[发明专利]一种乙烯基三氯硅烷废催化剂的回收利用方法

说明书

本发明属于铂族金属再生领域，具体公开了一种乙烯基三氯硅烷废催化剂的回收利用方法。该方法包括如下步骤：水解废催化剂中硅烷类有机物获得硅酸和油水混合物，利用密度差分离油水混合物中盐酸和氯苯，硅酸经干燥脱水后与废汽车尾气催化剂或废石化催化剂配料，采用铁捕集协同回收铂族金属。本发明实现了乙烯基三氯硅烷废催化剂全组分回收，具有工艺流程短、生产成本低、铂回收率高和绿色清洁等优点，适合于工业化生产。

技术领域

本发明属于再生铂族金属领域，特别涉及协同回收乙烯基三氯硅烷生产过程中产生的废催化剂的方法。

背景技术

乙烯基三氯硅烷是合成乙烯基系有机硅偶联剂重要原料，主要以Karstedt催化剂，通过乙炔与三氯氢硅加成反应合成得到，其中Karstedt催化剂是一种有机铂化合物，反应原理如下：

C₂H₂+HSiCl₃→CH₂CHSiCl₃

生产过程中不可避免地有大量的副反应发生，如乙烯基三氯硅烷与三氯硅烷进一步反应将生成双加成产物即1,2-二(三氯硅基)乙烷，以及反应生产高沸点的六氯二硅烷。反应结束后，产物经蒸馏分别分离出乙烯基三氯基硅烷、氯苯、1,2-二(三氯硅基)乙烷，剩余的高沸点残余物主要为六氯二硅烷、少量氯苯、乙烯基三氯硅烷和含铂废催化剂，其中铂含量约20-100g/t。但这类物质成分复杂、毒性大，属于危险废物；同时因含少量铂，具有较高的经济价值。

然而，目前对该类废催化剂的研究较少，主要利用高沸点残留物中有机硅制备单硅烷、硅油、有机硅防水剂、有机硅树脂等。如中国发明专利(申请号：201510951805.9)公开了一种利用乙烯基高沸物制备硅油的方法，通过加入三甲基氯硅烷避免乙烯基高沸物在水解时发生交联，同时在反应体系中加入催化剂四丁基氯化铵使反应物充分接触，该方法虽能获得硅油产品，但转化率低，同时铂不能有效回收，经济价值差。

因此，本发明基于六氯二硅烷、乙烯基三氯硅烷水解生成盐酸和硅酸的原理，提出了有机物水解、硅酸干燥、铂族金属二次资源协同熔炼的方法，不仅实现了有机物的无害化处置与资源化利用，同时也回收了铂，为乙烯基三氯硅烷废催化剂提供了新思路和新方法。

发明内容

针对乙烯基三氯硅烷生产过程产生的含铂有机硅烷类废钌成分复杂，传统用于制备单硅烷、硅油、有机硅防水剂等方法硅烷有机物转化率低、铂无法回收等现状，本发明提出了一种基于水解、协同熔炼回收铂的新方法，实现废催化剂的全组分综合利用。

本发明采用如下技术方案：

一种乙烯基三氯硅烷废催化剂的回收利用方法，所述方法具体步骤如下:

(1)缓慢加水将废催化剂中硅烷类有机物水解为盐酸和硅酸，利用密度差分离油水混合物中盐酸和氯苯；

(2)硅酸经干燥脱水后得到含铂二氧化硅；

(3)通过添加捕集剂、还原剂、造渣剂，协同熔炼含铂二氧化硅和含铂族金属二次资源，将铂族金属富集在合金相中。

本发明的原理为：

废催化剂中主要含六氯二硅烷和少量氯苯、乙烯基三氯硅烷，其中六氯二硅烷和乙烯基三氯硅烷水解原理如下：

Si₂Cl₆+(4+n)H₂O→6HCl+2SiO₂·nH₂O+H₂↑

2CH₂＝CHSiCl₃+(4+n)H₂O→6HCl+2SiO₂·nH₂O+2C₂H₄