硝酸浸出失效催化剂提取银的实验研究.pdf

第3 3 卷第2 期 2 0 1 3 年0 4 月 矿冶工程 M 田日N GA N D Ⅱe T IIU R G I c A LE M 翻嗍删G V 0 1 ．3 3 №2 A p r i l2 0 1 3 硝酸浸出失效催化剂提取银的实验研究① 范兴祥，董海刚，吴跃东，付光强，刘杨，赵家春，吴晓峰，昝林寒，李博捷，童伟锋 昆明贵金属研究所。稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室，云南昆明6 5 0 1 0 6 摘要采用硝酸浸出失效催化剂提取其中金属银，研究了失效催化剂粒度、硝酸用量、浸出温度、浸出时间和洗涤次数等因素对 银浸出率的影响。结果表明，失效催化剂粒度对银浸出率影响显著，增加洗涤次数有利于提高银的浸出率。通过实验，确定了合理 的工艺参数为硝酸用量为失效催化剂质量的7 0 ％、浸出温度6 5 ℃、浸出时间3h 、催化剂粒度为O 。} 2 5 二| 0 ．1 8 衄、搅拌洗涤3 次。 在此条件下，银的浸出率为9 9 ．5 2 ％，浸出渣含银O ．0 7 2 ％。综合实验结果表明，从失效催化剂到海绵银产品，银的直收率达到 9 9 ．2 7 ％。 关麓词失效催化剂；硝酸；浸出；银 中圈分类号T F l l l文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 枷9 ．2 0 1 3 ．0 2 ．0 2 0 文章缩号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 2 0 0 r 7 8 一0 3 E x p e 面舭n t a lS t u d yo n 量Ⅺm c t i l l gS n v e rb y I 翩c h i n gS p e n tC a t a l y s tw i t hN i t r i cA c i d F 心】【i I l g - 】【i 肌g ，D O N GH a i - g a n g ，W UY u e - d o n g ，F UG u 蛐g - q i a I l g ，U UY a n g ，Z H A OJ i a c h u n ，W UX i a o f e n g ， Z A NU n - h a n ，UB o - j i e ，’I ．o N GW 西一f e n g 豇册n 氓g 岱t 如z 如矿P ，优抽淞I I 恸d 三s ，＆毗 匆儿6 0 删。哕妒A 幽口n c e d 死c 矗n o 蛔洒矿c 0 唧n 如e 瑚沁矾以妇幻n 矿 咒翩j l ‰z s ，配姗酊n g6 5 0 1 0 6 ，y h 胁肌，蕊i M A b 瞳礴c t S p I e mc a t a l y s tw 弱l e 们h e db yn i t r i ca c i dt oe x 扛a c tm e t a m cs i l v e r 矗o mi t ．T h ee f f e c t so ft l l ep a n i c l es i z e o f s p e n tc 砒d y s t ，她d o s a g eo fl l i t r i ca c i d ，l e a c l l i n gt 锄p e r a t u r e ，k a c h i n gt i m ea l l dw 躺h i n gt i I n e so nt h el e a c h i n gr a t eo f s 曲e r 骶比i n v e s t i g a l 矧．％er e s u l t s8 h o w e dt l l a tt l l ep a n i c l es i z e0 fs p e n tc a t a l y s th 嬲g r e a te 骼c to nt h el e a c h i n gr a t eo f s i l v 盱w l l i c hw o I l l da l ∞b ei m p ∞v e db yi n c 陀艄i n gw 鹊l l i n gt i m e s ．B 鹬e do ne x p e r i m e n t s ，t e c h n o l o 舀c a lp 猢e t e l l sa r e 砖豳伽I a b I y 山l t e m 矗I 尉弱f o Ⅱo 髑t l l ed o s a g eo fl l i t r i c ∞i dw 躯7 0 ％o f t 1 1 eq t l a l i 锣o fs p e mc a t a l y s t ，出el e a c K I l gt e m p e r a n l r e w ∞s e ta t6 5 ℃，l e 舵h i I l gt i I l 蛇w 硇3h ，t l l ep a I t i c l es i z ew 鹊0 ．