铂族元素具有许多优良的性能,被广泛地应用于石油、化工、电子、仪器仪表,钯是铂族元素之一,钯是一种优良的电接触材料,而成本又相对比较高。钯具有高熔点,熔点较高的金属镀层具有防止电触点的焊接和粘连以及防止基体金属通过镀层扩散的优点。钯在地壳中含量稀少,产量有限,价格昂贵。因此将含钯废液提取粗钯,再精炼提纯,不仅环保而且有相当的经济价值。钯作为一种稀有的贵金属,在工业生产中得到了非常广泛的应用,但是由于生产工艺限制,国内生产量比较低,国内大部分贵金属钯仍然需要依靠进口。所以从废钯催化剂中回收钯,充分的利用废弃资源,提高钯的生产力具有非常重要的战略意义。
钯作为化学性质比较活泼的贵金属,也是铂族元素中最软、最轻,延展性最好的元素,可以制作成薄板、薄片、箔等形状。钯在化合物中一般显示2、3、4价态,钯在常温下性质比较稳定,不和水反应,也不和空气作用。能够溶于热硝酸和浓硫酸所构成的王水中,稍微溶于盐酸,不溶于液态氨。钯催化剂作为化工生产中常用的催化剂,在化学反应中具有重要的作用。但是由于钯价格昂贵,而且资源有限,其回收工艺就得到了人们的重视。
一、从废钯碳催化剂中回收钯的化学工艺分析
从废钯催化剂中回收钯常见的有浸出法和焚烧法两种。其中焚烧法是比较常用的方法。焚烧法就是将废催化剂放在高温下进行焙烧,除去其中的有机物和碳,然后利用甲酸或者碱性甲醛溶液还原烧渣,过滤之后再用王水或者盐酸—双氧水溶解滤渣,从而得到含有杂质比较少的钯溶液。将这些钯溶液再通过离子交换的方法得到氯化亚钯或者应用和氨水络合和酸化沉钯,再利用水合肼还原从而得到比较纯的海绵钯。这种方法要努力减少焚烧方法中造成的钯浪费。其实验方法如下:
可以利用在生产葡萄糖酸钠中的废钯催化剂,其载体为活性炭,其质量分数为94%;主催化剂为钯,其质量分数大约为25%,助催化剂为铋,杂质为铝、铁、钠等金属元素。将废钯催化剂放在105度下烘干,取250克放在800度的马弗炉中焚烧,过4个小时之后变成土黄色,取出之后冷却到常温。将其研磨为粉末,加入到甲酸溶液中,充分的溶解之后过滤,滤渣留下进行下一步操作,滤液倒入废液桶中进行第二次回收。把留下的滤渣用王水进行溶解,加热到90度并且搅拌24个小时左右,直到钯从中浸出为止。将滤渣冷却、过滤、并且洗涤直到无污水为止,滤渣进行第二次回收。其中滤液的主要成分为氯亚钯酸,加入盐酸并且进行加热,直到二氧化氮气体逸出为止。