从钴钼废催化剂中回收钼的新工艺研究
环境保护
从废钴钼催化剂中回收钼的新工艺研究
李国斌,凌玉林
(湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭)
摘要：研究了一种从废催化剂中回收钼的新工艺，先用碳酸钠焙烧，再用热水浸出，并对催化剂的颗粒进行了分析。
温度、焙烧条件、浸出条件对浸出率的影响。实验结果表明，回收钼的最佳工艺条件为：废催化剂粒度≤122μm、焙烧条件≤122μm、浸出条件≤122μm。
煅烧温度为750℃，煅烧时间为2h，浸出温度为75℃，浸出时间为4h，液固质量比为6:1，在此条件下钼浸出率可达93%以上。
产品钼酸钠纯度在95%以上，该工艺具有能耗低、浸出率高的优点，具有潜在的应用前景。
关键词：废催化剂；钼；碳酸钠
中图分类号：TQ136.1
2 文献编号：A 文章编号：1006-4990(2006)01-0047-03
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随着合成氨工业的发展，钴钼系催化剂被广泛应用于
优异的抗硫性能和低温活性得到了广泛的应用。
活性成分为钴和钼，载体为氧化铝。
更换周期一般为3至5年，每年的报废量相当可观。
仅1997年，国内氮肥厂消耗的钴钼催化剂就达
6,000吨
[1,2]
由于含有钴、钼等珍贵稀有金属，以及大量的
铝，回收利用不仅可以充分利用宝贵的资源，而且可以保护
保护环境
[3]
国内从废催化剂中回收钼的方法基本是
采用与从辉钼矿中提取钼（氨浸）类似的方法，即
使用氨或碳酸铵来浸出废催化剂。
含量一般为5%～10%（质量分数），比辉钼矿低得多。
因此该方法存在单位生产效率低、钼浸出时间短的缺点。
存在的问题是所需氨水用量较大，浸出反应时间较长，浸出率不高。
采用酸浸-有机萃取法，钼浸出率可达90%以上。
但该工艺流程复杂，操作成本较高。
回收钼的关键是提高钼的浸出率。
钼催化剂回收过程中存在的问题及改进方法
研究了浸出率，并采用碳酸钠焙烧-水浸出法回收
将废催化剂中的钼收集起来，钼回收率在93%以上。
1 实验部分
111 原材料和试剂
实验中使用的废催化剂取自一家化工厂。
该化学品成分复杂，其主要金属元素的质量分数为：
钨（钼）=5.12%、钨（钴）=1.25%、钨（铝）=
30.32%、w(Fe)=0.31%、w(Ca)=5.47%、烧成
体重减轻：5.6%。
萃取试剂为化学纯，分析试剂为分析纯，实验
74
第 38 卷，第 1 期
2006 年 1 月
无机盐行业
所用的水是去离子水。
112 测试方法
称取一定量的废钴钼催化剂，除去固体
粉碎杂质后，加入碳酸钠（理论量的两倍）
充分混合后，高温烘烤一定时间。
将煅烧后的废催化剂搅拌并用热水浸出。
过滤、洗涤，此时钼酸钠进入液相，少量铝酸钠和
硅酸钠杂质也进入液相，滤渣中含有钴、铁等，可用酸溶解。
对滤液进行分析并计算钼的浸出率。
用硫酸中和，调节pH为6-7，过滤除去氢氧化铝沉淀；
将溶液加热并冷却以沉淀硫酸钠晶体，将其过滤并调节溶液的pH值。
至9，再加热冷却结晶，即可得到钼酸钠
[4-5]
。
1.3 分析方法
EDTA容量法测定钼含量，分光光度计测定
钼酸钠的纯度。
2 实验结果与讨论
2.1 废催化剂粒径的影响
废触媒的粒度对钼的浸出率有一定的影响。
粒度越细，焙烧过程中钼与碳酸钠粉末的反应越完全。
反应生成可溶性钼酸钠越完全，钼的浸出率越高。
当煅烧温度为750℃、煅烧时间为2h时,钼的浸出率
提取率随废催化剂粒径变化的实验结果如表1所示。
实验结果表明，当废催化剂粒径≤122μm时，
钼的浸出率可达93%以上；粒度≤122μm后，
钼的浸出率变化不大。
3.0～5.0 mm)，钼的浸出率仅为53%左右。
入选废催化剂粒径≤122μm。
表1 废催化剂粒径对钼浸出率的影响
粒度/μm 钼浸出率/% 粒度/μm 钼浸出率/%
