銠均相有機(jī) 絡(luò)合催化劑具有催化活性高 、選 擇性好 等優(yōu)點(diǎn) ,在催化加氫 、氫 甲?;?、羰基合成 等化學(xué)過程 中起著重要 的作用 ,在 甲醇羰基合成 醋酸 、烯烴合成醛等工業(yè)生產(chǎn)過程 中已得 到廣泛 應(yīng)用。但在工業(yè) 化應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)銠催化劑 使用一段時(shí)間后 ,其活性會(huì)逐漸下降,為維持反應(yīng) 體系的穩(wěn)定性就必須補(bǔ)充適 量的新鮮催化劑 ,同 時(shí)由于某些不適 的工況 ,導(dǎo)致催化劑失活 ,需將催 化劑卸 出采用氧化蒸餾法進(jìn)行活化處理使其恢復(fù) 活性。但是經(jīng)過幾次活化循環(huán)后 ,催化劑 活性也 達(dá)不到生產(chǎn)所需 的水平甚至活性基本喪失 ,因此 , 銠催化劑的耗量相當(dāng)大。國(guó)內(nèi)貴金屬銠的資源匱 乏 ,回收利用技術(shù)還不成熟 ,致使銠金屬來源主要 依賴進(jìn) 口。據(jù)此 ,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì) ,從廢料 中高 效 回收銠催化劑在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科研、環(huán)保等領(lǐng)域都 有重要 的意義 ,其經(jīng)濟(jì)效益也是相當(dāng)可觀的。
目前常用的銠回收方法 經(jīng)過多年研究 ,國(guó)內(nèi)外 已有一系列銠 回收方 法 ,主要可分為濕法 和燃燒法。其 中濕法 主要包 括萃取法 、沉淀法、液相法 、吸附分離法 ,而燃燒法 主要是將催 化劑在高溫下煅燒 ,熔融 ,隨后用 電 解 、王水浸取、有機(jī)溶劑萃取等方法 回收 。 1.2.1 萃取 法 液一液萃取工藝具有反應(yīng)過程快 ,分離提純 效果好 、回收率 高等優(yōu)點(diǎn)。萃取 的難易與失活程 度有關(guān) 。因此 ,對(duì)于部分失活 的銠催化劑可采用 萃取法 回收其中的銠 。而萃取 回收銠的工藝中 為關(guān)鍵 的是萃取劑 和反萃劑的選擇 ,萃取劑 主要 以水溶性配位體為萃取劑 ,而反萃取劑為有機(jī)溶 劑 ,一般是醛或醛 的三聚物 。
EastmanKodak公 司專 利 US4364907 報(bào)道 了采 用鹵代甲烷和氫鹵酸的水溶液萃取醋酸 甲酯羰基 合成醋酐工藝 中催化劑焦油溶液中的殘余銠。向 含部分失活銠催化劑的焦油 中加入等量 的二氯甲 烷和 HI的水溶液 ,再向其中加入 28%的氨水 ,劇 烈震動(dòng) 30s,靜置 10min,分層,銠催化劑在水相 , 反復(fù)萃取 2次 ,銠回收率可達(dá) 98%。此催化劑水 溶液可直接返 回醋酸 甲酯羰基化反應(yīng)裝 置 中使 用 。魯爾公司的專利報(bào)道了從鈍化或失活的水溶 性磺化膦銠催化劑體系中,同時(shí)回收膦、銠催化劑 的方法。往水溶液中加入酸,使其酸化 ,用可溶性 有機(jī)胺進(jìn)行萃取 。這種方法不僅可 以回收銠和 膦 ,還可 以除去雜質(zhì),如鐵、其他金屬化合物、鹵化 物 、磺化三苯基膦等。 但是在大多數(shù)的氫甲酰反應(yīng)中 ,由于銠 與有 機(jī)磷結(jié)合較為緊密 ,且催化劑殘液較為粘稠,萃取 劑和反萃取劑的選擇尤為重要 ,否則 ,萃取法的銠 回收率將會(huì)比較低。 1.2.2 沉淀 法 該方法是將部分失活銠催化劑與試劑反應(yīng)生 成 RhC1(CO)(TPP)2、HRh(CO)(TPP)3及 Rh (co)(acac)(TPP)(acac為乙酰丙酮基)等易沉 淀的物質(zhì) ,濾出的沉淀經(jīng)簡(jiǎn)單處理后返 回反應(yīng)體 系。催化劑失活程度越 高,生成沉淀越 困難。進(jìn) 行沉淀反應(yīng)需要 有提供 H源,Cl源、CO源、acac 源試劑 ,同時(shí)還需加入新鮮的 TPP。提供氫源 的 試劑有 NaBH 、LiA1H 和醇/堿等 ,提供 cl源的主 要是 鹵化 物 如 HC1;提供 CO源 的可 以是 CO、 HCHO、N,N一二甲基甲酰胺等 ;提供 acac源 的是 乙酰丙酮。沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是將部分失活的催化劑 直接活化得到新鮮催化劑 ,但失活程度較高的催 化劑不適宜此方法。 