从废甲醇合成催化剂中回收铜锌的工艺研究

发布时间：2017-07-17 03:22

  本文关键词：从废甲醇合成催化剂中回收铜锌的工艺研究

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【摘要】：废弃催化剂是固体废物之一,其回收利用的目的是减少环境污染和节约资源。目前我国甲醇产能约7000万吨/年,一般甲醇合成催化剂对硫十分敏感,易中毒失活,每年约可产生废甲醇合成催化剂13.7～17.2万吨。因废甲醇催化剂中价值较高的铜锌金属含量较高,若将这些废催化剂中的铜锌化合物回收再生,不仅可以减少固废引起的环境污染,而且可以提高资源利用效率,实现可持续发展。本课题以宁夏宝丰能源集团甲醇合成工段合成塔中的废RK-05甲醇合成催化剂为研究对象,采用干湿结合的方法探索了回收提取废RK-05甲醇合成催化剂中的铜、锌氧化物的工艺,首先将废催化剂粉碎、研磨、煅烧；然后将煅烧后的催化剂用氯化铵溶液浸取,将滤液与滤渣分离,调节滤液pH值,使其中的锌氨络合离子水解得到氢氧化锌沉淀,经抽滤、干燥、煅烧后获得氧化锌；浸取后的滤渣则用盐酸溶液溶解,然后向溶液中投入锌粒,通过置换反应制得粗铜粉,经焙烧后获得氧化铜。回收过程中的氯化铵浸取液可循环使用。经优化实验方案,得到预处理最佳工艺条件：催化剂颗粒粒度为100目,煅烧温度为950℃,煅烧时间为60min。浸取最佳工艺条件：浸取温度为75℃,络合剂用量为理论用量的3倍左右,浸取剂浓度为4mol/L,浸取时间为10min。产物精制最佳工艺条件：浸取后滤渣与锌粒投料比为1：1,置换反应时间为3h；氧化铜煅烧温度为450℃,煅烧时间为4h；氧化锌煅烧温度为800℃,煅烧时间为60min。利用该回收工艺,氧化铜的回收率可达到93.6%,产品质量满足GB/T674-2003《化学试剂粉状氧化铜》中优级品的标准；氧化锌的回收率可达到90.3%,产品质量满足GB/T3185-92《氧化锌(间接法)》中一级品的标准。
【关键词】：氧化铜 氧化锌 回收利用 废甲醇催化剂
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X783
【目录】：

• 搞要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 催化剂在化工生产中的应用8-9
• 1.1.1 工业催化剂的应用现状8
• 1.1.2 甲醇催化剂的应用8-9
• 1.2 工业废催化剂的回收利用9-10
• 1.2.1 催化剂的失活原因9
• 1.2.2 失活催化剂回收利用的方法9-10
• 1.3 工业废催化剂回收利用的意义10-12
• 1.3.1 我国工业固体废物综合利用技术的发展10-11
• 1.3.2 国外回收利用工业废催化剂的状况11
• 1.3.3 国内回收利用工业废催化剂的状况11-12
• 1.3.4 工业废催化剂回收利用的意义12
• 1.4 课题研究内容12-13
• 1.5 课题研究意义13-14
• 第二章 实验方法14-23
• 2.1 废甲醇催化剂回收路线的确定14-17
• 2.1.1 甲醇催化剂的概况14-16
• 2.1.2 废甲醇催化剂回收工艺路线16-17
• 2.1.3 工艺流程17
• 2.2 氧化铜和氧化锌的回收方法17-19
• 2.2.1 废甲醇催化剂预处理17
• 2.2.2 废甲醇催化剂溶解17-18
• 2.2.3 废甲醇催化剂中铜、锌元素的分离18
• 2.2.4 氧化铜的制备18
• 2.2.5 氧化锌的制备18-19
• 2.3 废甲醇催化剂活性组分的测定方法19-20
• 2.3.1 废RK-05甲醇合成催化剂粉碎方法19
• 2.3.2 试样溶液的配置方法19
• 2.3.3 试样溶液的配置步骤19
• 2.3.4 氧化锌含量的测定方法(EDTA容量法)19-20
• 2.3.5 氧化铜含量的测定方法(碘量法)20
• 2.4 实验仪器及试剂20-22
• 2.4.1 实验仪器20-21
• 2.4.2 实验试剂21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 回收工艺条件的优化23-49
• 3.1 废RK-05甲醇合成催化剂预处理条件的优化23-31
• 3.1.1 废催化剂颗粒粒度的选择23-26
• 3.1.2 煅烧温度和时间的选择26-29
• 3.1.3 应用正交试验优化预处理条件29-31
• 3.2 浸取工艺条件的优化31-42
• 3.2.1 废催化剂浸取溶剂的选择31
• 3.2.2 废催化剂浸取温度的选择31-32
• 3.2.3 废催化剂浸取剂用量的选择32-33
• 3.2.4 废催化剂反应时间与浸取剂浓度的选择33-36
• 3.2.5 浸取动力学模型36-37
• 3.2.6 动力学参数的确定37-38
• 3.2.7 浸取过程控制步骤的判断38-39
• 3.2.8 固液浸取过程的相平衡39-40
• 3.2.9 浸取过程的物料衡算40-42
• 3.3 氧化铜制备工艺条件的优化42-46
• 3.3.1 滤渣与锌粒的最佳投料比的选择42
• 3.3.2 最佳反应时间的选择42-43
• 3.3.3 氧化铜最佳煅烧温度的选择43-44
• 3.3.4 氧化铜最佳煅烧时间的选择44
• 3.3.5 产品氧化铜的表征44-46
• 3.4 氧化锌制备工艺条件的优化46-48
• 3.4.1 氧化锌最佳煅烧温度的选择46-47
• 3.4.2 氧化锌最佳煅烧时间的选择47
• 3.4.3 产品氧化锌的表征47-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 产品质量检测49-52
• 4.1 氧化铜质量检测原理49-50
• 4.1.1 氧化铜质量检测原理49
• 4.1.2 氧化铜质量检测所需试剂49
• 4.1.3 氧化铜质量检测方法49
• 4.1.4 活性氧化铜质量检测结果49-50
• 4.2 氧化锌质量检测原理50-51
• 4.2.1 氧化锌质量检测原理50
• 4.2.2 氧化锌质量检测所需试剂50
• 4.2.3 氧化锌质量检测方法50-51
• 4.2.4 活性氧化锌质量检测结果51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 经济效益与社会效益分析52-54
• 5.1 经济效益分析52-53
• 5.2 社会效益分析53
• 5.3 本章小结53-54
• 第六章 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 个人简介61

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本文编号：551800