渣需经干法煅烧后,再次浸渍才将铂浸出。

不分离法:该方法是不将废催化剂活性金属组分与载体进行分离,也可以不将两种以上的活性金属组分分离处理。是将废催化剂进行直接利用回收处理的一种方法。由于此法不分离活性金属组分及载体,因此在废催化剂回收过程中消耗耗能小,回收成本低,废弃物排放少,能尽量避免造成二次污染。此方法为废催化剂回收利用领域中,为一种被大家经常采用的方法。如:回收Fe-Cr 中温变换催化剂时,往往不将浸液中的铁铬组分各自分离开来。直接用其回收重制新催化剂。

还有一些回收方法如离子交换法,该法工艺较复杂但回收的产品纯度较高可作化学试剂原料。

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2. 研究的基本内容与方案

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    1. 基本内容

      以钼钴废催化剂为研究的对象,进行回收利用。

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