一種回收廢催化劑中貴金屬的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于從廢催化劑中提取金屬的領域，具體涉及一種回收廢催化劑中貴金屬的方法。
【背景技術】
[0002]隨著工業的發展，人類對石油石化產品的需求量日趨增加，用于生產各種產品的催化劑用量也日益增大。特別是近些年大氣污染、霧霾等的出現，各項環保法規的要求日趨嚴格，使得清潔燃料生產問題日趨突出，從而煉油領域中加氫技術得以快速發展。加氫技術快速發展同時帶來加氫催化劑的需求量迅速增長。對于持續增長的催化劑使用量，人們還需要面對催化劑長期運轉引起的催化劑中毒，催化劑積碳，催化劑燒結等原因引發的催化劑失去活性的問題。隨著汽車產業的擴張和人們對石油產品需求量的增加，這些失去活性的催化劑一部分是有色金屬組成，有的還含有相當含量的稀有金屬和貴金屬，并且有些金屬含量遠遠高于貧礦的品味，特別是加氫催化劑中的鉬、鎳等金屬，又是鋼鐵、國防、航天等領域所需的重要原料。
[0003]我國是一個資源大國的同時也是一個資源消費大國，主要有色金屬人均資源占有量遠遠低于世界平均水平，目前每年從國外進口各種有色金屬礦產逐年遞增，資源短缺已經成為我國經濟持續發展的一個瓶頸。鉬、鎳、鎢、銅、鋁、鉛、鋅、鈷等主要有色及稀貴金屬進口比例逐漸增加。隨著礦產資源的日益緊張，世界上許多國家都非常重視二次資源的綜合利用，以緩解國內資源的不足。美國、德國、日本等國家把二次金屬資源譽為“城市里的礦山”。因此如何最大限度地開展廢催化劑中鉬、鎳和鎢的二次回收綜合利用，成為緩解我國鉬、鎳、資源短缺的一個重要途徑，具有重要的環境意義和經濟意義。
[0004]目前多數采用濕法回收法從含鉬、鎳廢催化劑中回收鉬等金屬，即將廢催化劑中的鉬、鎳浸到溶液中形成離子狀態，然后從溶液中通過成鹽的方法從溶液中提取出來，由此形成不同的提取工藝路線。主要工藝包括碳酸鈉浸漬-培燒法、焙燒-浸取法、焙燒-有機物萃取法等。
[0005]中國發明專利，公開號:CN1258754A，公開日:2000年7月5日，公開的從鉬-鈷系廢催化劑中回收鉬的方法，步驟如下:對于含硫化物的廢催化劑首先進行焙燒，然后用氨溶液反復浸取處理后廢催化劑，再用沉淀的方法回收鉬。其不足之處是:該方法采用易揮發的氨溶液，危害操作人員，污染環境，而且對鉬的浸取效果也有待于進一步提高。
[0006]中國發明專利，授權公告號:CN1257292C，授權公告日:2006年5月24日，公開的從廢鋁基含鎳催化劑回收鎳和鋁的方法，它包含純堿燒結轉態一沸水溶解鋁酸鈉分離鋁-鎳渣還原造硫熔煉的鎳硫Ni3S2-FeS-N1-Feh合金或銅鎳硫Cu2S-Ni3S2-FeS合金一吹煉得鎳高硫Ni3S2或銅鎳高硫Cu2S-Ni3S2-Cu-Ni合金一粗NaAlO2溶液脫硅一碳酸化分解得氫氧化鋁Al2O3.3H20-煅燒得無水氧化鋁Ct-Al2O3幾個步驟。其不足之處是:該方法一般都主要對單一金屬回收處理，并且有些工藝十分復雜，存在鉬、鎳回收率不高或鉬、鎳純度低等不足，一些工藝為達到較高的產品質量需要進一步提純，工藝十分繁瑣處理成本較高。

【發明內容】

[0007]1.發明要解決的技術問題
[0008]針對現有技術中含貴金屬廢催化劑回收方法產生液態二次污染物的問題，本發明提供了一種回收廢催化劑中貴金屬的方法。它的工藝簡單、處理成本低、回收產品質量高，避免產生二次污染。
[0009]2.技術方案
[0010]為解決上述問題，本發明提供的技術方案為:
[0011]—種回收廢催化劑中貴金屬的方法，其步驟為:
[0012]第一步、準備期:
[0013]A、把含貴金屬的廢催化劑送入焙燒爐進行氧化焙燒去除表面的殘油；
[0014]B、按照含量P: CaO= 1:1-10的比例往廢催化劑中加入CaO，混合后得到步驟B的混合物；
[0015]C、將步驟B中得到的混合物投入到AOD爐中，并按照生鐵與步驟B的混合物的重量比為I: 1-9，將生鐵一次性加入到AOD爐中，后續步驟無需再添加生鐵；
[0016]第二步、氧化期:
[0017]D、發生化學反應:廢催化劑中自帶的碳與生鐵發生如下氧化還原反應:
[0018]C+(Fe0)—C0+[Fe]，
[0019]5(Fe0)+2[P]+4(Ca0)^(4Ca0.P205)+5[Fe]+Q,
[0020]脫磷，去除夾雜、去除氣體；
[0021]第三步、還原期:
[0022]E、化學反應如下:
[0023][FeS] + (CaO) — (CaS) + (FeO)-Q，Q 為熱量，
[0024]脫氧、脫硫，去除雜質、去除氣體；
[0025]第四步、調整期:
