[发明专利]回收镍元素和铝元素的装置和方法

说明书

本发明提供了一种回收镍元素和铝元素的装置和方法。该装置包括焙烧装置、浸出单元、水解单元和烘干装置；该焙烧装置设置有碱入口和待处理物料入口及焙烧产物出口；该浸出单元设置有焙烧产物入口、至少一个浸出剂入口、至少一个浸出液出口和含镍固相产物出口，该焙烧产物入口与焙烧产物出口通过焙烧产物输送管路连通；该水解单元设置有浸出液入口、第一加水口和第一氢氧化铝排出口，浸出液入口与浸出液出口通过浸出液输送管路连通；及该烘干装置用于使氢氧化铝脱水形成氧化铝。该装置设计紧凑，同时工艺流程简单，能缩短金属元素的回收周期，提高金属元素的分离率和回收率；该装置和方法的适应性强；可降低生产成本，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及催化剂中金属元素的回收领域，具体而言，涉及一种回收镍元素和铝元素的装置和方法。

背景技术

目前的石化、高新技术产业、军工及制药领域均需要使用催化剂来加速反应过程。随着使用时间的延长，催化剂的自身成分和结构发生了变化、催化剂表面不断吸附有机碳以及金属烧损、活性组分流失等原因，导致催化剂的催化活性下降或失效，以致无法继续使用，这样就产生大量废催化剂。如果对这些废催化剂不加处置，一方面企业需要建立危险废物库贮存催化剂，这会增加企业的生产成本；另一方面废催化剂中有价金属不能回收利用，造成资源浪费，且污染环境。因此将废催化剂作为二次资源加以回收利用，企业不仅可以获得经济效益，而且可以提高资源的利用率，避免催化剂带来的环境污染，实现可持续发展。

从废催化剂中回收金属的方法可归纳为以下几种：

(1)高温挥发法：通过对废催化剂进行加热，使其所含的金属元素以氧化物或氯化物形式挥发出来，经吸收后提取上述金属元素。此工艺流程较短，但存在环境污染严重、劳动环境差、金属回收不完全及得到产品纯度低等缺陷。

(2)溶解法：用强酸或强碱将废催化剂一次性全部溶入溶液中，然后采取离子交换、萃取法或置换法回收溶液中的金属元素。此工艺流程可综合回收各种金属，但存在工艺流程长，步骤繁琐，药剂种类多，对设备材料要求较高及生产成本高等缺陷。

(3)火法熔炼法：将废催化剂与熔剂充分混合后进行熔炼，使金属元素熔入合金相中再进行提取，载体造渣去除。此工艺流程简单，但对原料具有选择性，使用范围较窄，能耗高，生产成本较高。采用该工艺方法处理废催化剂回收金属时，均存在金属分离效果差，回收率低等不足，难以大范围推广应用的缺陷。

为了解决现有技术中存在的问题，需要提供一种对原料的适用性强、处理量大、金属回收收率高及成本低的处理工艺。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种回收镍元素和铝元素的装置和方法，以解决现有技术中从失活或不合格的催化剂中回收金属元素的方法存在金属元素分离效果差和回收率低的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种回收镍元素和铝元素的装置。该装置包括：焙烧装置、浸出单元、水解单元和烘干装置。焙烧装置设置有碱入口和待处理物料入口及焙烧产物出口；浸出单元设置有焙烧产物入口、至少一个浸出剂入口、至少一个浸出液出口和含镍固相产物出口，焙烧产物入口与焙烧产物出口通过焙烧产物输送管路连通；水解单元设置有浸出液入口、第一加水口和第一氢氧化铝排出口，浸出液入口与浸出液出口通过浸出液输送管路连通；烘干装置用于使氢氧化铝脱水形成氧化铝。

进一步地，焙烧装置选自回转窑、马弗炉或隧道窑中的一种。

进一步地，浸出单元包括：第一碱浸出装置、第二碱浸出装置和第一固液分离装置。第一碱浸出装置设置有焙烧产物入口、碱性浸出剂入口和第一浆料出口；第二碱浸出装置设置有第一浆料入口、入水口和第二浆料出口，第一浆料入口与第一浆料出口连通；第一固液分离装置设置有第二浆料入口、浸出液出口和含镍固相产物出口，第二浆料入口与第二浆料出口连通。

进一步地，浸出单元还包括加热装置，加热装置用于对第二碱浸出装置进行加热。