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摘要:废旧催化剂的回收利用工作,不仅能够有效减轻工业污染问题,让其中的有害部分无害化或者减量化。甚至还可以获得一些贵金属,增加经济利益收入。下文从催化剂的效用和主要金属情况作为切入点,浅要分析了废旧催化剂回收利用的重要性,并浅要分析了现阶段国内外的废旧催化剂回收利用现状,阐述了现阶段常用的废旧催化剂会回收利用方法。
关键字:废旧催化剂;工业;回收利用;现状
废旧催化剂是化工厂、炼油厂和药厂等工业废物固体的重要部分,随着工业的持续发展,废旧催化剂的回收和利用不仅可以实现良好的环保作用,还可以实现一种资源的可持续发展。自我国加入世贸组织之后,化工企业的“三废”排放逐渐成为了其生存的基础。故而,废旧催化剂的回收和利用现状是当下亟需探寻的一个课题。
一、催化剂的效用和主要金属情况
(一)催化剂的效用
在化工企业当中,催化剂是一种常用的化学原料,是促进化学反应速率保证化学反应热力学平衡的最佳物质。而且,催化剂在化工企业的某些生产中往往不会被迅速消耗掉。可以说,现代化工企业中催化剂几乎参与了90%的工业化学催化过程,具有了不可取代的重要工业效用。例如汽车的尾气净化、工业炼油等方面催化剂的效用价值是相当明显的。
(二)催化剂的主要金属情况
通常来说,废旧催化剂是否可以进行回收和利用主要就是取决于其自身含有的金属情况。而根据多年来的研究发现,贵金属、钼和钛、钴和镍都是通常考虑进行的。首先,贵金属一般涉及到了钯、铂、金、银、铱、锇以及钌等八种。这八种金属元素除了锇和金用于催化的效用不是相当明显以外,其余六种元素都被广泛应用于催化剂中。尤其是铂更是广泛应用于氧化、脱氢以及加氢方面的合成。其次,钼往往用于甲醇制造、乙烯聚合催化剂、加氢裂化等方面。工业上主要用于进行合金钢的炼制;钒则广泛用于己二酸、硫酸等方面的制造。最后,关于钴,主要用于永磁材料和合金的制造,广泛应用于各种加氢催化剂的化学反应。
二、废旧催化剂回收利用的重要作用
化工企业使用催化剂的时间越长,催化剂也会逐渐失去活性或者活性降低。伴随着全世界工业发展进程的不断推进,化工企业中的废旧催化剂数量将不断增加。废旧催化剂凭借着其自身特有的金属情况,回收和利用的重要作用也就逐渐凸显了出来。具体来说,废旧催化剂回收利用的有着以下几点重要作用:
(1)废旧催化剂可以通过回收利用实现二次资源加工,在提高资源利用率和增加经济效益的双重好处下,还可以实现一种可持续的发展。
(2)针对废旧催化剂中含有的金属情况进行回收和利用,可以解决我国人均金属资源量少的情况。而且从中提取的金属效益高、成本低、品位高。
(3)催化反应中需添加的三氧化坤、三氧化铬、五氧化二坤等毒物是长期存在于废旧催化剂中的。这些毒物也是工业“三废”的主要来源。进行废旧催化剂的回收和利用可以起到良好的毒物减轻或者毒物无害的效果,不仅解决了环境污染和清洁工业发展的问题,产生的社会效益也是相当重大的。
三、废旧催化剂的回收利用现状
(一)国外的回收利用情况
相较于我国,欧美等发达国家对于催化剂回收和利用的工作开展要早很多
年。尤其是日本,弹丸之国由于十分缺乏催化剂制造的相关原料,早在上世纪中就开始进行了催化剂的回收和利用。一开始,日本主要针对废旧催化剂中的贵金属进行回收;1955年着手进行有色金属的回收;到了上世纪70年代,日本逐渐颁布了废旧催化剂的相关法律法规并成立相关协会,针对汽车尾气中催化剂含有的一系列金属进行回收,回收金属大致24种。
而美国从工业革命开始到如今,关于催化剂的使用和回收不仅有明确的规章制度,针对废旧催化剂的掩埋和倾倒等都有相应的惩罚措施。美国甚至有了关于废旧催化剂回收的大规模企业。
德国与日本和美国相比,进行废旧催化剂利用和回收就较晚一些。上世纪70年代初开始利用捕集网进行铂的回收。上世纪80年代末则针对催化剂的回收和利用研制了完备的回收设置,在铂的回收上回收率高达98%(±2%)。而同为欧洲的英国则是在上世纪90年代初开始进行废旧催化剂的回收、利用和处理探索的。
