化工医药行业废钯炭催化剂回收钯的一种湿法生产工艺及污染防治技术分析

张世金

（江西省辐射环境监督站，江西省固体废物管理中心，江西南昌 330077）

化工医药行业废钯炭催化剂回收钯的一种湿法生产工艺及污染防治技术分析

张世金

（江西省辐射环境监督站，江西省固体废物管理中心，江西南昌 330077）

本文综述了一种从废钯炭催化剂中湿法回收钯的生产工艺，介绍了湿法回收工艺原理，分析了生产工艺条件对钯回收的影响，实践表明：回收钯纯度达99.5%，回收率达92.5%。并对其污染防治技术进行分析。

废钯炭催化剂；钯；回收

废钯炭催化剂主要来源于化工、医药等行业[1，2]，如乙烯加氢脱乙炔、丙烯加氢脱丙炔、制备双氧水等[3]。由于催化剂在反应过程中富积了烃类物质（乙醇、丙酮等）而导致催化剂失活[4-6]。根据2008版《国家危险废物名录》，废钯炭催化剂属于HW02(271-004-02)或HW06(261-005-06)，典型废钯炭催化剂主要废物组成见表1[7]。

表1 废钯炭催化剂主要化学组成

本文主要介绍化工医药行业废钯炭催化剂回收钯的一种湿法生产工艺，并对其污染防治技术进行分析。

1 工艺流程

废钯催化剂湿法回收工艺分为两个大的阶段，第一阶段为富集，第二阶段为精炼。富集目的是提高物料中贵金属的浓度，为后续精炼创造条件，节省成本。

1.1 富集工艺流程

1.1.1 焙烧

主要目的是去除废催化剂中的炭质载体及沾染物，为后续钯与酸液的充分反应浸出提供条件。焙烧前要预先在105℃左右烘干自然水分，再进入焙烧炉焙烧3.5～4.0h，温度控制在500℃左右，可以有效防止氧化钯的形成。

1.1.2 酸溶

经焙烧后的钯催化剂送入盐酸、硝酸按3∶1比例配成的王水，在90℃的条件下溶解4.0～6.0h。主要反应为：Pd＋4HCl＋2HNO3→3H2PdCl4＋2NO↑＋4H2O。反应后蒸汽夹套缓慢加热去除溶液中的硝酸：2HNO3+6HCl→2NO↑+3Cl2↑+4H2O。

1.1.3 置换

将溶解液输送到静置沉淀槽进行固液分离，过滤溶液用铁置换，得到粗钯渣。

1.1.4 过滤

将置换后的溶液在静置沉淀槽分离，得到粗钯进入下一步精炼。

1.2 精炼工艺流程

1.2.1 粗钯溶解

将粗钯用盐酸、硝酸溶解后，加热至60～70℃赶硝，减少溶液中的硝酸。

1.2.2 沉淀

加过量的NH4Cl，生成氯钯酸铵沉淀，在静置沉淀槽分离得到氯钯酸铵，氯钯酸铵进一步溶于热水，使其与其他不溶杂质分离。

1.2.3 氨水络合

把氨水配成10%的溶液，调节pH为9～10，钯与氨形成二氯四氨络亚钯溶液，反应后静置沉淀分离。

(NH4)2PdCl4+ 2NH4OH = Pd(NH3)4Cl2+ 2HCl + 2H2O

1.2.4 酸化

将上清液加入盐酸，调节pH在1～2，使钯转化成黄色的二氯二氨络亚钯沉淀，进一步与其他杂质分离。

1.2.5 还原

将水合肼(N2H4·H2O)还原剂缓慢加入钯络合溶液进行还原反应。过滤得到钯(海绵钯)，滤液进污水处理站处理。

1.2.6 烘干

在120～150℃烘干8h，最终回收得到的钯纯度约99.5%，回收率达92.5%。整个回收工艺流程见图1。

图1 钯回收工艺流程图

2 污染防治措施分析

2.1 废气

2.1.1 反应废气

反应废气主要为：富集工段王水溶解、赶硝过程产生的含酸雾废气[硝酸雾（NOx）、氯化氢、氯气]。精炼工段产生的硝酸雾（NOx）、氯化氢、氯气和氨等，采取集气+水喷淋+碱喷淋处理后用一根排气筒排放，满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准的要求。