未破碎 5316 ≤150 91. 8
≤710 61. 5 ≤122 93. 3
≤415 71. 0 ≤112 93. 7
≤291 77. 8 ≤100 94. 0
≤180 84. 5
2.2 焙烧温度对钼浸出率的影响
试验表明，影响焙烧过程中钼浸出率的最重要因素是
影响最大的因素是煅烧温度，其次是废催化剂的粒度和煅烧温度。
燃烧时间。废催化剂经预处理后粉碎至≤122μm。
焙烧时间为2h，其他浸出条件不变。
煅烧实验在400℃至900℃的温度下进行。煅烧温度对钼
浸出率的影响如图1所示。如图1所示，焙烧温度
对钼的浸出率有很大影响。随着温度的升高，废催化剂
化学品中的钼与碳酸钠发生反应，逐渐变成水溶性的钼酸。
钠和钼的浸出率相应增加。当温度继续升高到
在750℃时钼的浸出率变化不大。
温度为700～750℃。
图1 钼浸出率与焙烧温度关系
2.3 浸出温度对钼浸出率的影响
将粒径≤122μm的废催化剂在固定条件下煅烧。
随后用水进行浸出实验，浸出温度对钼的浸出率有显著影响。
实验结果如图2所示。从图2可以看出，随着浸泡
随着温度的升高，钼的浸出率逐渐升高。
在70～80℃时钼的平均浸出率达94%，且继续上升。
随着温度的升高，钼的浸出率略有增加。
温度约75℃。
图2 钼浸出率与浸出温度关系
2.4 浸出时间对钼浸出率的影响
对于液固相反应，浸出时间对浸出率有一定的影响。
煅烧温度为750℃，煅烧时间为2h。
粒度≤122μm条件下，浸出温度为75℃
浸出时间对钼浸出率的影响如图3所示。
由图3可知，随着浸出时间的增加，钼浸出率增加。
当浸出时间超过4 h时,随着时间的延长,钼浸出率降低。
降解相对较慢，所以4h比较合适。
图3 钼浸出率与浸出时间关系
8 4 无机盐工业 第38卷第1期
2.5 液固比的影响
浸出的液固比是指浸出液与溶解质量的质量比。
在固液相反应中，液固比对浸出率有显著的影响。
在一定条件下，液固比的增大有利于液固相浸没。
萃取反应提高了萃取率，但若液固比过大，单位体积
设备生产能力下降，能耗增加。
液固比对钼浸出率影响实验结果如表2所示。
由表2可知，随着液固比的增加，钼浸出率增加。
达到6:1之后，增加的幅度就不是很大了，所以液固比选择为6:1
差不多就比较合适了。
表2 液固比对钼浸出率的影响
液固比浸出率/% 液固比浸出率/%
1∶1 4817 6∶1 9315
2∶1 7616 8∶1 9411
4∶1 8614 10∶1 9414
3 结论
1）使用Na
一氧化碳
焙烧水浸出法回收
该钼收集工艺简单、可行，且钼浸出率高。
2）实验表明最佳工艺条件为：
≤120μm、煅烧温度750℃、煅烧时间2h、浸出温度
温度为75℃，浸出时间为4h，液固质量比为6:1。
在此条件下钼的浸出率可达93%以上，产品钼酸钠的纯度为
该工艺解决了钼浸出率低和
工艺复杂等问题，大大缩短了生产周期，降低了生产效率。
可提高效率，具有很好的开发利用价值。
参考：
[1] 刘进, 蔡永红, 任志忠. 碱熔法回收废催化剂中的钴、钼和铝
[ J ]. 化工与环保, 2004, 24 ( 2 ): 134 - 137
[2] 王夏燕. 从废催化剂中回收钴生产氧化钴的工艺研究[J]. 无机盐工程
工业，1998，30（5）：33-34
[3] 孙金义, 刘会清. 废催化剂回收利用[M]. 北京: 化学工业出版社
社会，2001. 5
[4]刘公昭,隋志勇. 来自失活的 Mo-Ni/Al
从催化剂中提取钼
研究[J]. 矿业工程, 2001, 21(4): 55-57
[5] 李建军, 李小云, 刘润菁. 一种从废钴钼低温转化催化剂中回收钴的方法
新技术[J].矿产综合利用，2001(1):41-43
收到日期：2005-08-28
作者简介：李国斌（1968-），男，湖南科技大学化工学院高级研究员
他是一名实验室技术员和硕士生。他在公共期刊上发表过 13 篇论文。