專利名稱：一種可回收廢棄催化劑中鉻的方法
一種可回收廢棄催化劑中鉻的方法技術領域
本發明屬于資源回收綜合利用領域，具體涉及一種可回收廢棄催化劑中鉻的方法。
背景技術：
鉻是一種鋼鐵、化學、特種材料等工農業生產中消耗量巨大的常用金屬，但是隨著需求量增加的同時，鉻的可預計儲量持續下降。與此同時，含鉻廢棄物的數量也在不斷增長，這些廢棄物對土壤和水的有嚴重的污染，并且很難治理。因此在這些含鉻廢物形成污染之前進行回收既能減輕鉻金屬儲量下降的壓力，也能降低廢棄物所帶來的巨大環境成本。 化學浙取是一種常見的回收方法，常使用的螯合劑為乙二胺四乙酸(EDTA)及其鈉鹽類螯合劑，該螯合劑對金屬離子的螯合能力強，就有很好的浙取效率。但是，該螯合劑在自然環境中很難被降解，因此長期、大量使用此類螯合劑帶來二次污染。
N，N’-乙二胺二琥珀酸是一種在自然環境中可降解的螯合劑，目前已應用于浙取土壤中重金屬離子。發明內容
本發明提出一種基于N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收廢棄鉻催化劑的化學浙取方法， 在釜式處理器內，經過焙燒處理的廢棄鉻催化劑與螯合劑的溶液混合，在25-80° C溫度下，200-600轉速/分鐘的條件下，通過形成Ni-N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合物萃取鉻；所得螯合物在弱酸性條件下，釋放鉻離子，并回收N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合劑。其技術方案如下
一種可回收廢棄催化劑中鉻的方法，其包括以下操作步驟
①稱取原料按照廢催化劑、廢墨粉、粘合劑與水的質量比為(5 10) :(0. Γ3) (O. 5 3) (O. 5 I. 5)分別稱取原料；
②造粒將廢墨粉和廢催化劑按步驟I的比例混合后，緩慢攪拌1(Γ30分鐘，然后加入粘合劑及水，繼續混拌均勻后，將原料造粒，隨后進行干餾；干餾條件為40(T50(TC， 2^3小時；
③向干餾產物按照7 10:1的質量比加入N，N’ -乙二胺二琥珀酸；通過萃取體系的 pH值調變，以25-80° C，200-600轉速/分鐘的條件下進行鉻的回收；萃取的pH值條件為 PH7-8。
對于上述技術方案中，較優的選擇條件為廢墨粉的粒度為5 10微米，廢墨粉有機物含量30 60%。
對于上述技術方案中，較優的選擇條件為干餾條件為450°C，時間2小時。
本發明所提供回收廢棄鉻金屬催化劑的方法中所使用螯合劑為環境友好、可生物降解的N，N’ -乙二胺二琥珀酸。
對于上述技術方案中，較優的選擇條件為廢催化劑為石油化工過程中經過使用的催化劑，含有10-20%質量分數的積炭成分，20-30%質量分數的鉻、50-55%質量氧化鋁， 5-10%質量分數氧化鎂或氧化鐵。
本發明所提供回收廢棄鉻金屬催化劑的方法中，操作條件特點為以釜式反應器中經過焙燒廢棄催化劑與螯合劑的水溶液混合，以25-80° C，200-600轉速/分鐘的條件下進行鉻的回收操作。
本發明所提供回收廢棄鉻金屬催化劑的方法中，釜式處理器中N，N’_乙二胺二琥珀酸螯合劑萃取鉻的PH值條件為pH7-8。
本發明所提供回收廢棄鉻金屬催化劑的方法中，Ni-N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合體系釋放出鉻離子的pH條件為pH3-5之間。
本發明所提供回收廢棄鉻金屬催化劑的方法中，釜式處理器內廢棄催化劑與 N，N’ -乙二胺二琥珀酸的質量比例為廣10 :1。
本發明所提供回收廢棄鉻金屬催化劑的方法中，pH3-5條件下釋放Ni-N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合體系鉻離子的過程中，同時完成N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合劑的回收和循環。
具體實施方式
下面的實施例將對本發明予以進一步說明，但并不因此而限制本發明。
實施例I
