从硬化油废触媒中回收金属铜和硫酸镍

 

罗光明

（安徽化工学校，安庆，246005）

 

摘要  本文介绍处理氯碱工业生产排放固体废料-----硬化油废触媒，经酸溶、除铁、电解和解析工艺，制备铜和硫酸镍。 关键词  硬化油废触媒 除铁 电解电压

 

硬化油废触媒是以硅藻维载体的碳酸铜和碳酸镍混合物，工业上多词使用后渗入铁（Fe2+和Fe3+），而失去催化活性被报废。生产氯碱的氢化工序每年均有数百吨报废的废触媒，经测定干基废触媒中铜和镍的含量为5%，有充分利用的经济价值。 1 工艺过程

1.1 工艺流程          从硬化油废触媒中回收金属铜和硫酸镍工艺流程如图1所示。

 

废触媒

酸  溶

过  滤

酸  洗

10%硫酸

10%硫酸

除  铁

水  洗

硅藻土

3%过氧化氢 10%氢氧化钠

电  解

电解铜、工业镀镍电解液

解  析

硫酸镍晶体

10%氢氧化钠浓硫酸

图1 工艺流程图 1.2 酸溶   在废触媒中加入10%硫酸，使铜和镍转化为可溶性硫酸盐。过滤分离硅藻土，二次加入10%硫酸，经水洗和烘干可得到再生硅藻土。 1.3 除铁   硫酸盐溶液中含有铁（Fe 2+和Fe 3+），若不除去将干扰铜和硫酸镍的制备。加入少量的3%过氧化氢，使Fe 2+全部氧化生成Fe 3+。慢慢的加入10%氢氧化钠，并不断地测定以保持溶液的pH值为4.0 — 4.5，Fe 3+形成氢氧化铁沉淀。过滤除去氢氧化铁和不溶性机械杂质。 1.4 电解  除铁后的硫酸盐溶液，用纯铜板做阴极，石墨做阳极，控制电源电解电压为2.4V，电流密度为0.05—0.1A/cm2，不断地搅拌制备电解铜。 1.5 解析  电解后的硫酸镍溶液加10%氢氧化纳，保持溶液的pH值为8.0，Ni 2+形成氢氧化镍沉淀。沉淀过滤加浓硫酸溶解至比重为1.45—1.50左右冷却可得NiSO4·7H2O晶体。 2 结果与讨论

2.1  除铁后硫酸盐混合液中Fe 3+含量应小于0.015g/L,可用硫氰化钾溶液检查混合液中 Fe 3+[1],应无显色反应。若显色反应明显，必须再除铁。 2.2  氢氧化铁完全沉淀的pH值为3.2，氢氧化铜开始沉淀的pH值为4.67，氢氧化镍开始沉淀的pH为7.15[2]，所以在除铁工序保持溶液的pH值为4.0—4.5，生成氢氧化铁沉淀而铜和镍不干扰。 2.3  铜电极与镍电极的电极电位相差在0.2V以上[3] ，电解铜则镍不干扰。实验确定电源电解电压为2.4V，实验数据如表1.实验仪器和试剂为：DJS—52型控制电位电解仪、铂阳极、钽阴极。 分析纯试剂：0.05mol/L硫酸铜，0.04mol/L硫酸镍（标液）。

表1

电解液

                             标     液                硫酸盐混合液                       Cu 2+ / Cu      Ni 2+ / Ni      Cu 2+ / Cu      Ni 2+ / Ni  给定阴极电位      —0.35V       —0.54V       —0.35V       —0.54V 电流变化       1A—50mA     1A—50mA     1A—50mA     1A—50mA 电解电压显示       2.35V         2.74V          2.4V           2.7V

 

当阴极电位给定后，电流控制回路的输出信号指令DJS—52型控制电位电解仪内可控硅桥式整流导通角，自动控制电解电压以保持阴极电位。通过观察电解电位从1A—50mA，即开始电解到电解接近完全时电解仪表板上电解电压显示，可以确定实验电解电压值。 2.4  电解工序后高浓度硫酸镍溶液，不经解析，可直接做为工业镀镍电解液。 2.5  硬化油废触媒是生产过程中排放的废料，然而“某一过程的废物往往是另一过程的原料”。本文目的是“变废为宝”，使固体废物成为可开发的“再生”资源。 3 参考资料

1  大连工学院编. 无机化学. 北京：人民教育出版社，1978.127，424 2  天津大学编. 物理化学，下册. 北京：人民教育出版社，1979.199