一种炭金催化剂中金的回收方法技术

本发明专利技术公开一种炭金催化剂中金的回收方法，包括以下步骤：S1、粉碎废弃Au/C催化剂；S2、浓硫酸浸泡Au/C催化剂一次除碳；S3、浓硝酸洗涤经过一次除碳的Au/C催化剂，二次除碳的同时去除固体表面的浓硫酸；S4、经S3的固体在王水中浸泡溶解Au和Au包围的剩余的炭，Au与王水反应生成H[AuCl4]，炭反应为气体回收；S5、加热蒸发S4所得溶液，蒸发剩余的HNO3和HCl，得到三氯化金；S6、向三氯化金中加入还原剂，还原得海绵状的粗金；S7、提纯S6所得的粗金，得纯净的金块；本发明专利技术在温和回收金的同时，作为参与回收的物质也可以循环使用形成闭环，保证金溶解的有效酸浓度，促进贵金属的回收。促进贵金属的回收。促进贵金属的回收。

【技术实现步骤摘要】
一种炭金催化剂中金的回收方法


[0001]本专利技术涉及贵金属回收技术，特别是涉及一种温和的炭金中金的回收方法。

技术介绍

[0002]炭负载金作为催化剂广泛应用于化学产品的生产，例如烃类的催化燃烧、水煤气转化以及液相化学氧化反应等，有效提高反应速率和程度。在CN105107498B和CN112156809A的专利技术专利中均记载了炭负载金催化剂的制备方法，但是作为催化剂随着使用时间的延长，反应温度过高，发生团聚结块；或者是表面因为覆盖了过多的反应物或者产物，不能及时脱除；导致催化效率会逐渐降低至失效，废弃。但是金作为贵金属，成本高，造成金
‑
碳催化剂成本较高，应当对其进行有效的回收。
[0003]现有针对金回收的技术方案中常用方法为先高温煅烧除去碳，高温除碳过程，能耗大，造成回收的成本高，煅烧过程中，由于温度小于1000℃，部分碳载体除不尽；残留的炭与能溶解金的氧化性酸在浸泡的过程中接触，碳载体与和氧化性酸反应，稀释氧化性酸的浓度，影响金的溶解，不利于贵金属的回收。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种炭金催化剂中金的回收方法，本专利技术在温和回收金的同时，作为参与回收的物质也可以循环使用形成闭环，保证金溶解的有效酸浓度，促进贵金属的回收。
[0005]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种炭金催化剂中金的回收方法，包括以下步骤：
[0006]S1、粉碎废弃Au/C催化剂，破碎后粒径为5μm至15μm；
[0007]S2、浓硫酸浸泡Au/C催化剂一次除碳；
[0008]一次除碳的工艺条件如下：
[0009]浓硫酸加热到80℃至100℃；
[0010]向加热的浓硫酸中加入Au/C粉末；
[0011]搅拌反应20至40min；
[0012]回收产生的二氧化硫；
[0013]过滤固体；
[0014]S3、浓硝酸洗涤经过一次除碳的Au/C催化剂，二次除碳的同时去除固体表面的浓硫酸；
[0015]S4、经S3的固体在王水中浸泡溶解Au和Au包围的剩余的炭，Au与王水反应生成H[AuCl4]，炭反应为二氧化氮和二氧化碳回收；
[0016]S5、加热蒸发S4所得溶液，蒸发剩余的HNO3和HCl，得到三氯化金；
[0017]S6、向三氯化金中加入还原剂，还原得海绵状的粗金；
[0018]S7、提纯S6所得的粗金，得纯净的金块。
[0019]优选S2中二氧化硫回收的工艺条件如下：
[0020]通入水中形成亚硫酸，向亚硫酸中通入氧气得硫酸；
[0021]反应原理如下：
[0022]2H2SO3+O2→
2H2SO4[0023]加热浓缩硫酸得到浓硫酸通入S2循环使用。
[0024]优选S3和S4产生的一氧化氮和二氧化氮回收的工艺条件如下：
[0025]将剩余含氮气体多次通入水和氧气，将含氮气体转化成硝酸；
[0026]反应原理如下：
[0027]3NO2+H2O
→
2HNO3+NO；
[0028]2NO+O2→
2NO2；
[0029]加热浓缩硝酸得到浓硝酸加入S3循环使用。
[0030]优选S6中三氯化金还原的具体方式如下：三氯化金与肼溶于盐酸，氯金酸与盐酸形成HAuCl4，肼与盐酸生成N2H5Cl，还原反应如下：
[0031]3N2H5Cl+4HAuCl4→
3N2+4Au+19HCl。本专利技术将氯金酸中的金还原至单质金粒溶出，得到海绵装的粗金。
[0032]优选S7中提纯工艺条件包括以下步骤：
[0033]S71、将海绵粗金用硝酸洗涤，过滤，洗净，烘干；
[0034]S72、将金泥放入磁坩埚中，加入10％wt至15％wt硼砂，在1000℃至1100℃熔炼成纯净的金块。
[0035]优选S2中一次除碳的浓硫酸浓度为9.2mo1/L至16mol/L。