1 2 5 ～0 ．1 8m m ，t l l ew 鹊h i n gt i m e sw e r e3 ．U n d e rt h e s e c 伽小6 0 璐，t I 伧l e ∞h i I l gm t eo fs i h r e rw 鹊9 9 ．5 2 ％蛐dt l I ec o n t e n to fs i l v e ri nt l l el e a c h i n gr e s i d u e sw 鹊0 ．0 7 2 ％．7 1 1 l e c 锄1 p 曲e 璐i v ee x p e r i m e n ts h o w e dt l l a ts p e mc a t a l y s tc 跚b et r 锄s f e n ．e dt os p o n g e8 i l v e rp m d u c t sw i t l lt h i sp r o c e s s 访m d i r e c tr ∞o v e r yr a t eo fs i l v e r 阳∞h i n g9 9 ．2 7 ％． K e yw D r 凼s p e mc a t 8 l y s t ；n i t r i ca c i d ；l e a c h i n g ；s i l v e r 含银催化剂在化工行业应用广泛，催化剂使用到炼铁捕集法等。经比较，本文采用硝酸浸出法，主要控 一定时间后，便失去了催化活性，需要重新更换新催化制浸出过程中失效催化剂粒度、洗涤方式来完善硝酸 剂。这种催化剂含银较高，一般在1 0 ％～4 5 ％。随着 浸出失效催化剂工艺，以提高银的浸出率。 垡乏絮孥燃至麓耋裟慧誊鍪1 实验部分 催化剂，高效回收这部分银成为急需解决的课题，且对 1 ／、一卜V 。 贵金属产业可持续发展具有重要意义。 1 ．1 原料分析 目前，失效催化剂提银方法有湿法和火法H 。1 引， 失效催化剂来自某企业，呈管状 见图1 ，化学分 其中湿法有硝酸浸出法、硫代硫酸盐法和氨浸法，火法析银含量为1 3 ．0 8 ％，x 衍射结果见图2 。分析结果表 有纯碱．硼砂熔炼法、纯碱．硼砂一萤石熔炼法、等离子熔 明，失效催化剂主要成分铝以1 一A l O ，形式存在。 ①收稿日期2 0 1 2 - l O ．2 l 基金项目国家高技术研究发展8 6 3 计划项目 2 0 1 2 A A 0 6 3 2 0 3 作者简介范兴祥 1 9 7 4 一 ，男，云南建水人，博士，副研究员，研究方向为有色冶金新技术。 通讯作者董海刚 1 9 8 l 一 ，男，甘肃陇南市人，博士，助理研究员，研究方向为贵金属冶金新技术。 万方数据 第2 期 范兴祥等硝酸浸出失效催化剂提取银的实验研究 图1 含银催化剂照片 2 口／ 。 图2 含银催化剂的X R D 1 ．2 实验仪器 实验仪器恒温水浴锅、调速搅拌器、三孑L 烧瓶、真 空泵、过滤瓶、干燥箱。分析仪器x 射线衍射仪 型 号D M A x B ，扫描电子显微镜 型号S 3 4 0 0 N 。 1 ．3 实验原理及实验方法 实验原理硝酸浸出失效催化剂反应过程发生的 主要化学反应如下 A g 2 } 玳0 3 浓 一A g N 0 3 N 0 2T H 2 0 1 3 A g 4 删0 3 稀 _ 3 A g N 0 3 N OT 2 H 2 0 2 实验方法将制备好的失效催化剂与硝酸、水混 合，加热搅拌浸出，浸出结束后，采用搅拌洗涤，每次洗 涤时，加硝酸调节p H 值小于2 以防硝酸银水解，同时 测量浸出液体积并送样检测滤液含银量，并计算银浸 出率。 卵 。 尘∑1 0 0 ％ 3 。 ∞r 式中 7 。。为银浸出率，％；秽为浸出液体积，L ；c 为浸出 液银含量，g ／L ；∞，为总银量，g 。 2 实验结果及讨论 2 ．1 粒度对银浸出率的影响 条件试验前，先进行探索性实验，失效催化剂不破 碎，直接浸出，其实验条件如下硝酸用量为失效催化 剂质量的7 0 ％、浸出温度6 5 ℃、浸出时间3h 、液固比 3 1 ，浸出结束后，搅拌洗涤3 次，结果表明，银浸出率 低，仅为8 9 ．9 6 ％。原因是失效催化剂载体比表面积 大，空隙较多，浸出结束后，尽管洗涤多次，但银离子仍 残留在载体孔径里，需要反复按上述条件浸出2 次，才 能达到9 9 ．0 ％以上的银浸出率，因此有必要进行粒度 实验。 实验称取一定量失效催化剂，按实验要求加水，硝 酸用量为失效催化剂质量的7 0 ％、浸出温度6 5 ℃、浸 出时间3h 、液固比3 1 ，浸出结束后，搅拌洗涤3 次， 考察失效催化剂粒度对银浸出率的影响，结果见图3 。 由图3 看出，失效催化剂粒度对银浸出率的影响显著。 