废催化剂回收利用的另一个主要阶段是从溶有一种或多种金属的溶液中将它们析出来,常用处理方法有结晶、金属沉淀、离子沉淀、离子交换、溶剂萃取等。
结晶
可利用不同组分溶解度的差别通过结晶的先后而从同一种溶液分离出两种金属组分。在分离化学性质近似的金属化合物可通过反复结晶达到目的。
金属置换沉淀
用一种金属将溶液中的另一种金属沉淀出来的过程叫金属置换沉淀。从热力学上讲,任何金属均可被更负电性的金属从溶液中置换出来。
置换反应可视作原电池作用。在有过量的置换金属存在时反应(4-1)将进行到两种金属的电化学可逆电位相等为止。下表为某些金属在酸性水溶液中的标准电极电位值。从上表可以知道氧的标准电极电位为1.23V,氧可将许多金属氧化成离子。因此氧在金属置换时,会消耗金属置换剂。在金属置换体系中,在加入金属置换剂之前,必须用真空除气法将溶液中所溶解的氧排除干净。负电性大的金属,Zn、Sn、Mn、Cr等,这类金属不宜采用金属置换法析出。金属置换剂的选择既要根据其在电位序中的位置来选择,也要考虑其经济价值;还要特别注意工艺过程的特点,以不会污染溶液的置换剂为好。
难溶化合物形式沉淀金属
从溶液中以氢氧化物形式沉淀金属时,首先将沉淀这样一种金属的氢氧化物,这种金属水解的pH值较低,所形成的这种金属的沉淀物在获得这种金属的介质中比较稳定。同一种金属水解的pH值是不固定的。它取决于金属的浓度;水解的pH值随着金属浓度(活度)的降低而升高。下表列出了生成氢氧化物的pH值、溶度积Kp、溶解度以及吉布斯能G的变化。(
废催化剂的预处理
预处理的目的在于除去废催化剂吸附的水分、有机物、硫等其他有害杂质和改变废催化剂的内在结构和外型,使之利于后工序的要求。例如,载体η-Al2O3经焙烧后就变成γ- Al2O3而不溶于酸。贵金属由于具有特殊的原子结构,在催化反应中具有优良的活性、特殊的选择性和其它各种催化功能,被称为催化之王或工业维他命。
贵金属作为催化剂使用时,使用最多的是铂、钯、银,其他均较少地用作催化剂。贵金属催化剂因其稀少故价格昂贵,一般使用后均进行回收。影响回收经济效益的主要因素是提高回收率的问题。贵金属废催化剂回收技术的难点是提高低品位贵金属的回收利用技术水平。