[0036]优选Au/C粉末与浓硫酸的质量体积比为(20g至40g)：1L。本专利技术采用冲淋硝酸，一方面保证浓硝酸的浓度足够高；避免硝酸的浓度不足导致硝酸根与含碳物质有效碰撞少，无法保证彻底的除去含碳物质；另一方面，浓硝酸不稳定遇到光发生化学反应，浓度太大，易挥发分解，对生产条件太苛刻，需要配合遮光或者配合，因此本专利技术利用喷淋有效保证浓硝酸相对固体物质流动促进固体物质中炭的分解，利用液体的流动性充分覆盖固体物质，形成固相与液相的有效接触。
[0037]优选S3中喷淋洗涤S2中固体的浓硝酸浓度为14mol/L至17mol/L。本专利技术中用于一次除碳的不能进一步溶解炭的浓硫酸残留在固体中不利于肼参与还原，因此使用硝酸进行洗涤时，浓度较低的硫酸与碳反应能力弱，同时N的电负性较S更强，浓硝酸更容易与碳反应，硝酸喷淋洗涤时，硝酸根会优先于含碳物质反应二次除碳，体系中存在的硫酸根会跟随未反应的硝酸一起流走，有效去除残留的硫酸。
[0038]优选待回收的Au/C催化剂质量按100份计，其中Au占10份至30份，余量为炭。
[0039]优选Au/C催化剂的制备方法包括以下步骤：
[0040]S11、将HAuCl4溶液与使用碱液分散的活性炭按照质量份数比例混合，搅拌均匀；
[0041]其中碱液的调节物质为NaHCO3；
[0042]S12、持续搅拌；静置；过滤，还原，干燥得Au/C催化剂。
[0043]通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0044]Au/C催化剂失活主要原因在于催化剂表面被醛类、酸类等含碳有机物包覆，导致催化剂无法发生催化作用，待回收的催化剂中同样存在含碳有机物；使用的过程中还会造
成催化剂的结块，进一步降低催化性能；本专利技术粉碎具有有机物、作为负载的炭以及具有催化活性金颗粒，首先使用浓硫酸在加热条件下浸泡，浓硫酸具有强脱水及氧化作用，可将含碳有机物转化为二氧化碳和水同时也可以通过浓硫酸溶解载体炭材料生成二氧化碳和水；由于在废弃的催化剂颗粒中有机炭和无机炭的质量占比高，浓硫酸的浸泡一方面出去有机炭和无机炭，同时也进一步使用化学反应消耗的方式进一步粉碎废弃催化剂颗粒；具体的反应方式如下：
[0045]C+2H2SO4(浓)
→
CO2↑
+2SO2↑
+2H2O；
[0046]浓硫酸在加热的条件下选择性消耗催化剂复合物中的炭材料，在该过程中Au/C催化剂的粉碎颗粒结构发生分解和破碎，由于活性炭自身的吸附性，其内部吸附了一定量的不足以溶解有机碳和无机碳的硫酸；
[0047]经过一次除碳的废弃催化剂，剩余部分活性炭由于吸附了磺酸基以及浓硫酸浓度的降低进一步限制了除碳的进行；
[0048]而后使用浓硝酸洗涤经浓硫酸进行初步除碳以及破碎的Au/C催化剂颗粒，在去除了催化剂颗粒表面的有机炭之后利用浓硝酸更强的氧化性进一步对连接于Au的活性炭进行氧化还原去除活性炭；使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炭金催化剂中金的回收方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、粉碎废弃Au/C催化剂，破碎后粒径为5μm至15μm；S2、浓硫酸浸泡Au/C催化剂一次除碳；一次除碳的工艺条件如下：浓硫酸加热到80℃至100℃；向加热的浓硫酸中加入Au/C粉末；搅拌反应20至40min；回收产生的二氧化硫；过滤固体；S3、浓硝酸洗涤经过一次除碳的Au/C催化剂，二次除碳的同时去除固体表面的浓硫酸；S4、经S3的固体在王水中浸泡溶解Au和Au包围的剩余的炭，Au与王水反应生成H[AuCl4]，炭反应为二氧化氮和二氧化碳回收；S5、加热蒸发S4所得溶液，蒸发剩余的HNO3和HCl，得到三氯化金；S6、向三氯化金中加入还原剂，还原得海绵状的粗金；S7、提纯S6所得的粗金，得纯净的金块。2.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于：S2中二氧化硫回收的工艺条件如下：通入水中形成亚硫酸，向亚硫酸中通入氧气得硫酸；加热浓缩硫酸得到浓硫酸通入S2循环使用。3.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于：S3和S4产生的一氧化氮和二氧化氮回收的工艺条件如下：将剩余含氮气体多次通入水和氧气，将含氮气体转化成硝酸；加热浓缩硝酸得到浓硝酸加入S3循环使用。4.如权利要求1所述的回收方法，其特征在于：S6中三氯化金还原的具体方式如下：三氯化金与肼溶于盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐奕臻，张建平，周水军，徐升洋，杨章宝，
申请(专利权)人：浙江升阳再生资源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：