[发明专利]从费托合成废催化剂Co-Ru/Al2O3中综合回收金属钴、钌和铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从费托合成废催化剂Co-Ru/Al₂O₃中综合回收金属钴、钌和铝的方法，属于催化剂及从废催化剂中回收金属技术领域。 

背景技术

近年来，随着世界石油资源的日益枯竭和环境污染的逐渐加剧，寻找清洁、可再生的替代液体燃料已经成为刻不容缓的问题。费托合成反应可以将天然气、煤炭、生物质等含碳物质经气化过程得到的合成气，在费托合成催化剂的作用下转化为液体燃料(也称合成油)。该合成油经过后续加工、精馏等后处理工序，可以得到优于欧V标准的汽柴油，是一种超清洁的可再生能源，具有广泛的应用前景。 

费托合成催化剂的主金属活性组分包括第VIII族元素Fe、Co、Ni和Ru等，尤其是钴基催化剂以其优异的催化性能成为当前研究和应用的热点。Ru虽然催化活性最高，但是因其资源有限，价格昂贵，所以一般用作助剂来改善催化剂的活性和选择性。以钴为主活性组分、钌为贵金属助剂的费托合成催化剂已经有大量专利公开，如US 4822824、CN 1617292A和CN101698152A等。 

氧化铝由于熔点高，热稳定性好，抗磨损性能好等优点，广泛用作费托合成催化剂的载体，尤其是浆态床费托合成催化剂的载体，其中氧化铝载体占催化剂比重高达50％以上。但是，现有的文献和公开专利中，尚无从费托合成催化剂中回收氧化铝的报道。 

我国钴资源和钌资源都非常匮乏，绝大多数都依靠进口，而且价格昂贵，直接导致催化剂成本升高。我国铝土矿资源虽然丰富，但是近年来随着原铝消费的迅速增长，我国铝工业产需不足的矛盾日益突出。因此，对失活的费托合成废催化剂中有价值的金属钴、钌和铝进行回收，并制备成可用于制备催化剂的金属盐或氧化物，不但可以减少对环境的污染，而且可以降低催化剂的生产成本。 

目前从氧化铝负载的钴基催化剂中回收钴的专利主要有CN101270420和CN 101700913A。其中，中国专利CN 101270420A首先将 CO通入含有去离子水和含钴费托废催化剂(包括以SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂为载体的含钴废催化剂)的反应釜中，加热并恒温；然后降温将CO气体从反应釜中放出，然后将含钴溶液排出，向含钴溶液中加入碱液，使钴沉淀为Co(OH)₂；在沉淀中加入硝酸溶解，蒸发结晶，得到Co(NO₃)₂·6H₂O。该方法得到的Co(NO₃)₂·6H₂O纯度低于99％，不能直接用于制备钴催化剂。中国专利101700913A对氧化铝负载的废钴基催化剂进行研磨、浓盐酸溶解、硫化钠沉钴、草酸沉钴、煅烧、硝酸溶解、蒸发结晶等步骤，最终得到纯度达99％以上的高纯Co(NO₃)₂·6H₂O，但由于未对废催化剂进行还原，并且回收过程中生成的中间产物CoS晶粒很细，过滤困难，容易损失钴，从而导致钴的回收率降低，为92％左右。