I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鉻25%，60%氧化鋁，5%氧化鎂)、19kg廢墨粉、14kg粘土和15kg水。
2.造粒將廢墨粉和廢催化劑按步驟I的比例混合后，緩慢攪拌20分鐘，然后加入粘土及水，繼續混拌均勻后，進造粒機造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進入爐內將造好的原料放好，保證將爐底全部覆蓋，以防止局部干燒造成爐體損壞，隨后上蓋密封進行干餾；開始加熱升溫，從室溫升至450°C后保溫2. 5小時，停止加熱，待溫度從450°C降至室溫出爐，嚴禁用水直接降溫。
3.經過實驗室檢測干餾后原料含油率為3. 46%，制得干餾后原料；
4.將50kg干餾后原料加入IOOL釜式處理器中，pH7條件下投入5kgN，N’ -乙二胺二琥珀酸，以300轉/分鐘速度攪拌，并升溫至60° C，處理I. O小時后，過濾，濾液冷卻后， 加入稀硫酸使PH值調整至4，靜止O. 5小時后，將析出N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收。
實施例2
I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鉻28%，57%氧化招，5%氧化鎂)、19kg廢墨粉、14kg粘土和15kg水。
2.造粒將廢墨粉和廢催化劑按步驟I的比例混合后，緩慢攪拌20分鐘，然后加入粘土及水，繼續混拌均勻后，進造粒機造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進入爐內將造好的原料放好，保證將爐底全部覆蓋，以防止局部干燒造成爐體損壞，隨后上蓋密封進行干餾；開始加熱升溫，從室溫升至450°C后保溫2. 5小時，停止加熱，待溫度從450°C降至室溫出爐，嚴禁用水直接降溫。
3.經過實驗室檢測干餾后原料含油率為3. 46%，制得干餾后原料；
4.將45kg干餾后原料加入IOOL釜式處理器中，pH7條件下投入5kgN，N’ -乙二胺二琥珀酸，以300轉/分鐘速度攪拌，并升溫至70° C，處理I. O小時后，過濾，濾液冷卻后， 加入稀硫酸使PH值調整至4，靜止O. 5小時后，將析出N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收。
實施例3
I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鉻29%，46%氧化鋁，5%氧化鎂)、19kg廢墨粉、14kg粘土和15kg水。
2.造粒將廢墨粉和廢催化劑按步驟I的比例混合后，緩慢攪拌20分鐘，然后加入粘土及水，繼續混拌均勻后，進造粒機造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進入爐內將造好的原料放好，保證將爐底全部覆蓋，以防止局部干燒造成爐體損壞，隨后上蓋密封進行干餾；開始加熱升溫，從室溫升至450°C后保溫2. 5小時，停止加熱，待溫度從450°C降至室溫出爐，嚴禁用水直接降溫。
3.經過實驗室檢測干餾后原料含油率為3. 46%，制得干餾后原料；
4.將45kg干餾后原料加入100L釜式處理器中，pH7條件下投入5kgN，N’ -乙二胺二琥珀酸，以300轉/分鐘速度攪拌，并升溫至65° C，處理I. O小時后，過濾，濾液冷卻后， 加入稀硫酸使PH值調整至4，靜止O. 5小時后，將析出N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收。
實施例4
I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鉻15%，70%氧化招，5%氧化鎂)、19kg廢墨粉、14kg粘土和15kg水。
2.造粒將廢墨粉和廢催化劑按步驟I的比例混合后，緩慢攪拌20分鐘，然后加入粘土及水，繼續混拌均勻后，進造粒機造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進入爐內將造好的原料放好，保證將爐底全部覆蓋，以防止局部干燒造成爐體損壞，隨后上蓋密封進行干餾；開始加熱升溫，從室溫升至450°C后保溫2. 5小時，停止加熱，待溫度從450°C降至室溫出爐，嚴禁用水直接降溫。
