冯启明（1962～2016），男，中南大学资源加工与生物工程学院，博士生，湖南省长沙市岳麓山。冯启明（1962～2016），男，中南大学资源加工与生物工程学院，副院长，教授，博士生导师，湖南省长沙市岳麓山。废旧铝基催化剂的综合利用综合回收现状及发展前景简述贵金属、镍钴、钒钼铝基催化剂的特点和应用，介绍废旧铝基催化剂综合利用的研究现状和最新研究进展。研究表明，可采用湿法浸出和火法冶金富集方法从催化剂中回收贵金属； 对于含钒钼废铝基催化剂，采用新工艺，镍、钴的回收率大于95%，钒、钼的回收率均为92%，铝的回收率可达90%；采用煅烧碱浸出和高压酸浸出的方法可以从钒钼铝基催化剂中提取钒和钼。并指出了废铝基催化剂综合回收的研究方向。关键词废铝基催化剂，贵金属综合利用tAl-(y)，..，%.es90%...tayst，,ion铝基催化剂是指以氧化铝为载体，将镍、钴、钒、钼等贵金属或金属活性成分或其氧化物固定在氧化铝上的催化剂。
全球每年产生废催化剂约5070万吨，制造这些催化剂要消耗大量的贵金属、有色金属或其氧化物，催化剂中有用金属的含量不低于矿石中相应金属的含量，甚至远高于矿石中金属的含量。目前，随着世界矿产资源的不断开采，富矿日益枯竭，贫矿加工成本越来越高，日益严重的环境问题也受到各国的重视。因此，世界各国都十分重视二次资源的综合利用，以缓解国内资源短缺，改善环境状况。许多国家甚至明确立法，确认废催化剂属于环境污染物，必须处理后才能排放。如日本由于各种金属资源匮乏，早在20世纪50年代就重视废催化剂的回收利用，1970年制定法律，将废催化剂确立为环境污染物。 1996年美国国内废催化剂营业额达5亿美元。由于废催化剂的潜在价值巨大，因此已建立了几家专门从事废催化剂回收利用的公司。贵金属铝基催化剂的回收利用工艺。贵金属有金、银、铂、钯、铑、锇、铱、钌等。除金、银很少用作催化剂外，其余六种元素应用十分广泛。铂族金属在加氢、氧化、脱氢、氢解、氨合成、甲醇合成、烃合成、乙酸合成、加氢甲醛、羰基化、正向羟基化等反应中都有广泛的应用。贵金属作催化剂时，用得最多的是铂、钯、银。异构化和催化重整常以铂为活性组分，钯常用于加氢，钯用于汽车尾气处理，银催化剂用于氧化反应和甲醛生产。
近年来，由于贵金属催化剂在汽车尾气净化方面的日益普及，铂族金属在催化剂中的使用量逐年增加。催化剂中毒失效后，很大一部分无法再生，因此全球每年产生大量的废贵金属催化剂，如何妥善处理和充分利用这些二次资源显得日益重要和迫切。催化剂中贵金属的回收按其工艺路线可分为湿法浸出、火法富集等。湿法浸出法钟殿义研究了从两类废催化剂中提取贵金属。一类是用于乙烯生产的Al基体中含0.3%Pd的催化剂；另一类是用于石油精制的含0.3%Pt3%Re的催化剂。 将两种废催化剂进行焙烧除碳、硫，经磨碎、盐酸浸出、铁置换等处理，从含钯废催化剂中得到金属钯粉。为了从含铂、铼的废催化剂中回收铂和铼，首先用盐酸或王水浸出，用铁粉从浸出液中置换回收金属铂粉，然后在铂回收后的溶液中加入硫化钠，使铼以硫化物形式沉淀出来。研究发现，6NHCl可成功用作两类废催化剂的浸出剂。黄有明对聚酯工业中的废银催化剂进行了研究，回收工艺主要包括酸溶、分离沉淀、还原、洗涤过滤、干燥及废气处理等，银回收率在96%以上。 有人将废银触媒在450℃氧层中暴露460℃，用25%HNO浸出，然后加入10%KOH溶液，控制pH使之沉淀，将生成的沉淀在400℃下加热分解4小时，生成99.999%纯度的银。