但失效催化剂粒度小于0 ．1 2 5m m ，粒度对银浸出率影 响不明显，且粒度过细，在搅拌洗涤后，过滤较困难，所 以确定粒度为0 ．1 2 5 ～0 ．1 8m m 。 琴 ＼ 静 丑 璐 g 粒度／唧 图3 粒度对银浸出率的影响 2 ．2 浸出温度对银浸出率的影响 固定失效催化剂粒度为0 ．1 2 5 ～0 ．1 8m m ，其它条 件不变，考察浸出温度对银浸出率的影响，结果见图 4 。由图4 可见，银浸出率随着浸出温度升高而升高， 但浸出温度过高，硝酸会分解，因此确定浸出温度为 6 5 ℃。 温度／℃ 图4 浸出温度对银浸出率的影响 2 ．3 浸出时间对银浸出率的影响 固定浸出温度为6 5 ℃，其它条件不变，考察浸出 时间对银浸出率的影响，结果见图5 。由图5 ’可以看 出，银浸出率随着浸出时间延长而提高。浸出时间超 过3h ，银浸出率不再提高，试验确定浸出时间为3h 。 万方数据 矿冶工程第3 3 卷 时间／h 图5 浸出时间对银浸出率的影响 2 ．4 洗涤次数对银浸出率的影响 其它实验条件不变，考察洗涤次数对银浸出率的 影响，结果见图6 。图6 表明，银浸出率随着洗涤次数 增加而提高，且洗涤次数对银浸出率影响显著，即仅用 滤纸过滤和真空泵抽干，不洗涤，银浸出率为8 6 ．1 9 ％； 搅拌洗涤1 次，银浸出率为9 2 ．3 6 ％，相对不洗涤，银 浸出率提高了6 ．1 7 个百分点，说明夹带严重；搅拌洗 涤2 次，银浸出率提高到9 6 ．9 5 ％；搅拌洗涤3 次，银 浸出率达到9 9 ．5 2 ％；搅拌洗涤4 次，银浸出率提高到 9 9 ．8 3 ％。综合考虑，确定合适的搅拌洗涤次数为3 次。过多洗涤，产生液体量太大，后续提银后废液的环 保处理成本高。 零 ＼ 静 丑 魈 咄 洗涤次数／次 图6 洗涤次数对银浸出率的影响 3 综合实验 经实验，确定硝酸浸出失效催化剂提银的合理参 数为硝酸用量为失效催化剂质量的7 0 ％、浸出温度 6 5 ℃、浸出时间3h 、粒度为0 ．1 2 5 ～0 ．1 8m m 、搅拌洗 涤3 次。在此条件下，银的浸出率为9 9 ．5 2 ％，银渣含 银0 ．0 7 2 ％。采用x 衍射对浸出渣进行表征 见图 7 ，结果表明，浸出渣中全部为三氧化铝，进一步说明 银已完全浸出。 采用氨水调节浸出液的酸度，加氯化钠沉银，经过 滤和热水洗涤，氯化银加一定量的水和还原剂混匀，在 一iL么i 一 一．I L 。 jJ L 1 02 03 04 0卯砷7 0踟9 0 2 目／ 。 图7浸出渣的X R D 搅拌条件下加热到5 0 ～6 0 ℃还原6 0m i n ，再过滤、洗 涤、烘干，获得含银9 9 ．9 3 ％的海绵银。综合实验结果 表明，从失效催化剂到海绵银产品，银的直收率达到 9 9 ．2 7 ％。 4 结论 1 浸出过程中，失效催化剂粒度对银的浸出率有 显著影响，增加搅拌洗涤次数有利于提高银的浸出率。 2 硝酸浸出失效催化剂提银的合理工艺参数为 硝酸用量为失效催化剂质量的7 0 ％、浸出温度6 5 ℃、浸 出时间3h 、粒度为O ．1 2 5 ～0 ．1 8m m 、搅拌洗涤3 次。在 此条件下，银的浸出率为9 9 ．5 2 ％，银渣含银0 ．O r 7 2 ％。 3 综合实验结果表明，从失效催化剂到海绵银产 品，银的直收率达到9 9 ．2 7 ％。 参考文献 [ 1 ] 刘学刚，李德俊．从废银／沸石催化剂中回收银[ J ] ．黄金，1 9 9 l ， 1 2 4 3 3 3 7 ． [ 2 ] 李富荣，郑远东．从废银催化剂中回收银的工艺试验[ J ] ．中国 资源综合利用，2 0 0 1 9 1 0 一1 1 ． [ 3 ] 王敏．从含银的废催化剂中回收白银[ J ] ．有色金属回收及利 用，2 0 0 6 1 0 2 5 2 6 ． [ 4 ]王敏．从含银的废催化剂中回收白银[ J ] ．再生资源研究，2 0 0 7 1 1 2 一1 3 ． [ 5 ] 郭平，赵兴华．从含银的废催化剂中回收白银[ J ] ．黄金，1 9 9 9 ， 2 0 7 3 5 3 7 ． [ 6 ] 黄又明．废银催化剂的回收工艺[ J ] ．现代化工，2 0 0 l ，2 1 4 3 6 3 8 ． [ 7 ] 薛福连．废银催化剂的再生及回收[ J ] ．上海有色金属，2 0 0 4 ，2 5 1 3 5 3 7 ． [ 8 ] 孙书静．废银催化剂的再生及回收利用[ J ] ．中国资源综合利 用，2 0 0 3 3 3 0 一3 1 ． [ 9 ] 孙锦宜．废银催化剂的再生及回收利用[ J ] ．化工时刊。1 9 9 4 4 1 4 1 6 ． [ 1 0 ] 张敏宏，蒋绍洋，史建公，等．废银催化剂中银的回收技术进展 [ J ] ．中外能源，1 5 1 9 0 一9 6 ． 万方数据