探究石化行业铂族金属废催化剂回收技术现状

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　　摘  要：铂族金属作为我国重要的稀有资源，若想实现资源的有效利用，必须要关注石化行业铂族金属废催化剂的回收处理工作。该文以现阶段石化行业发展情况为基础，结合近年来铂族金属废催化剂的应用特点，分析石化行业铂族金属废催化剂回收技术的内容及应用，以此在获取更多战略物资的基础上，为实现可持续发展目标奠定基础。
　　关键词：石化行业  铂族金属废催化剂  催化剂  回收技术
　　中图分类号：TQ426   文献标识码：A           文章编号：1672-3791（2019）05（c）-0064-02
　　铂族金属以其独特的物理化学性质，成为现代社会发展的重要战略物资。在我国石化行业稳步发展中，随着铂族金属废料数量的增加，特别是石化行业中应用催化剂废料也会随市场发展提高，这样不仅会威胁工业周边环境，且会产生大量不必要的资源损耗。因此，在生态环保和绿色生产理念提出后，石化行业要在处理工业铂族金属废催化剂时，科学引用回收技术，以此在控制工业生产对生态环境产生威胁的同时，获取更多有效的铂族金属材料，进而实现预期设定的石化行业发展目标。下面对石化行业铂族金属废催化剂回收技术现状进行研究。
　　1  背景介绍
　　从改革开放开始，我国石化行业产生了翻天覆地的变化。随着油气生产加工规模的拓展，促使石油石化工业体系与世界经济进行了深度接轨，行业体制机制逐渐从计划经济值换变为市场经济，其中涉及到的科技水平也进入到世界前列，企业国际竞争水平越来越高。而铂族金属作为实现可持续发展的重要战略物资，我国已有铂族金属资源却非常稀少，现有储量只占据世界探明储量的0.6%，且品位极低，铂族金属年产量只有数吨。现阶段，随着我国社会经济和科学技术水平的持续优化，有关铂的需求量也在持续上升，其中有90%都需要从国外进口，这也促使我国成为世界铂族金属消费第一大国。但了解当前石化行业发展情况可知，随着铂族金属应用量的增加，相应废料的产生量也在提升，如各类含铂催化剂数量可以达到数千吨，每年报废量约有1000t，此时石化行业产生的大量含铂废催化剂也成为获取铂族金属的重要平台。通过加大对石化废催化剂中回收铂工艺及理念的研究，可以激起社会各界的关注，有助于为构建和谐发展社会奠定基础[1]。
　　2  石化行业铂族金属废催化剂的回收工艺分析
　　2.1 全溶法
　　这种方法是指，通过将载体和铂全部溶出到溶液中，使用离子交换法，富集其中的铂。这种技术作为我国现有铂族金属废催化剂回收工作的主要技术之一，很多石化企业都在使用中，获取了大量的铂族金属，并构建了多个可以年处理废铂重整催化剂100t/200t的生产线。了解当前应用情况可知，这种工艺具备成本低、适应性强且操作便捷、沒有污染、综合利用率高等优势，最终获取的铂的回收率可以达到98%以上。简单来说，这种技术在操作时，主要应注意以下几点：其一，通过在500℃～600℃的高温下对含铂废料催化剂进行焙烧除碳;其二，按照一定比例对废催化剂、混酸及氧化剂进行混合;其三，在100℃下反应4h;其四，在载体和油价金属都溶出后，浸出液可以在特种阴离子交换树脂中实施富集;其五，树脂饱和的情况下，使用每升0.1moL的盐酸进行洗涤，并使用碱进行淋洗，交换尾液含量小于每升1mL[2]。
　　废催化剂载体中包含很多吸附碳、炭及有机物，其中炭对铂离子具有吸附性，因此在溶解废料时很容易出现铂离子分散现象，影响最终铂族金属的溶出。由此，通过预先焙烧，可以有效清除碳，以此为后续工艺操作奠定基础。同时，溶解时，会引用氧化铝的溶解与铂的氧化反应进行操作，而交换过程是指溶液中铂络合离子和树脂产生交换反应，其他离子不被树脂吸附，最终进入尾液流出。在树脂吸附达到饱和的情况下，负载铂的树脂引用20%的高氯酸作为淋洗剂，并结合氯化铵沉淀法进行多次精制，而氯铂酸铵沉淀在煅烧之后，就会成为海绵铂，其不仅能用来制作铂金属产品，还可以生产多种类型的化合物盐类。