1.2.3 液相 法 對(duì) 于 催 化 劑 外 部 中 毒 的 廢 銠 催 化 劑 , CN101177306A 報(bào)道了采用無機(jī)酸和氧化劑混 合溶液對(duì)廢催化劑進(jìn)行消解 ,消解液經(jīng) 中和、除 鹽、離子交換除雜等一系列處理后得到高純度 的 水合三氯化銠 ,銠 回收率大于 97% 。采用該方法 處理催化劑廢液時(shí) ,除了失活銠催化劑外 ,催化劑 廢液 中剩余的大量有機(jī)物也同時(shí)被碳化、消解 ,使 得消解時(shí)間及試劑的用量大大增加。 CN1448522_3中提出 ,用含有雙氧水、氫離子 和氯離子的混合溶液對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的廢催化劑進(jìn) 行浸取 ,使貴金屬以離子形態(tài)存在于混合溶液 中; 隨后對(duì)混合溶液進(jìn)行處理 ,可 以得到水溶性貴金 屬化合物。 1.2.4 吸 附分離 法 采用離子 交換 工藝吸附 回收廢催 化劑 中的 銠 ,具有成本低廉等優(yōu)點(diǎn) ,多用于低含量貴金屬的 回收。離子交換與吸附分離是古老的分離方法 之一。離子交換分離法是利用離子交換劑與溶液 中的離子發(fā)生交換反應(yīng)進(jìn)行分離 的方法 ,吸附分 離法是利用吸附劑對(duì)某些元素或離子進(jìn)行吸附而 建立起來的分離方法 。離子交換與吸附技術(shù)由于 分離效率高 、設(shè)備與操作簡(jiǎn)單。此方法亦適合催 化劑外部中毒的廢銠催化劑。 JP49—121793 報(bào)道了從有機(jī)物反應(yīng)生成 的 高沸點(diǎn)或膠狀蒸餾殘?jiān)袕氐追蛛x銠一膦絡(luò)合物 的方法。向銠膦絡(luò)合物催化劑和高沸點(diǎn)的有機(jī)蒸 餾殘?jiān)幕旌衔?中,加入吸附劑 (選擇性 吸附材 料),吸附銠膦絡(luò)合催化劑 ,此方法是進(jìn)行純粹 的 物理分離?;蛘哂煤倭快⒌臉O性溶劑溶出銠膦 絡(luò)合物催化劑 。極性溶劑可用 四氫呋喃、醇 、醚 、 二乙醚、異丙醇 、甲乙酮、醋酸乙酯和醋酸異戊胺 , 其中以四氫呋哺為。 1.2.5 燃 燒 法 金屬銠和有機(jī)磷化合物結(jié)合能力強(qiáng) ,且銠廢 液中含有高黏度物質(zhì) ,使得銠不容易用濕法進(jìn)行 回收 ,所以有用燃燒法 回收 ,對(duì)于催化劑 內(nèi)部失活 的廢銠催化劑尤為適合。將廢銠催化劑溶液和 I A或 ⅡA族元素的堿性化合物混合 ,在高溫下燃 燒成灰分 ,并用甲醇 、肼或硼氫化鈉等還原劑處理 灰分 ,分離除去雜質(zhì)金屬后得到金屬銠 。 1.2.5.1 浸 沒燃燒 法 三菱化 成公司提 出一種浸沒燃 燒法 J。銠 膦催化劑在循環(huán)使用后活性也會(huì)降低直到完全失 去活性 ,在循環(huán)使用時(shí)副產(chǎn)的高沸物逐漸累積 ,要 想讓催化劑進(jìn)行再生必須除去其 中的高沸物 ,將 廢催化劑溶液以 5kg/h的速度和空氣的流速為 6 m 。/h送入 溶劑為 0.5m。的浸沒燃燒 室 內(nèi),在 1 150℃下燃燒。摩爾分?jǐn)?shù)為 20% ~30%過剩 的氧 燃燒持續(xù) 20h,浸沒裝置 內(nèi)裝有 0.3m 的水 ,直 接用水吸收燃燒氣體 ,催化劑 中的膦轉(zhuǎn)化為氧化 膦以磷酸水溶液形 式被 回收 ,銠則 以懸浮狀態(tài) 留 在水中,過濾后得到銠。
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貴金屬鉑是一種相對(duì)不活潑的金屬。暴露在空氣中時(shí)不會(huì)起霧或腐蝕。它不受大多數(shù)酸的侵蝕,但會(huì)溶解在皇家水里是鹽酸和硝酸的混合物。它經(jīng)常與不與任何酸單獨(dú)反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。鉑也溶于非常熱的堿。堿是一種化學(xué)物質(zhì),其性質(zhì)與酸相反。氫氧化鈉(“普通漂白劑”)和石灰水就是堿的例子。鉑的一個(gè)不尋常的特性是它會(huì)在高溫下吸收大量氫氣。鉑吸收氫就像海綿吸收水一樣。廢鉑銠絲屬在自然界中常被發(fā)現(xiàn)在一起。事實(shí)上,回收鉑的一個(gè)問題是找到一種將鉑與其他廢鉑銠絲屬分離的方法。然而,與黃金不同的是,這些金屬的產(chǎn)量不足以開采。相反,它們通常作為開采其他金屬(如銅和鎳)的副產(chǎn)品獲得。鉑是稀有的元素之一。它在地殼中的豐度估計(jì)約為百萬分之0.01。