Способ извлечения платины из отработанных катализаторов

 

Использование: касается извлечения платины из отработанных платиновых катализаторов. Сущность изобретения: обработку катализаторов ведут при температуре 95-103^oC смесью при содержании в растворе соляной кислоты 4-7 моль/л, перекиси водорода 1-4 моль/л, диметилформамида 0,5-3,0 моль/л, а восстановление платины из растворов производят продуктами гидролитического расщепления диметилформамида при pH 3-4 и температуре 90-105^oC. Раствор после отмывки основы направляется на восстановление платины, причем, после восcтановления платины диметилформамид регенерируют, а раствор после регенерации направляют на обработку катализатора. Способ позволяет повысить экономичность, технологичность процесса за счет использования диметилформамида как регенерируемого растворителя и восстановителя, исключающего загрязнение окружающей среды токсичными газами и сбросными водами.

Изобретение относится к способам извлечения платины отработанных платиновых катализаторов нефтепереработки с основой из оксида алюминия и может быть использовано при переработке вторичного сырья.

Известен способ [1] извлечения платины из платиносодержащих катализаторов с основой из окиси алюминия, по которому катализатор хлорируют в сухом виде путем продувки слоя материала хлором при температуре 300-500^oC или в виде суспензии в растворе соляной кислоты при температуре кипения суспензированного раствора.

Недостатки данного способа связаны с экологической опасностью процесса хлорирования, обусловленного выделением токсичных газов и сбросных вод, высокой температурой реакции в случае хлорирования газообразным хлором, безвозвратной потери части основы, растворяющейся в концентрированной соляной кислоте в случае жидкофазного хлорирования. Для выделения платины из раствора необходимы многостадийные дополнительные операции.

Известен также способ [2] извлечения платины из отработанных платиновых катализаторов. По известному способу катализаторные массы из гамма- Al₂O₃D> обрабатывают смесью 30%-ной перекиси водорода и 1-12 н. соляной кислоты. Затем промывают выщелоченную основу соляной кислотой концентрацией не менее 5%. Благородные металлы восстанавливают с помощью водорода или гидразина.

Недостатки способа связаны с использованием для осаждения платиновых металлов дорогостоящих реагентов, безвозвратными потерями избытка восстанавливающих агентов, получением большого количества токсичных сбросных вод, требующих очистки.

Целью изобретения является создание способа извлечения платины из отработанных платиновых катализаторов за счет использования диметилформамида как генерируемого растворителя и восстановителя.

Технический эффект предлагаемого изобретения заключается в исключении загрязнения окружающей среды токсичными газами и сбросными водами, повышении экономичности производства платины из отработанных катализаторов.

Цель достигается тем, что в способе извлечения платины из отработанных платиновых катализаторов, включающем обработку катализатора смесью соляной кислоты и перекиси водорода, отмывку основы соляной кислотой, восстановление платины из раствора, согласно изобретению, обработку катализаторов ведут при температуре 95-103^oC с добавлением в смесь диметилформамида при следующем соотношении ингредиентов, моль/л: Соляная кислота - 4-7 Перекись водорода - 1-4 Диметилформамилд - 0,5-3 а восстановление платины из раствора производят продуктами гидролитического расщепления диметилформамида при pH 3-4 и при температуре 90-105^oC, причем после восстановления платины деметилформамид регенерируют, а раствор после регенерации направляют на обработку катализатора. Кроме того, раствор после отмывки основы можно направлять на восстановление платины.

После восстановления и отделения платины раствор регенерируют, вводя в него соляную кислоту и нагревая. После чего в раствор вводят перекись водорода и отправляют его на обработку катализатора.

Промывание воды по мере накопления в них диметилформамида (ДМФА) и соединений платины направляют на восстановление платины, после чего подкисляют, нагревают и возвращают обратно в процесс. По мере ухудшения качества промывных вод их выводят из процесса и разгоняют.

Нижний температурный предел обработки катализатора, равный 95^oC, вызван тем, что при меньшей температуре растворение платины протекает медленно. Верхний температурный предел, равный 103^oC, обусловлен температурой кипения выщелачивающей смеси.

