从铜－锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法

摘要

本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法,在于经预处理后的催化剂,其作为主要成分的金属氧化物可与氨形成稳定的络合物,滤除铁、铝、钙等其他杂质,得到纯度高的铜氨、锌氨络合物混合溶液。这种溶液在一定条件下加锌粉置换出铜,得到高纯度铜粉,剩余的锌氨络合物在一定条件下热分解,可制得高纯度超微细的氧化锌粉。

说明书

本发明涉及一种废催化剂的回收方法，具体地说涉及一种从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法。

铜—锌废催化剂是指化肥厂使用的低温变换催化剂、低变保护用脱硫脱氯剂及低压合成甲醇或联醇催化剂。这些催化剂都含有CuO、ZnO、AL₂O₃。这些催化剂用量大，寿命短，更换周期快，如不加以回收，会造成环境污染，且浪费国家的宝贵资源。

目前，国外一般采用氯化挥发法或熔炼法回收铜—锌催化剂。这些方法的共同不足之处在于工艺过程复杂、成本高、污染环境。国内一些单位为了制取硫酸铜而进行回收，采用的方法无非是传统的硫酸溶解、结晶制得铜锌的硫酸盐。由于近年来硫酸铜价低、销售困难，有些单位只好用来炼制粗铜，其经济效益差，销路也很困难。

本发明的目的在于克服上述不足而提供一种完全采用化学方法，特别是氨络合一置换法对铜—锌废催化剂进行回收。

本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法包括如下步骤：

①对铜—锌废催化剂进行氧化焙烧粉碎过筛的预处理；

②氨溶上述预处理后的粉末，使其中的铜、锌与氨络合，逐步溶解；

③将溶解好的络合物溶液过滤，除去杂质，得到高纯度的铜氨、锌氨络合物混合液，在室温下不断搅拌该混合液，分次加入锌粉，在存在10％游离氨的情况下，发生置换反应，得到高纯度的铜粉；

④在溶液呈浅兰色时进行过滤，在滤液中再加入锌粉，至溶液无色再进行过滤，使滤液全部为锌氨络离子，滤饼中含有少量锌粉，用于下次置换反应；

⑤采用加热赶氨法使锌氨络合物的平衡不断向右移动，使锌和溶液中存在的CO₃^＝和OH^-离子结合形成碱式碳酸盐沉淀；

⑥过滤所得沉淀，得到白色Zn₂(OH)₂CO₃滤饼；

⑦将所述滤饼粉碎成粉状，之后进行烘干和焙烧，得到高纯度的活性氧化锌。

本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法，步骤①中的氧化焙烧在转炉中进行，转炉转速为0.2转/分，焙烧温度为600℃左右，焙烧时间为2小时左右；粉碎成大于100目的粉末；步骤②中的氨溶在20～40℃下在反应釜的搅拌器中搅拌下进行5-6小时，搅拌器的转速为60转/分；步骤③、④中的过滤为经200目以上的滤布或滤纸过滤；步骤⑤是在加热温度为90-100℃并不断搅拌，用引风机排氨的条件下进行分解至溶液中锌总量小于0.5克/升时结束；步骤⑥中的过滤为经200目滤布或滤纸过滤；步骤⑦中的烘干在80-100℃下进行，焙烧在500-550℃的转炉中进行，转炉的转速为0.2转/分。

本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法，所述废催化剂中铜、锌的含量与加入的氨水和碳铵的克分子比为：(Cu+Zn)∶NH₃∶NH₄HCO₃＝1∶3∶1，且NH₃的浓度为8-18％。

本发明从铜—锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法的优点在于：

①本方法简单易行，不需要特殊设备，成本低；

②氨回收容易，无污染；

③回收率高达≥95％，产品纯度高达≥99％；

④基于上述三点，本方法具有显著经济效益。

下面详细描述本发明从铜-锌废催化剂中回收铜和氧化锌的方法的一个具体实施例：

①将废低变催化剂0702型进行所述焙烧粉碎处理，分析知其中含CuO35.48％，ZnO44.36％，AL₂O₃6.35％；

②以500g上述催化剂为准，其中含CuO177.4g，换算成Cu等于141.7g；含ZnO221.8g，换算成Zn等于178.19g，(Cn+Zn)克分子等于4.955，按(Cu+Zn)∶NH₃∶NH₄HCO₃＝1∶3∶1，应加NH₄HCO₃391.7g，16％的NH₄OH等于1582.2ml；

③在2500ml的烧杯中加入上述①中的废催化剂粉、391.7g的NH₄HCO₃和1582.2ml 16％的NH₄OH水，在室温下搅拌溶解5小时，得到蓝色络合物溶液；

④过滤上述溶液，弃去滤饼，在滤液中加入179g锌粉，至滤液为浅蓝色，沉淀出红色铜粉，过滤烘干得到174.2克的铜粉，其收率为98.2％；

⑤向过滤掉铜粉的滤液中加入1g锌粉，析出少量铜，滤液呈无色，将其加热至95-100℃，排掉氨得到白色沉淀；

⑥过滤所得沉淀，得到白色滤饼；

⑦将所述滤饼粉碎成粉状在90℃下烘干，550℃下焙烧得到420.3g的ZnO，其收率为89.5％。

本发明的回收方法，从图1所示的Cu-Zn-Al废催化剂回收流程图可一目了然。