　　2.2 载体溶解法
　　这种方法是指，使用酸或碱对载体实施全部溶解，铂存在不溶渣中，再从富铂渣中获取铂族金属，因此一般会分成两种方法，一种为酸溶法，另一种为碱溶法。通过加入一定浓度的硫酸，在100℃下反应2h，此时氧化铝差不多已经全部溶解，而铂也将富集在渣中，且不相溶。富铂渣铂的含量控制在10%～30%之间，在600℃下焙烧，硝基盐酸溶解造液，并添加氯化铵进行多次沉铂，最终煅烧就可以获取海绵铂，亦或是使用水合肼可以在还原中获取纯铂。因为载体在溶解时，会在浸出液中出现少量铂，所以可以添加适宜的活性炭或还原剂，将浸出液中的Pt含量降低到每升1mL。由于氧化铝是具备两种性质的氧化物，也可以与碱发生反应，构成容易溶于水的盐，这样有助于与贵金属分离。而碱溶法中最常引用的碱有碳酸钠、氢氧化钠等，在浸出液Pt含量低于每升1mL的情况下，铂族金属富集工作可以达到8～12倍，且回收率能有95%。
　　2.3 选择性浸出活性组分法
　　这种方法是指，载体不溶，只能通过选择性溶出铂。由于在多种氧化铝晶型中，只有α一氧化铝不会在酸中溶解，因此会选择高温焙烧的方法，将基体转变为酸不溶晶型，而后氯化浸出铂，最终可以结合阴离子交换树脂等方式，富集含铂溶液中的铂。石化行业在引用此种工艺进行处理操作时，铂回收率将大于等于95%，且不溶基体中残留的铂含量将会低于0.05%。
　　2.4 焚烧法
　　这种方法是指，使用焙烧炉实施中温焙烧，结合湿法分离处理富铂灰，并获取纯铂。Pt/C催化剂的载体属于活性炭，此时为了更好地富集铂，直接进行焚烧除碳的方法具备可行性，但直接操作，碳燃烧若是不充分，将会出现很多黑烟，严重降低了铂的提取率，因此可以添加一定比例的黏土和熟石灰，将两者作为燃烧助剂，有助于更好地控制黑烟的出现，且将焙烧温度控制到400℃以下。富铂灰在一定条件下引用硝基盐酸进行溶解，铂络合进入溶液，且经过水解沉淀等工序后，就能获取优质纯铂。在焚烧时，烟气净化系统很多都属于湿式水膜收尘器，且有助于石化行业在废水渣泥当中回收铂[3]。
　　3  未来发展趋势
　　了解当前世界铂族金属储量可知，其可以达到7万～8万t之间，其中南非铂族金属的储量处于世界首位，其次为俄罗斯、美国及加拿大，四国储量占据了世界总储量的99%。这对我国铂族金属资源紧缺的现象而言，在社会经济持续发展中，资源矛盾将会越发明显。当前，虽然铂回收技术已经越发娴熟，但受铂独特化学惰性的影响，导致其回收工艺路线较长，且副产品非常多，这就要求工作人员及时缩短工艺步骤，控制处理过程中对生态环境的影响，进而加强有价金属的综合利用水平。因此，在经济全球化发展背景下，做好废催化剂综合回收及开发应用平台，研究其中包含的核心技术，是实现可持续发展战略目标的重要工作，对获取长远经济效益和社会效益具有积极作用。
　　4  结语
　　综上所述，铂族金属废催化剂回收技术作为石化行业持续发展的重要工作，不仅可以有效解决当前石化行业发展涌现出的大量问题，还能为构建和谐发展社会环境奠定基础。因此，在新时代背景下，我国石化行业要加大对铂族金属废催化剂回收技术的探索力度。
　　参考文献
　　[1] 张杨，吴桐.新业态下铂族金属分会的管理与建设[J].中国有色金属，2017（22）：62-64.
　　[2] 李鹏远，周平，齐亚彬，等.中国主要铂族金属供需预测及对策建议[J].地质通报，2017，36（4）：676-683.
　　[3] 包顿，程天泽.铂族金属供需及市场价格展望[J].贵金属， 2018，39（2）：85-90.
　　[4] 谭玲，谭志斌，何佳，等.生物吸附法回收溶液中铂族金属的研究进展[J].贵金属，2017，8（B10）：163-168.
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