劉亞明 黃麗 趙榮明 任寬

摘要：從廢鉑催化劑中回收鉑具有很高的經(jīng)濟(jì)價值，不同類型的鉑催化劑適合不同的回收工藝。本文先簡要介紹了常規(guī)鉑催化劑回收過程中的粗提技術(shù)和提純技術(shù)，然后重點(diǎn)介紹了鉑疏水催化劑的應(yīng)用以及研究現(xiàn)狀。鉑疏水催化劑主要應(yīng)用在氫同位素分離、氫氧復(fù)合以及有機(jī)物的低溫氧化等過程，目前主要有兩大類型，即Pt/OC型（OC指有機(jī)高分子載體）和Pt/IC/PTFE型（IC指無機(jī)惰性載體，PTFE指聚四氟乙烯）。最后，結(jié)合鉑疏水催化劑的特點(diǎn)，本文提出了鉑疏水催化劑的回收工藝路線。

關(guān)鍵詞：鉑 催化劑 回收 疏水

中圖分類號：O64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（b）-0000-00

中國是世界上鉑族金屬最大的消費(fèi)國和進(jìn)口國，鉑的消費(fèi)量在2013年就已經(jīng)達(dá)到世界總消費(fèi)量的27.91%，且逐年上升。同時中國又是一個貧鉑國家，已探明儲量僅占世界的0.5%?！?】眾所周知，鉑又是一種非常昂貴的金屬，因此從廢鉑催化劑中回收鉑就具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。

1 常規(guī)鉑催化劑的回收技術(shù)

從廢催化劑中回收鉑主要包括粗提和提純兩大過程，粗提是使廢催化劑中載體和活性組分鉑分離，將鉑轉(zhuǎn)移到液相；提純是為了濃縮浸出液中的鉑，以獲得高純度的金屬鉑?！?-3】

1.1 粗提技術(shù)

從廢鉑催化劑中回收鉑的粗提技術(shù)主要有火法和濕法。其中火法主要有氣相轉(zhuǎn)移法（高溫氯化揮發(fā)法） 、熔煉富集法和焚燒法等：（1）氣相轉(zhuǎn)移法（高溫氯化揮發(fā)法）：在某些氣體（主要用氯氣）存在下加熱物料，使鉑以氣體（氯化物）形式揮發(fā)出來，經(jīng)吸收后提取其中的鉑；（2）熔煉富集法：在高溫熔融條件下，加入熔劑使載體分解并熔為爐渣，加入捕集劑形成熔融的賤金屬合金相以捕集鉑，使失效催化劑中的鉑得到有效富集；（3）焚燒法：對于載體為碳質(zhì)的催化劑，將載體燃盡后，提取其中的鉑。

濕法主要包括載體溶解法、活性組分溶解法和全溶解法：（1） 載體溶解法：用酸或堿將載體全部溶解，鉑留在渣中，再從渣中將鉑提取出來；（2） 活性組分溶解法：即載體不溶，選擇特殊溶劑將鉑溶出。如利用氰化物在高溫加壓條件下直接從催化劑中選擇性浸出回收鉑；（3）全溶解法：將載體及鉑一次性全部溶入溶液中，然后從溶液中提取鉑。

1.2提純技術(shù)

回收鉑的提純技術(shù)主要有還原沉淀法、電解法、溶劑萃取法及離子交換樹脂法等。（1）還原沉淀法是從廢催化劑中回收鉑族金屬最為常見的方法，即采用還原劑、沉淀劑將鉑從溶液中提取出來；（2）電解法的原理是利用金屬電極電位的不同，實(shí)現(xiàn)電解分離；（3）溶劑萃取法是采用萃取劑如磷酸三丁酯（TBP）等將鉑萃取出來；（4）離子交換樹脂法是從浸出液中分離和富集鉑的一種較有效的方法，由于鉑金屬易形成絡(luò)合陰離子，通常采用陰離子交換樹脂。離子交換樹脂法收益率較高，但亦存在樹脂再生頻繁和再生劑處理麻煩的缺點(diǎn)。

