[发明专利]一种可回收废弃催化剂中钴的方法

说明书

技术领域

本发明属于资源回收综合利用领域，具体涉及一种可回收废弃催化剂中钴的方法。

背景技术

钴是一种钢铁、化学、特种材料等工农业生产中消耗量巨大的常用金属，但是随着需求量增加的同时，钴的可预计储量持续下降。与此同时，含钴废弃物的数量也在不断增长，因此对这些废弃物进行回收既能减轻钴金属储量下降的压力，也能降低废弃物所带来的巨大环境成本。化学沥取是一种常见的回收方法，常使用的螯合剂为乙二胺四乙酸（EDTA）及其钠盐类螯合剂，该螯合剂对金属离子的螯合能力强，就有很好的沥取效率。但是，该螯合剂在自然环境中很难被降解，因此长期、大量使用此类螯合剂带来二次有机污染。

N,N'-乙二胺二琥珀酸是一种在自然环境中可降解的螯合剂，目前已应用于沥取土壤中重金属离子。

发明内容

本发明提出一种回收废弃钴金属的方法，本发明的技术方案为使用粘合剂将废墨粉、废催化剂整合到一起造粒，然后进行干馏，得到干馏油，为废催化剂进行贵金属再生提供预处理。干馏过程中产生干馏油可以作为再生燃料使用，产生干馏气可以作为燃料直接作用在干馏炉中，产生干馏渣作为废催化剂再生贵金属的原料。利用环境友好的N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂，在釜式处理器中，通过化学沥取含钴废弃催化剂中的钴成分。

本发明通过以下技术手段实现，其具体步骤包括：

1.称取原料：按照废催化剂、废墨粉、粘合剂与水的质量比为（5~10）：（0.1~3）：（0.5~3）：（0.5~1.5）分别称取原料；

2.造粒：将废墨粉和废催化剂按步骤1的比例混合后，缓慢搅拌10~30分钟，然后加入粘合剂及水，继续混拌均匀后，将原料造粒，随后进行干馏；

3.干馏产物投入釜式处理器中，利用环境友好的N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂，通过萃取体系的pH值调变，通过化学沥取含钴废弃催化剂中的钴成分。

对于上文所述的技术方案中，水的加入需适量，其加水的方法是，水少量多次加入，直至用手攥握原料可以成型，但手上无原料粘结即可。

对于上文所述的技术方案中，所述的干馏条件为干馏温度400~500℃，时间2~3小时，更优的干馏条件为：450℃，时间2小时。

对于上文所述的技术方案中，所述的废墨粉为复印机废弃的，废墨粉的粒度为5~10微米，废墨粉有机物含量30~60%。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中所使用螯合剂为：按照7~10:1的质量比例，向釜式处理器中，加入环境友好、可生物降解的N,N'-乙二胺二琥珀酸。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中，废弃催化剂为制造合成燃料的费-托合成过程催化剂，含有10-20%质量分数的积炭成分，20-30%质量分数的钴、50-55%质量氧化铝，5-10%质量分数氧化镁或氧化铁。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中，操作条件特点为：以25-80°C，200-600转速/分钟的条件下进行钴的回收操作。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中，釜式处理器中N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂萃取钴的pH值条件为pH 7-8。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中，钴-N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合体系释放出钴离子的pH条件为pH 3-5之间。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中，釜式处理器内废弃催化剂与N,N'-乙二胺二琥珀酸的质量比例在100/1-2/1之间。

本发明所提供回收废弃钴金属催化剂的方法中，pH 3-5条件下释放钴-N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合体系钴离子的过程中，同时完成N,N'-乙二胺二琥珀酸螯合剂的回收和循环。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明予以进一步说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

1.称取原料：150kg废催化剂（积碳10%，钴25%，60%氧化铝，5%氧化镁）、19kg废墨粉、14kg粘土和15kg水。

2.造粒：将废墨粉和废催化剂按步骤1的比例混合后，缓慢搅拌20分钟，然后加入粘土及水，继续混拌均匀后，进造粒机造粒，粒料的直径在5~7cm之间。工作人员进入炉内将造好的原料放好，保证将炉底全部覆盖，以防止局部干烧造成炉体损坏，随后上盖密封进行干馏；开始加热升温，从室温升至450℃后保温2.5小时，停止加热，待温度从450℃降至室温出炉，严禁用水直接降温。

3.经过实验室检测干馏后原料含油率为3.46%，制得干馏后原料；