[发明专利]一种可回收废弃催化剂中铬的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源回收综合利用领域，具体涉及一种可回收废弃催化剂中铬的方法。

背景技术

铬是一种钢铁、化学、特种材料等工农业生产中消耗量巨大的常用金属，但是随着需求量增加的同时，铬的可预计储量持续下降。与此同时，含铬废弃物的数量也在不断增长，这些废弃物对土壤和水的有严重的污染，并且很难治理。因此在这些含铬废物形成污染之前进行回收既能减轻铬金属储量下降的压力，也能降低废弃物所带来的巨大环境成本。化学沥取是一种常见的回收方法，常使用的螯合剂为乙二胺四乙酸（EDTA）及其钠盐类螯合剂，该螯合剂对金属离子的螯合能力强，就有很好的沥取效率。但是，该螯合剂在自然环境中很难被降解，因此长期、大量使用此类螯合剂带来二次污染。

N,N'-乙二胺二琥珀酸是一种在自然环境中可降解的螯合剂，目前已应用于沥取土壤中重金属离子。

发明内容

本发明提出一种基于N,N'-乙二胺二琥珀酸回收废弃铬催化剂的化学沥取方法，在釜式处理器内，经过焙烧处理的废弃铬催化剂与螯合剂的溶液混合，在25-80°C温度下，200-600转速/分钟的条件下，通过形成Ni-N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合物萃取铬；所得螯合物在弱酸性条件下，释放铬离子，并回收N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂。其技术方案如下：

一种可回收废弃催化剂中铬的方法，其包括以下操作步骤：

①称取原料：按照废催化剂、废墨粉、粘合剂与水的质量比为（5~10）：（0.1~3）：（0.5~3）：（0.5~1.5）分别称取原料；

②造粒：将废墨粉和废催化剂按步骤1的比例混合后，缓慢搅拌10~30分钟，然后加入粘合剂及水，继续混拌均匀后，将原料造粒，随后进行干馏；干馏条件为400~500℃，2~3小时；

③向干馏产物按照7~10:1的质量比加入N,N'-乙二胺二琥珀酸；通过萃取体系的pH值调变，以25-80°C，200-600转速/分钟的条件下进行铬的回收；萃取的pH值条件为pH7-8。

对于上述技术方案中，较优的选择条件为：废墨粉的粒度为5~10微米，废墨粉有机物含量30~60%。

对于上述技术方案中，较优的选择条件为：干馏条件为450℃，时间2小时。

本发明所提供回收废弃铬金属催化剂的方法中所使用螯合剂为：环境友好、可生物降解的N,N'-乙二胺二琥珀酸。

对于上述技术方案中，较优的选择条件为：废催化剂为石油化工过程中经过使用的催化剂，含有10-20%质量分数的积炭成分，20-30%质量分数的铬、50-55%质量氧化铝，5-10%质量分数氧化镁或氧化铁。

本发明所提供回收废弃铬金属催化剂的方法中，操作条件特点为：以釜式反应器中经过焙烧废弃催化剂与螯合剂的水溶液混合，以25-80°C，200-600转速/分钟的条件下进行铬的回收操作。

本发明所提供回收废弃铬金属催化剂的方法中，釜式处理器中N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂萃取铬的pH值条件为pH7-8。

本发明所提供回收废弃铬金属催化剂的方法中，Ni-N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合体系释放出铬离子的pH条件为pH3-5之间。

本发明所提供回收废弃铬金属催化剂的方法中，釜式处理器内废弃催化剂与N,N'-乙二胺二琥珀酸的质量比例为1~10：1。

本发明所提供回收废弃铬金属催化剂的方法中，pH3-5条件下释放Ni-N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合体系铬离子的过程中，同时完成N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂的回收和循环。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

1.称取原料：150kg废催化剂（积碳10%，铬25%，60%氧化铝，5%氧化镁）、19kg废墨粉、14kg粘土和15kg水。

2.造粒：将废墨粉和废催化剂按步骤1的比例混合后，缓慢搅拌20分钟，然后加入粘土及水，继续混拌均匀后，进造粒机造粒，粒料的直径在5~7cm之间。工作人员进入炉内将造好的原料放好，保证将炉底全部覆盖，以防止局部干烧造成炉体损坏，随后上盖密封进行干馏；开始加热升温，从室温升至450℃后保温2.5小时，停止加热，待温度从450℃降至室温出炉，严禁用水直接降温。

3.经过实验室检测干馏后原料含油率为3.46%，制得干馏后原料；