2 鉑疏水催化劑的回收

2.1鉑疏水催化劑的應(yīng)用以及研究現(xiàn)狀

在含水的催化反應(yīng)過程中，若使用常規(guī)催化劑，水會在催化劑表面形成一層水膜，阻止反應(yīng)物向活性位的擴(kuò)散，造成催化劑的“失活”。而疏水催化劑由于具有疏水性能，能夠避免水對活性組分的覆蓋，從而可克服活性下降問題。因此，疏水催化劑在氫同位素分離、氫氧復(fù)合、有機(jī)物的低溫氧化以及飽和酸及酯的合成等很多方面都具有廣闊的應(yīng)用前景?！?】目前研究和應(yīng)用得最多的疏水催化劑主要有兩大類型，一種是Pt/OC型（OC指有機(jī)高分子載體），即直接將活性組分鉑負(fù)載在疏水有機(jī)載體上，能夠直接作為疏水載體的多孔有機(jī)高分子材料有很多，如Polytetrafluoroethylene（聚四氟乙烯，簡稱PTFE，下同）， Polystyrene（聚苯乙烯），Styrenedivynilbenzene （聚苯乙烯-二乙烯基苯，簡稱SDB，下同）， Polypropylene（聚丙烯）等。另一種是Pt/IC/PTFE型（IC指無機(jī)惰性載體），其制備過程是先制備出Pt/C催化劑，然后將其與PTFE微粉混合，通過機(jī)械擠壓得到各種形狀催化劑，或者將Pt/C催化劑與PTFE乳液一起負(fù)載于其它惰性載體上，所用到的惰性載體主要包括陶瓷、不銹鋼絲網(wǎng)、泡沫鎳等，PTFE同時起粘結(jié)劑作用。目前，國際上這兩種類型疏水催化劑都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。相比國外，國內(nèi)在鉑疏水催化劑方面的研究工作起步較晚，投入的人力、物力也有限，跟國外比還存在較大的差距。

2.2鉑疏水催化劑的回收工藝路線

疏水催化劑的疏水性決定了在回收粗提階段不能采用濕法處理，國際上用的較多的主要是Pt/SDB和Pt/C/PTFE這兩種疏水催化劑，由于SDB、C、PTFE都是易燃物，因此可以先采用焚燒法除去有機(jī)物和碳，然后可以用王水將殘留物溶解，使鉑轉(zhuǎn)移到液相，蒸發(fā)趕硝后，可以使用傳統(tǒng)的氯鉑酸銨沉淀法，即加入氯化銨使之形成氯鉑酸銨沉淀，然后高溫煅燒即可精煉為純鉑；也可使用甲酸直接從鉑溶液中還原產(chǎn)出海綿鉑，甲酸還原時需用堿液調(diào)整并保持溶液pH值為3～4。工藝流程如圖1所示。

H2PtCl6 + 6NaOH + 2HCOOH= Pt↓+ 6NaCl + 2CO2↑ + 6H2O

圖1 鉑疏水催化劑回收流程圖

3 結(jié)束語

由于鉑疏水催化劑的廣泛用途，近年來得到國內(nèi)很多專家學(xué)者的重視，一些科研院所、大學(xué)相繼開展了疏水催化劑的研究，也取得了一些成果。由于鉑的稀缺性，因此開展從廢鉑疏水催化劑中回收鉑的工作也是非常有必要的。在倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)和綠色經(jīng)濟(jì)的當(dāng)今社會，對于鉑回收的研究，今后應(yīng)當(dāng)在提高傳統(tǒng)工藝水平同時積極開發(fā)新的技術(shù)，以達(dá)到降低成本，減少對環(huán)境的污染以及提高鉑的回收率的目的。

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