Нижний температурный предел восстановления смеси обусловлен тем, что при меньшей температуре реакция восстановления платины затруднена. Верхний температурный предел обусловлен температурой кипения смеси. При pH < 3 выделения платины и раствора не происходит из-за малой степени гидролиза ДМФА. При pH > 4 из раствора выпадают гидроксиды алюминия и железа.

Пример 1. 10 г катализатора АП-56 (0,4% платины, основа Al₂O₃) обрабатывали в течение 3 ч 100 мл смеси, содержащей 5,88 моль/л HCl, 1,36 моль/л H₂О₂, 2,59 моль/л ДМФА в химическом стакане с мешалкой при температуре кипения смеси (102-103^oC). Раствор фильтровали, основу промывали 10%-ной соляной кислотой. Маточный раствор обрабатывали 10 н. раствором NaOH до рН 3, после чего в течение 0,5 ч грели в реакторе с мешалкой и обогревом при 95^oC. Выпавшую платину отфильтровывали. Извлечение платины из катализатора составило 93,5%.

Пример 2. 10 г катализатора АП-56 (0,4% платины, основа Al₂O₃) обрабатывали в течение 3 ч 100 мл смеси, содержащей 5,88 моль/л HCl, 1,36 моль/л H₂О₂, 2,59 моль/л ДМФА в реакторе с мешалкой и обогревом при 95^oC. Раствор отфильтровывали, основу промывали 10%-ной соляной кислотой. Восстановление проводили способом, описанным в примере 1. Извлечение платины из катализатора составило 91,4%.

Пример 3. 10 г катализатора АП-56 (0,4% платины, основа Al₂O₃) обрабатывали в течение 3 ч 100 мл смеси, содержащей 5,88 моль/л HCl, 1,36 моль/л H₂О₂ в химическом стакане с мешалкой при температуре кипения смеси. Раствор отфильтровывали, основу промывали 10%-ной соляной кислотой. Платину восстанавливали с помощью солянокислого гидразина. Извлечение платины из катализатора составило 98,5%.

Пример 4. 10 г катализатора АП-56 (0,4% платины, основа Al₂O₃) обрабатывали в течение 3 ч 100 мл смеси, содержащей 5,88 моль/л HCl, 1,36 моль/л H₂О₂, 1,29 моль/л ДМФА в химическом стакане с мешалкой при температуре кипения смеси (102-103^oC). Раствор фильтровали, основу промывали 10%-ной соляной кислотой. Восстановление проводили способом, описанным в примере 1. Извлечение платины из катализатора составило 98,5%.

Пример 5. В маточный раствор из примера 4 вводили соляную кислоту до концентрации 5 моль/л, прогревали в течение 1 ч при 50^oC, добавляли перекись водорода до концентрации 1,36 моль/л. 10 г катализатора АП-56 (0,4% платины основа Al₂О₃) обрабатывали в течение 3 ч получившейся смесью в химическом стакане с мешалкой при температуре кипения раствора. Раствор отфильтровывали, основу промывали 10%-ной соляной кислотой. Восстановление проводили способом, описанным в примере 1. Извлечение платины из катализатора составило 95,4%.

Пример 6. Промывной раствор из примера 5 отрабатывали 10 н. раствором NaOH до pH 4, после чего в течение 1 ч грели в реакторе с мешалкой и обогревом при t = 95^oC. Выпавшую платину отфильтровывали. Таким образом удалось повысить извлечение платины в примере 5 до 98,3%.

Формула изобретения

Способ извлечения платины из отработанных катализаторов, включающий обработку катализатора смесью соляной кислоты и перекиси водорода, отмывку основы соляной кислотой, восстановление платины из раствора, отличающийся тем, что обработку катализатора проводят при температуре 95 103^oС смесью, дополнительно содержащей диметилформамид при содержании в смеси соляной кислоты 4 7 моль/л, перекиси водорода 1 4 моль/л, диметилформамида 0,5 3 моль/л, восстановление платины из полученного раствора ведут при pH 3 4 и температуре 90 105^oС, полученный после восстановления платины раствор подвергают регенерации и направляют на обработку катализатора, а раствор после отмывки основы направляют на восстановление платины.