3.經過實驗室檢測干餾后原料含油率為3. 46%，制得干餾后原料；
4.將35kg干餾后原料加入100L釜式處理器中，pH7條件下投入5kgN，N’ -乙二胺二琥珀酸，以500轉/分鐘速度攪拌，并升溫至80° C，處理I. O小時后，過濾，濾液冷卻后， 加入稀硫酸使PH值調整至4，靜止O. 5小時后，將析出N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收。
實施例5
使用的廢棄催化劑為積碳10%，鉻19%，66%氧化招，5%氧化鎂；
利用實施例I的步驟Γ2所述方法制備干餾后原料；
將50kg干餾后原料加入100L釜式處理器中，pH7條件下投入5kgN，N’ -乙二胺二琥珀酸，以500轉/分鐘速度攪拌，并升溫至80° C，處理I. O小時后，過濾，濾液冷卻后，加入稀硫酸使PH值調整至4，靜止O. 5小時后，將析出N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收。
實施例6
使用的廢棄催化劑為積碳10%，鉻25%，60%氧化招，5%氧化鎂；
利用實施例I的步驟Γ2所述方法制備干餾后原料；
將50kg干餾后原料加入100L釜式處理器中，pH7條件下投入5kgN，N’ -乙二胺二琥珀酸，以300轉/分鐘速度攪拌，并升溫至60° C，處理I. O小時后，過濾，濾液冷卻后，加入稀硫酸使PH值調整至4，靜止O. 5小時后，將析出N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收。
實施例7
以上實施例中Ni-N, N’ -乙二胺二琥珀酸螯合體系經酸化后所釋放鉻離子的濃度通過電感耦合等離子體質譜儀進行分析。
表I基于乙二胺二琥珀酸的廢棄鉻催化劑浙取效率
權利要求
1.一種可回收廢棄催化劑中鉻的方法，其特征在于包括以下操作步驟 ①稱取原料按照廢催化劑、廢墨粉、粘合劑與水的質量比為(5 10):(0. Γ3)(O. 5 3) (O. 5 I. 5)分別稱取原料； ②造粒將廢墨粉和廢催化劑按步驟I的比例混合后，緩慢攪拌1(Γ30分鐘，然后加入粘合劑及水，繼續混拌均勻后，將原料造粒，隨后進行干餾；干餾條件為40(T50(TC，2 3小時； ③向干餾產物按照7 10:1的質量比加入N，N’-乙二胺二琥珀酸；通過萃取體系的pH值調變，以25-80° C，200-600轉速/分鐘的條件下進行鉻的回收；萃取的pH值條件為PH7-8。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于廢墨粉的粒度為5 10微米，廢墨粉有機物含量30 60%。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于廢催化劑含有10-20%質量分數的積炭成分，20-30%質量分數的鉻、50-55%質量氧化招，5-10%質量分數氧化鎂或氧化鐵。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于萃取的pH條件為pH3-5之間。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于干餾條件為450°C，時間2小時。
全文摘要
本發明提供了一種可回收廢棄催化劑中鉻的方法，通過使用粘合劑將廢墨粉、廢催化劑整合到一起造粒，然后進行干餾，得到干餾油，為廢催化劑進行貴金屬再生提供預處理。干餾過程中產生干餾油可以作為再生燃料使用，產生干餾氣可以作為燃料直接作用在干餾爐中，產生干餾渣作為廢催化劑再生貴金屬的原料。含鉻廢料在預處理后，投入釜式處理器中，以環境友好、可生物降解的N,N'-乙二胺二琥珀酸為熬合劑，通過萃取體系的pH值調變，瀝取廢棄物中的鉻成分。
文檔編號C22B7/00GK102978404SQ20121049662
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者官香元 申請人:大連東泰產業廢棄物處理有限公司