(二)国内的回收利用情况
相较于日本、美国等,我国的废旧催化剂回收和利用工作起步晚,而且呈现
出了一种发展滞后的状况。1971年,我国抚顺才第一次在废旧催化剂中回收到了铼、铂等贵金属。而文革期间各项研究工作又受到了破坏。总体而言,我国是21世纪初才进行废旧催化剂的利用和回收工作。
现阶段,我国在废旧催化的回收和利用工作上已经逐步走上了正轨。而且也研究出了一条适合我国国情的方针政策。但是我国与其他国家相比,在回收率方面依然不是太高。而且由于我国的资金投入少,技术、工艺和设备仍然落后。所以,我国的废旧催化剂回收利用之路还很漫长。
(三)现阶段废旧催化剂回收利用的常见办法
根据国内外对于废旧催化剂的回收和利用方法来看,现阶段最为常用的方法归纳起来主要有四种,具体内容如下所述:
(1)干法,将还原剂、废旧催化剂以及助溶剂在加热炉中一同加热,将金属组成成分融融还原成为合金或者金属。
(2)湿法,通过酸或者碱以及其他溶剂将废旧催化剂中的成分溶解,将其中不溶于水的物资去除进行干燥得到成品。
(3)干湿结合法,通常是将干法和湿法进行结合,针对的主要是两种以上成分的废旧催化剂。
(4)不分离法,直接将废旧催化剂进行回收,并不进行组成成分的分离。主要为了防止废旧催化剂的二次污染。
四、结语
废旧催化剂的回收和利用还有一段漫长的路要走。本文通过分析废旧催化剂的回收和利用现状,希望能够为其提供一些浅薄意见。但是想要真正实现高效率的废旧催化剂回收利用,还需要从实际出发,分析实际进行过程中的利用回收问题并积极进行处理。
参考文献:
[1]董航.浅谈对工业催化剂的设计[J].中国石油和化工标准与质量,2012(06).
[2]郝树仁,徐兴忠,程玉春.典型工业催化剂制备技术中的定性设计[J].工业催化,2003(10).
[3]张文朴.含钼工业催化剂的研究进展[J].中国钼业,1999(06).
[4]张文朴.含钨工业催化剂研究的某些新进展[J].中国钨业,2004(02).
[5]朱岩.废催化剂回收利用现状综述[J].常州工程职业技术学院学报,2010(04).
作者简介:
刘勇(1994.09)、男、汉族、西北民族大学化工学院2012级化学工程与工艺(3)班。
关键字:废旧催化剂;工业;回收利用;现状
废旧催化剂是化工厂、炼油厂和药厂等工业废物固体的重要部分,随着工业的持续发展,废旧催化剂的回收和利用不仅可以实现良好的环保作用,还可以实现一种资源的可持续发展。自我国加入世贸组织之后,化工企业的“三废”排放逐渐成为了其生存的基础。故而,废旧催化剂的回收和利用现状是当下亟需探寻的一个课题。
一、催化剂的效用和主要金属情况
(一)催化剂的效用
在化工企业当中,催化剂是一种常用的化学原料,是促进化学反应速率保证化学反应热力学平衡的最佳物质。而且,催化剂在化工企业的某些生产中往往不会被迅速消耗掉。可以说,现代化工企业中催化剂几乎参与了90%的工业化学催化过程,具有了不可取代的重要工业效用。例如汽车的尾气净化、工业炼油等方面催化剂的效用价值是相当明显的。
(二)催化剂的主要金属情况
通常来说,废旧催化剂是否可以进行回收和利用主要就是取决于其自身含有的金属情况。而根据多年来的研究发现,贵金属、钼和钛、钴和镍都是通常考虑进行的。首先,贵金属一般涉及到了钯、铂、金、银、铱、锇以及钌等八种。这八种金属元素除了锇和金用于催化的效用不是相当明显以外,其余六种元素都被广泛应用于催化剂中。尤其是铂更是广泛应用于氧化、脱氢以及加氢方面的合成。其次,钼往往用于甲醇制造、乙烯聚合催化剂、加氢裂化等方面。工业上主要用于进行合金钢的炼制;钒则广泛用于己二酸、硫酸等方面的制造。最后,关于钴,主要用于永磁材料和合金的制造,广泛应用于各种加氢催化剂的化学反应。
二、废旧催化剂回收利用的重要作用
化工企业使用催化剂的时间越长,催化剂也会逐渐失去活性或者活性降低。伴随着全世界工业发展进程的不断推进,化工企业中的废旧催化剂数量将不断增加。废旧催化剂凭借着其自身特有的金属情况,回收和利用的重要作用也就逐渐凸显了出来。具体来说,废旧催化剂回收利用的有着以下几点重要作用:
(1)废旧催化剂可以通过回收利用实现二次资源加工,在提高资源利用率和增加经济效益的双重好处下,还可以实现一种可持续的发展。
(2)针对废旧催化剂中含有的金属情况进行回收和利用,可以解决我国人均金属资源量少的情况。而且从中提取的金属效益高、成本低、品位高。
(3)催化反应中需添加的三氧化坤、三氧化铬、五氧化二坤等毒物是长期存在于废旧催化剂中的。这些毒物也是工业“三废”的主要来源。进行废旧催化剂的回收和利用可以起到良好的毒物减轻或者毒物无害的效果,不仅解决了环境污染和清洁工业发展的问题,产生的社会效益也是相当重大的。
三、废旧催化剂的回收利用现状
(一)国外的回收利用情况
相较于我国,欧美等发达国家对于催化剂回收和利用的工作开展要早很多
年。尤其是日本,弹丸之国由于十分缺乏催化剂制造的相关原料,早在上世纪中就开始进行了催化剂的回收和利用。一开始,日本主要针对废旧催化剂中的贵金属进行回收;1955年着手进行有色金属的回收;到了上世纪70年代,日本逐渐颁布了废旧催化剂的相关法律法规并成立相关协会,针对汽车尾气中催化剂含有的一系列金属进行回收,回收金属大致24种。
而美国从工业革命开始到如今,关于催化剂的使用和回收不仅有明确的规章制度,针对废旧催化剂的掩埋和倾倒等都有相应的惩罚措施。美国甚至有了关于废旧催化剂回收的大规模企业。
德国与日本和美国相比,进行废旧催化剂利用和回收就较晚一些。上世纪70年代初开始利用捕集网进行铂的回收。上世纪80年代末则针对催化剂的回收和利用研制了完备的回收设置,在铂的回收上回收率高达98%(±2%)。而同为欧洲的英国则是在上世纪90年代初开始进行废旧催化剂的回收、利用和处理探索的。
(二)国内的回收利用情况
相较于日本、美国等,我国的废旧催化剂回收和利用工作起步晚,而且呈现
出了一种发展滞后的状况。1971年,我国抚顺才第一次在废旧催化剂中回收到了铼、铂等贵金属。而文革期间各项研究工作又受到了破坏。总体而言,我国是21世纪初才进行废旧催化剂的利用和回收工作。
现阶段,我国在废旧催化的回收和利用工作上已经逐步走上了正轨。而且也研究出了一条适合我国国情的方针政策。但是我国与其他国家相比,在回收率方面依然不是太高。而且由于我国的资金投入少,技术、工艺和设备仍然落后。所以,我国的废旧催化剂回收利用之路还很漫长。
(三)现阶段废旧催化剂回收利用的常见办法
根据国内外对于废旧催化剂的回收和利用方法来看,现阶段最为常用的方法归纳起来主要有四种,具体内容如下所述:
(1)干法,将还原剂、废旧催化剂以及助溶剂在加热炉中一同加热,将金属组成成分融融还原成为合金或者金属。
(2)湿法,通过酸或者碱以及其他溶剂将废旧催化剂中的成分溶解,将其中不溶于水的物资去除进行干燥得到成品。
(3)干湿结合法,通常是将干法和湿法进行结合,针对的主要是两种以上成分的废旧催化剂。
(4)不分离法,直接将废旧催化剂进行回收,并不进行组成成分的分离。主要为了防止废旧催化剂的二次污染。
四、结语
废旧催化剂的回收和利用还有一段漫长的路要走。本文通过分析废旧催化剂的回收和利用现状,希望能够为其提供一些浅薄意见。但是想要真正实现高效率的废旧催化剂回收利用,还需要从实际出发,分析实际进行过程中的利用回收问题并积极进行处理。
参考文献:
[1]董航.浅谈对工业催化剂的设计[J].中国石油和化工标准与质量,2012(06).
[2]郝树仁,徐兴忠,程玉春.典型工业催化剂制备技术中的定性设计[J].工业催化,2003(10).
[3]张文朴.含钼工业催化剂的研究进展[J].中国钼业,1999(06).
[4]张文朴.含钨工业催化剂研究的某些新进展[J].中国钨业,2004(02).
[5]朱岩.废催化剂回收利用现状综述[J].常州工程职业技术学院学报,2010(04).
作者简介:
刘勇(1994.09)、男、汉族、西北民族大学化工学院2012级化学工程与工艺(3)班。