專利名稱：一種可回收廢棄催化劑中鎳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源回收綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種可回收廢棄催化劑中鎳的方法。
背景技術(shù)：
鎳是一種鋼鐵、化學(xué)、特種材料等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中消耗量巨大的常用金屬，但是隨著需求量增加的同時，鎳的可預(yù)計儲量持續(xù)下降。與此同時，含鎳廢棄物的數(shù)量也在不斷增長，因此對這些廢棄物進(jìn)行回收既能減輕鎳金屬儲量下降的壓力，也能降低廢棄物所帶來的巨大環(huán)境成本?；瘜W(xué)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(qiáng)，就有很好的浙取效率。但是，該螯合劑在自然環(huán)境中很難被降解，因此長期、大量使用此類螯合劑帶來二次有機(jī)污染。N，N’-乙二胺二琥珀酸是一種在自然環(huán)境中可降解的螯合劑，目前已應(yīng)用于浙取土壤中重金屬離子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于N，N’ -乙二胺二琥珀酸回收廢棄鎳催化劑的化學(xué)浙取方法，在釜式處理器內(nèi)，經(jīng)過焙燒處理的廢棄鎳催化劑與螯合劑的溶液混合，在25-80° C溫度下，200-600轉(zhuǎn)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鎳；所得螯合物在弱酸性條件下，釋放鎳離子，并回收N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合劑。其步驟如下一種回收廢棄鎳金屬催化劑的方法，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(zhì)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(xù)混拌均勻后，將原料造粒，隨后進(jìn)行干餾；干餾條件為40(T50(TC，2^3小時；③向干餾產(chǎn)物按照7 10:1的質(zhì)量比加入N，N’ -乙二胺二琥珀酸；通過萃取體系的pH值調(diào)變，以25-80° C，200-600轉(zhuǎn)速/分鐘的條件下進(jìn)行鎳的回收；萃取的pH值條件為PH7-8。對于上述技術(shù)方案中，較優(yōu)的選擇條件為廢墨粉的粒度為5 10微米，廢墨粉有機(jī)物含量30 60%。對于上述技術(shù)方案中，較優(yōu)的選擇條件為干餾條件為450°C，時間2小時。本發(fā)明所提供回收廢棄鎳金屬催化劑的方法中所使用螯合劑為環(huán)境友好、可生物降解的N，N’ -乙二胺二琥珀酸。對于上述技術(shù)方案中，較優(yōu)的選擇條件為廢棄催化劑為制造化學(xué)合成肥料或石油化工過程中經(jīng)過使用的催化劑，含有10-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的積炭成分，20-30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鎳以及40-70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的載體成分；催化劑載體的成分50-55%質(zhì)量氧化鋁，5-10%質(zhì)量分
數(shù)氧化鎂或氧化鐵。本發(fā)明所提供回收廢棄鎳金屬催化劑的方法中，操作條件特點為以釜式反應(yīng)器中經(jīng)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(zhuǎn)速/分鐘的條件下進(jìn)行鎳的回收操作。本發(fā)明所提供回收廢棄鎳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鎳的PH值條件為pH7-8。本發(fā)明所提供回收廢棄鎳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鎳離子的pH條件為pH3-5之間。 本發(fā)明所提供回收廢棄鎳金屬催化劑的方法中，釜式處理器內(nèi)廢棄催化劑與N，N’ -乙二胺二琥珀酸的質(zhì)量比例為廣10 :1。本發(fā)明所提供回收廢棄鎳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鎳離子的過程中，同時完成N，N’ -乙二胺二琥珀酸螯合劑的回收和循環(huán)。
具體實施例方式下面的實施例將對本發(fā)明予以進(jìn)一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明。實施例II.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鎳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(xù)混拌均勻后，進(jìn)造粒機(jī)造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進(jìn)入爐內(nèi)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(jìn)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(yán)禁用水直接降溫。3.經(jīng)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(zhuǎn)/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(diào)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2I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鎳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(xù)混拌均勻后，進(jìn)造粒機(jī)造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進(jìn)入爐內(nèi)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(jìn)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(yán)禁用水直接降溫。3.經(jīng)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(zhuǎn)/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(diào)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3I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鎳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(xù)混拌均勻后，進(jìn)造粒機(jī)造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進(jìn)入爐內(nèi)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(jìn)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(yán)禁用水直接降溫。
3.經(jīng)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(zhuǎn)/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(diào)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4I.稱取原料150kg廢催化劑(積碳10%，鎳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(xù)混拌均勻后，進(jìn)造粒機(jī)造粒，粒料的直徑在5 7cm之間。工作人員進(jìn)入爐內(nèi)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(jìn)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(yán)禁用水直接降溫。3.經(jīng)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(zhuǎn)/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(diào)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%，鎳19%，66%氧化招，5%氧化鎂；利用實施例I的步驟f 2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(zhuǎn)/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，力口入稀硫酸使PH值調(diào)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%，鎳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(zhuǎn)/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，力口入稀硫酸使PH值調(diào)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(jīng)酸化后所釋放鎳離子的濃度通過電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行分析。表I基于乙二胺二琥珀酸的廢棄鎳催化劑浙取效率
實施例[I~[2~[3~[4~[5~[6
廢棄鎳催化劑中鎳含量(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))25 28 29 15 19 25
處理器溫度(V)60 70 65 80 80 60
攪拌(轉(zhuǎn)速 / 分鐘)300 300 400 500 500 300
Ni整體萃取效率60 74 72 90 85 7權(quán)利要求
1.一種可回收廢棄催化劑中鎳的方法，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(zhì)量比為(5 10):(0. r3)(0. 5 3) (0. 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10 30分鐘，然后加入粘合劑及水，繼續(xù)混拌均勻后，將原料造粒，隨后進(jìn)行干餾；干餾條件為40(T50(TC，2 3小時； ③向干餾產(chǎn)物按照7 10:1的質(zhì)量比加入N，N’-乙二胺二琥珀酸；通過萃取體系的pH值調(diào)變，以25-80° C，200-600轉(zhuǎn)速/分鐘的條件下進(jìn)行鎳的回收；萃取的pH值條件為PH7-8。
2.根據(jù)權(quán)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(jī) 物含量30 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于廢棄催化劑含有10-20%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的積炭成分，20-30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鎳以及40-70%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的載體成分；催化劑載體的成分50-55%質(zhì)量氧化鋁，5-10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)氧化鎂或氧化鐵。
4.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(fā)明提供了一種可回收廢棄催化劑中金屬鎳的方法，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(jìn)行干餾，得到干餾油，為廢催化劑進(jìn)行貴金屬再生提供預(yù)處理。干餾過程中產(chǎn)生干餾油可以作為再生燃料使用，產(chǎn)生干餾氣可以作為燃料直接作用在干餾爐中，產(chǎn)生干餾渣作為廢催化劑再生貴金屬的原料。含鎳廢料在預(yù)處理后，投入釜式處理器中，以環(huán)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(diào)變，瀝取廢棄物中的鎳成分。
文檔編號C22B3/44GK102965513SQ201210496798
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者官香元 申請人:大連東泰產(chǎn)業(yè)廢棄物處理有限公司