[0026]F、向AOD爐中加入粘土磚、螢石、C粉和碳化硅，粘土磚與步驟B的混合物的重量比為1: 100-900，螢石與步驟B的混合物的重量比為1: 200-1800，C粉與步驟B的混合物的重量比為1:1000-9000，碳化硅與步驟B的混合物的重量比為1:1000-9000，發生以下反應:
[0027](Fe0)+C—[Fe]+C0，
[0028](Fe0)+Si—(Si02) + [Fe]，
[0029]脫氧、脫硫，調整爐渣堿度；
[0030]G、向AOD爐中持續吹氮氣；
[0031]第五步、往AOD爐投入3噸步驟B的混合物，然后重復進行步驟D-G的化學反應。
[0032]優選地，步驟D的化學反應條件為吹氧加熱升溫至1500°C。
[0033]優選地，步驟D中確保爐渣堿度為2.5。
[0034]優選地，步驟E中化學反應的高溫條件為1700°C。
[0035]優選地，步驟F中加入的C粉、碳化硅，確保爐渣的堿度為pH=3?4。
[0036]優選地，第五步重復5次，即往AOD爐投入3噸步驟B的混合物，然后重復進行步驟D-G;這些步驟總共重復五次。重復加入廢催化劑階段重復去硫除磷得到Μ0、ΝΙ元素，這樣可以調高合金中MO、NI元素在合金中的含量，增加使用的方便性和實用性。
[0037]3.有益效果
[0038]采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0039](I)本發明在處理過程中，加入生石灰與磷的混合物，之后加入生鐵，投入AOD爐中進行化學反應，調整期向AOD爐中加粘土磚、螢石、C粉、碳化硅合金等，投入產品價格低廉，利用焙燒爐進行初步脫油再利用AOD爐進行精煉，處理成本低，回收產品質量高；
[0040](2)本發明在處理過程中，加入生石灰與磷的混合物，之后加入生鐵，投入AOD爐中進行化學反應，調整期向AOD爐中加粘土磚、螢石、C粉、碳化硅合金等，不使用危害人體的化學產品，不會對人體造成危害；
[0041](3)本發明在處理過程中，加入生石灰與磷的混合物，之后加入生鐵，投入AOD爐中進行化學反應，脫碳脫磷，調整期向AOD爐中加粘土磚、螢石、C粉、碳化硅合金等，脫氧脫硫，稀釋爐渣，確保鋼水流動性，保證爐渣的堿度，處理過程產生的產物碳氧磷硫及其他雜質均為化學性能穩定的產物，產生的有害氣體CO，被通入的氧氣氧化成⑶2，也不會對環境造成污染，不會像濕法化學法容易產生液態二次污染物，能夠有效控制有害元素磷、硫和硅，不會對環境造成污染；
[0042](4)本發明經過準備期、氧化期、還原期和調整期，在AOD爐中進行化學反應，投入的成本低，工藝過程簡單，操作方便、有利于在鋼鐵行業中推廣應用；
[0043](5)本發明從廢催化劑中回收貴金屬的方法經過準備期、氧化期、還原期和調整期，在AOD爐中重復進行氧化期、還原期和調整期五次，可回收95%以上的貴金屬元素。
【具體實施方式】
[0044]為進一步了解本發明的內容，結合化學反應式及實施例對本發明作詳細描述。
[0045]實施例1
[0046]針對現有含貴金屬廢催化劑回收方法都是使用的濕法化學法容易產生液態二次污染物，且不能有效控制有害元素硫、磷、硅，從而不能應用到鋼鐵煉制行業中去的問題，本發明提供了一種工藝簡單、處理成本低、回收產品質量高的方法。
[0047]利用焙燒爐進行初步脫油再利用AOD爐進行精煉，它主要是將裝入爐內的鋼水通過加入石灰石和吹入高壓氧氣進行化學反應去除有害磷、硫和硅元素，通過高壓氮氣或氧氣調整鋼液溫度、調整化學成分、去除雜質、去除氣體;從而在鋼鐵煉制行業廣泛應用。
[0048]—種回收廢催化劑中貴金屬的方法，其步驟為:
[0049]第一步、準備期，準備期的主要任務是，一脫、一調，即脫去催化劑表面殘油，調整化學反應所需物料的配比；
[0050]A、把含貴金屬的廢催化劑送入焙燒爐進行氧化焙燒去除表面的殘油；
[0051 ] B、按照含量P: Ca0= I: 1_10的比例往廢催化劑中加入CaO，即加入到除去過表面殘油的廢催化劑中，廢催化劑中的P與CaO的重量比為1:1-10，混合后得到步驟B的混合物；
[0052]C、將步驟B中得到的混合物投入到AOD爐中，并按照生鐵與步驟B的混合物的重量比為I: 1-9，將生鐵一次性加入到AOD爐中，后續步驟無需再添加生鐵；
[0053]第二步、氧化期:主要任務為:二脫、二去，即脫碳、脫磷，去除雜質、去除氣體；
[0054]D、吹氧加熱升溫至1500°C，發生化學反應，廢催化劑中自帶的碳與生鐵發生如下氧化還原反應:
[0055]l)C+(FeO)—C0+[Fe]，
[0056]2)5(Fe0)+2[P]+4(Ca0)^(4Ca0.P205)+5[Fe]+Q,
[0057]脫磷，去除夾雜、去除氣體，確保爐渣堿度為2.5；反應式2)中Q為熱量，為確保反應式從左向右反應，應綜合化學反應的條件進