、硼氢化钠和氢气对三元汽车催化剂进行预处理，用HCl并加入氟离子，定期或连续加入作为浸出液，结果表明催化剂中铑的回收率达90%。参考文献[10]采用高温焙烧、盐酸加含氯氧化剂浸出、锌粉置换、盐酸加含氯氧化剂溶解、固体氯化铵沉淀铂、煅烧可得到纯度99.9%、回收率97.80%的纯铂，该工艺已在工业上应用。日本专利报道将废催化剂中的铂族金属还原，在带有网篮的分离槽中与盐酸和氧化剂反复接触溶解，将生成的溶液和在分离槽底部倒锥体中碰撞生成的微小颗粒收集起来，将小颗粒中的铂族金属溶解出来。 参考文献[11,12]对废铂催化剂的回收进行了研究，将废铂网经过溶解、净化、还原，再混合、拉制成网，回收率可达99%以上。火法冶金富集法用火法从铂族金属高度分散的固体物质中回收铂族金属的方法，是将固体物质与熔剂熔炼，然后将熔融的贵金属渣与熔融金属接触，使贵金属溶解并富集在其中，载体物质与熔剂形成易分离的渣层，达到分离的目的。捕获金属的选择一般考虑它们与铂族金属的互溶性、熔点、渣中夹杂金属的损失以及捕获金属的化学性质，通常为Pb、Cu、Fe和Ni[13]。 文献[14]采用火法冶金法从废汽车催化剂中回收铂族金属:首先将废催化剂与铜或氧化铜与熔剂、还原剂熔融,形成铜与捕获贵金属的合金层和氧化渣层;然后分离出铜合金,将分离出的铜合金经过氧化、吹炼,除去生成的氧化铜。
如此反复多次，最后得到富含铂族金属的铜合金，富集后的合金含Pt33%、Pd12%、Rh2%，铂族金属回收率大于99%。铅在高炉或电弧炉中都能捕获铂族金属，常用CO在炉内造成还原性气氛，铅在由化合物还原为金属铅的过程中，捕获了铂族金属。在高温下将催化剂载体与熔剂渣分离，得到捕获了铂族金属的粗铅，用吹灰法除去大部分铅，使铂族金属进一步富集。高炉冶炼中铂族金属的损失比电弧炉大。镍锍是很好的铂族金属捕集剂，将废催化剂连同其他物料一起放入镍锍炉中冶炼，这在一些冶炼厂已得到采用。 [15]钴镍铝基催化剂回收工艺钴主要用于加氢脱硫、羰基合成等，工业上主要用于制作合金、永磁材料等；镍广泛应用于各种化学反应，尤其是作为加氢催化剂，工业上主要用于精炼非钒[16]对钒钼提取后的含镍废弃物进行了研究，由于废弃物经煅烧后载体转化，采用酸溶法提取镍，对该工艺进行了技术经济分析，但该工艺只回收了镍，未能将载体循环利用。王霞[17]研究了氮肥厂废钴钼催化剂中钴的提取，采用硫酸、硝酸混合浸出，碳化生产碳酸钴，碳酸钴煅烧生产氧化钴的工艺，该工艺已应用于300条工业生产线。 李建军 [18] 采用氢氧化钠作为浸出剂，研究了从废钴催化剂中回收钴，钴浸出率可达 93%，目前该工艺已进行工业中试，并建立了工业生产线。
周昌祥[19]对NiAl的综合利用进行了研究，回收其主要成分，分别生产结晶硫酸镍和氢氧化铝，镍回收率可达90%。崔岩[20]等对钴钼废催化剂的综合利用进行了研究，建立了从废催化剂中回收钴、钼、铝、钾四种元素的工艺路线。采用氢氧化钾浸渍、焙烧回收钼，再用酸浸回收钴，钼、钴、铝和钾的回收率分别达到90.10%、96.00%、92.50%和90.00%。参考文献[21]研究了由镍铝失活催化剂生产硫酸镍。 倪来[22]在反应温度80 ℃、搅拌速度500 min、反应时间10、Nif 5(摩尔比)以及加入少量助剂HNO的条件下，研究了废催化剂中镍和钒的浸出行为。实验以pH/氧化还原电位评价镍和钒的浸出效果，结果表明：当pH大于6.5时，钒难以浸出，钒的浸出率随还原电位的降低而增大，尤其当还原电位从300mV降至330mV时，钒的浸出率增大。曼西[23]对水蒸气重整NiO/Al催化剂中镍的提取进行了研究，确定了由废催化剂制备硫酸镍的最佳工艺条件，整个工艺的镍回收率可达90.00%。 [24]用气体和空气的混合气体在600℃以下处理废催化剂，气相选择性冷凝可分别得到铝和钒的氯化物或氯氧化物，氯化残渣水浸可得到镍和钴的氯化物。由于氯化处理法所需实验设备复杂，目前这方面的研究工作尚未充分开展，但由于其工艺简单，仍具有很大的发展潜力。