2.1.2 焙烧烟气

需要焙烧的物料主要是含炭催化剂，焙烧烟气经水喷淋吸收净化后的烟气再经排气筒排放，排放浓度达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）中的二级标准。

2.1.3 无组织废气

采用车间整体换气、反应槽表面覆盖等方式处理，在储罐呼吸放空管上设置冷凝装置，将呼吸废气冷凝回流后排放，加强车间内的空气流通，要求工人要带上口罩，注意劳动卫生。同时，加强贮存、生产过程中的管理，做好原料储罐、管道和生产设备密封，防止跑冒滴漏，减少对环境的影响。

2.2 废水

生产废水主要包括：工艺废水、工艺废气吸收废水。生产废水收集经贮槽沉渣后，上清液泵入蒸馏反应釜进行蒸馏处理（废水中的高氨氮蒸发浓缩成铵盐），废水中含有的废气经蒸馏后产生的余气，含有少量NH3，由蒸汽冷凝水吸收，形成污冷凝水，回用于生产上的精炼工段。废水蒸馏后，反应釜底剩余的残液（约占处理废水量的1%）作为危险废物，委托有相应资质的单位处理。

2.3 固体废物

2.3.1 焙烧炉炉灰

含碳催化剂焙烧产生的固废，属于危险废物HW18(802-003-18)，经收集后委托有相应危废处理资质企业处理。

2.3.2 釜底残液

废水蒸馏后，反应釜底剩余的残液，属于危险废物HW49(802-006-49)，经收集后委托有相应危废处理资质企业处理。

2.3.3 生产废水沉渣

生产废水沉渣用于富集工段酸溶。

2.3.4 滤渣

过滤的滤渣主要来自于从反应釜出来的溶液过滤环节和精炼环节，经过在前期加工和精炼工艺后，产生的滤渣其主要成份为铁盐等杂质，为Ⅱ类一般工业固废，可外售综合利用。

3 结语

随着化工医药行业飞速发展，废钯金属催化剂的产量也逐年增加。目前对于钯金属回收的研究，重点要提高工艺技术水平，降低成本，提高回收率。在回收贵金属钯的同时，注意环境保护，降低工艺过程中废气、废水、废渣的产生量，从而达到减少污染、回收利用的目的。

[1]葛裕华 .从废钯 -炭催化剂中提取氯化钯 [J].化工时刊,2000,14(2):33-34.

[2]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.

[3]张永平.从废钯催化剂中回收钯的研究[J].山西化工,2010,30(1):20-22.

[4]辛冰,张静,冯燕,等.从废旧钯炭催化剂中回收钯工艺研究[J].现代化工,2010,32(6):47-48.

[5]王永录,刘正华.金、银及铂族金属再生回收[M].长沙:中南大学出版社,2005:1-28.

[6]陈晓珍,崔波,石文平,等.催化剂的失活原因分析[J],工业催化,2001,9(5):9-14.

[7]刘时杰.铂族金属矿冶学[M].北京：冶金工业出版社,2001:7-13.

One Type of Hydrometallurgical Processes Applied to the Palladium Recovery from Spent Palladium Carbon Catalysts from Chemical and Pharmaceutical Industry and the Analysis of the Pollution Control Technology.

Zhang Shi-jin
(Radiation Environmental Monitoring Station of Jiangxi Province, Jiangxi Solid Waste Management Center, Jiangxi Nanchang 330077)

One type of Hydrometallurgical processes applied to the palladium recovery from spent Palladium/ Carbon catalysts from Chemical and pharmaceutical industry. Palladium recovery is about 99.5%.and then analyzes the pollution control technology.

Spent Palladium/Carbon catalysts; Palladium; Recovery

TQ09

A

2096-0387（2016）01-0043-03

张世金（1983-），硕士，工程师，研究方向：固体废物环境管理。