废钯催化剂中钯的回收

朱飞艳

（常州轻工职业技术学院，江苏常州213000）

废钯催化剂中钯的回收

朱飞艳

（常州轻工职业技术学院，江苏常州213000）

介绍了利用废钯催化剂制备氯化钯的方法，研究了液碱浓度以及液碱用量对溶解过程中残留物含量的影响，以及王水浸出过程中硝酸残留量对钯回收率的影响。通过对影响因素的考察，确定最佳条件，钯的总回收率可达93%以上。

钯；催化剂；回收；氯化钯

金属钯属于稀有贵金属，在自然界中的储藏量很少。由于金属钯具有特殊的结构，对氢气和氧气有特殊的吸附能力，因此在催化剂领域占有无法替代的地位。含钯的催化剂大多用于石油化工行业中的催化加氢和催化氧化等反应过程中，以及医药行业等。如制备乙醛、乙酸乙烯酯等。目前我国金属钯资源有限，生产数量很少，远远不能满足现代化学工业的需要，大部分依赖进口，而且价格昂贵。因此，对废钯催化剂进行回收具有非常重要的意义。此外，由于钯具有良好的耐腐蚀、耐高温性能以及稳定的电学特性，钯在反应过程中的流失并不大，即废钯催化剂中的钯含量与新鲜催化剂中的钯含量相差不大，因此对废钯催化剂中的钯进行回收就具有其可能性和实用性。

目前，废钯回收主要用于生产氯化钯，然后利用氯化钯制备一系列相应的催化剂。从废钯催化剂中回收钯的关键在于钯的浸出，随着浸出方法的不同，派生出不同的工艺。目前，普遍采用的是用硝酸或王水浸出，氨络合沉淀的工艺。由于钯催化剂中除了活性钯以外还有辅助催化剂如铜、铝等元素，另外还有载体，如碳、硅等。对于特种催化剂，钯的回收也有所不同[1]，目的是把金属钯提炼出来，达到高纯度和高回收率。文中所用的废钯催化剂是以二氧化硅为载体的钯催化剂，其中还含有铜和铝等成分。以下介绍一种从催化剂中提取氯化钯的方法。

1 工艺流程

回收的催化剂中以二氧化硅为载体，其中含金属钯约0.8%，还含有3%左右的铝化合物和1%左右的铜化合物。首先将废钯催化剂采用液碱溶解二氧化硅，过滤后滤饼用王水浸出，产物粗氯化钯用氨水提纯，再经水合肼还原得海绵钯。海绵钯用王水溶解，加热蒸发灼烧，可得成品纯氯化钯。其工艺流程如图1所示。

图1 废钯催化剂提取氯化钯工艺流程图

2 实验部分

2.1 液碱溶解

将废催化剂粉碎后加入到烧瓶中，再加入30%液碱，加热到90℃，反应4 h，冷却至室温，加水稀释，过滤，滤液经处理后可作为副产品出售。滤饼洗涤后加王水溶解。

2.1.1 液碱浓度的影响

为了考察液碱浓度的变化对废钯催化剂残留物含量的影响，分别采用不同浓度的液碱进行试验。改变液碱的浓度分别为10%，15%，20%，30%，得到不同含量的残留物。试验结果见表1。

表1 不同液碱浓度下残留物含量的比较 %

由表1可以看出，液碱浓度低，二氧化硅溶解速度慢，残留物就多。当浓度达到30%后，残留物基本上符合不溶物的含量。

2.1.2 液碱的用量

为了考察液碱的用量变化对废钯催化剂残留物含量的影响，对液碱的用量进行试验。采用废钯催化剂100 g时，改变液碱的用量分别为 88.8 g，111 g，148 g，222 g，其试验结果见表2。

表2 不同液碱用量下残留物含量的比较

由表2可见，当液碱用量达到148 g后，增加其用量，对溶解残留物没什么影响。

2.2 王水溶解和氨水提纯

经过滤，用水洗涤滤饼至中性，滤饼烘干后称重，用王水的浸出率最高[2]。因此，在王水中，加入10倍的水进行浸渍。温度为40℃，浸渍3 h，可保证浸出率达到98%以上。反应方程式为：

浸渍完毕后，过滤，去滤饼，滤液蒸发赶硝。赶硝的程度会直接影响后面的氨水提纯后钯的回收率。赶硝后因滤液中仍含有杂离子，可加入过量氨水进行提纯。氨水与氯化钯形成可溶性配合物，而与杂离子生成相应的氢氧化物沉淀将之除去。

为了提高反应的转化率[2]，控制温度65℃，缓慢加入过量氨水至pH值为8，过滤，加稀盐酸至pH 1～2，测定滤液中析出的二氯二氨合亚钯黄色沉淀的质量。

考察硝酸残留量对钯回收率的影响，试验结果见表3。

表3 硝酸残留量对钯回收率的影响 %

因此，要获得高回收率，赶硝必须使硝酸含量低于10%，回收率才能达到90%以上。

2.3 水合肼还原[3]

将二氯二氨合亚钯加入到3倍质量的水中，边搅拌边滴加2倍重量的80%的水合肼，以防反应过于剧烈。反应完成后加热到沸腾，使小颗粒海绵钯转变成大颗粒海绵钯，加速沉降。回流2 h后冷却，过滤，清水洗涤，得纯海绵钯。

2.4 氯化钯的制备

将上述海绵钯加入8倍质量的王水[3]，以保证海绵钯全部溶解。加热蒸发至干，300℃灼烧，得成品氯化钯：

3 结论

对以二氧化硅为载体的废钯催化剂进行回收试验。结果表明，先用液碱将二氧化硅溶解，减少了废催化剂的残留物，经王水溶解，氨水提纯，水合肼还原，最后再用王水溶解可以制备氯化钯，总回收率达到93%以上。

[1] 郑淑君.废钯催化剂中钯的回收[J].化学推进剂与高分子材料，2003，1(2)：35-38.

[2] 葛裕华.从废钯-碳催化剂中提取氯化钯[J].化工时刊，2000(2)：33-34.

[3] 张钦发.氯化钯制备过程中赶硝工艺的研究[J].贵金属，2005，26(2)：5-8.

Recovery of palladium from waste palladium catalyst

ZHU Feiyan
（Changzhou Institute of Light Industry Technology，Changzhou 213000，China）

A new method of recovery of palladium from waste palladium catalyst was studied.The influences of concentration and the quantity of lye to the retained content,and the effect of the retained nitric acid on recovery rate of palladium were studied.The best technique condition is determined and the total recovery rate is up to 93%.

palladium;catalyst;recovery;palladium chloride

TQ138.2

A

1674-0912（2010）04-0040-02

2010-01-11）

朱飞艳（1975-），女，江苏徐州人，讲师，硕士，主要从事精细化学品的合成与研究。