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在制备催化剂的过程中,常常需要加入有色金属乃至贵金属作为其主要活性成份,加氢催化剂中的镍基催化剂也是如此。一般废镍催化剂的镍含量可达6%~20%,远远高于贫矿中的镍含量。因而以废催化剂为代表的固体废弃物被称为“二次资源”。开展废催化剂中的金属回收工作,既可以有效地解决固体废弃物污染环境的社会问题,又可以使废催化剂变废为宝,大大降低催化剂生产成本。
本论文在本组前期工作的基础上,围绕本组开发的NiB/MgO非晶态合金催化剂、纳米Ni/Al2O3催化剂以及漆原镍催化剂的失活问题,提出具有成本优势、工业上确实可行的回收方法。回收NiB/MgO非晶态合金催化剂时,通过湿法冶金方法浸取镍、镁,用硫化法分离镍、镁,再经双氧水把镍的硫化物氧化成硫酸镍。经过多次实验,分别从酸量、反应温度、溶液pH值、Ni和S比例、镍离子浓度、Na2S溶液浓度以及双氧水用量等多方面优化反应条件,最终全过程镍元素回收率达到96.1%。环丁烯砜加氢反应在由回收的镍盐制成的催化剂作用下,转化率达到94.01%,基本符合要求。
回收纳米Ni/Al2O3催化剂时,在酸浸阶段引入超声波辅助反应,大大提高浸取率、缩短反应时间;在硫化沉镍阶段,通过设计L16(43×26)的正交试验,优化了反应温度、溶液pH值、Ni和S比例及晶种的反应条件。由回收的镍盐制成的催化剂经对氯硝基苯加氢反应验证,与试剂制成催化剂进行的反应没有明显差异。
对漆原镍催化剂催化剂回收方法进行了初步探索。废催化剂经酸溶后,加入纯碱调节溶液pH值,补加氯化镍原料后,重新制成漆原镍催化剂。在进行对硝基苯酚加氢验证反应后,转化率基本符合要求。
对上述三种催化剂回收过程进行了粗略的经济核算,发现均比骨架镍催化剂更具成本优势,再加上各自在催化活性和安全性上的优势,成为具有替代骨架镍催化剂潜力的新型工业加氢催化剂。