从废催化剂中回收锌和镍的研究

从废催化剂中回收锌和镍的研究

【摘要】废催化剂中含有大量的有价金属，如果直接填埋，会造成资源浪费和环境污染，因此从废催化剂中回收有价金属不仅能获得巨大的经济效益，而且具有重要的社会效益和环境效益。本文概述了含锌或含镍废催化剂处理工艺的现状，简单介绍了锌、镍的分离方法，对锌、镍的浸出、萃取、反萃及有机相皂化进行了理论分析。采用常压酸浸-加压酸浸-萃取-反萃的方法从原料中提取锌、镍。以硫酸为浸出剂，在常压条件下浸出废催化剂中的大部分锌和镍，浸出渣采用加压浸出，进一步提高锌、镍的浸出率。常压浸出中性浸出液以P204为萃取剂，260#煤油为稀释剂，通过萃取、反萃将锌和镍分离富集。首先采用正交试验研究各因素对锌和镍浸出率的影响，优先顺序为：终点pH-温度-液固比-搅拌速度-时间。常压浸出锌和镍的最佳工艺条件为：终点pH=2.00、温度70℃、时间50min、搅拌速度、液固比5。在此最佳条件下锌和镍的浸出率分别为98.63%和65.46%。浸出渣中锌含量为2.12%，镍含量为12.52%。加压浸出渣中锌含量为3.05%，镍含量为12.48%。最佳工艺条件为：终点pH=0.98、温度150℃、时间60min、压力0.7MPa、液固比5、搅拌速度为100r/min，在此条件下锌、镍的浸出率分别为99.54%和99.15%，浸出渣中含锌0.05%，含镍0.38%。

采用含锌18.19 g/L、镍6.67 g/L的中性浸出液对锌进行萃取，得到萃取锌的最佳工艺条件为：30%P204+70%煤油，O/A=1，平衡pH=2.76，时间10 min，温度20 ℃，在此最佳条件下锌的萃取率为99.34%。取负载锌的有机相进行反萃研究，得到反萃锌的最佳条件为：硫酸浓度5 mol/L，O/A=6，时间10 min，温度20 ℃。在此最佳条件下，锌的反萃率为99.79%，反萃液中含锌109.02 g/L，反萃液中Ca2+、Fe3+、Mg2+、Ni2+的含量分别为0.81 g/L、9.39 mg/L、0.29/L、0.16 g/L。利用锌提取后的萃余液提取镍，得到镍提取的最佳工艺条件为：30%P204+70%煤油，时间10 min，O/A=1，平衡pH=6.1，温度20℃。在此最佳条件下，镍的提取率为99.16%。对载镍有机相进行反萃镍研究，得到最佳反萃镍条件为：反萃平衡pH=1.7、相比O/A=25、时间10min、温度20℃，此最佳条件下镍的反萃率为99.58%。在上述最佳工艺条件下对废催化剂进行常压硫酸浸出-中性浸出渣加压浸出-萃取-反萃闭环试验，含锌镍废催化剂提取锌和镍过程中锌和镍的总回收率分别为99.58%和98.82%，浸出渣中锌和镍的含量分别为0.02%和0.32%，渣率为18.34%。锌、镍反萃液中锌、镍含量分别为122.01g/L、90.00g/L。