相亚波，赵栋云，王建忠，郁丰善，何志鸿，李永敏

（江西省汉氏贵金属有限公司，江西 万年 335500）

从废铂钒催化剂中分步提炼五氧化二钒和海绵铂

相亚波，赵栋云，王建忠，郁丰善，何志鸿，李永敏

（江西省汉氏贵金属有限公司，江西 万年 335500）

对失效铂炭催化剂中钒和铂的分离提纯进行研究，通过先分离提取钒来简化精炼铂金属的操作流程，优化回收工艺，且分离后对钒和铂进行分别回收，制得高纯度的五氧化二钒和海绵铂。

铂炭催化剂；钠化焙烧；五氧化二钒；海绵铂

Pt/C催化剂广泛应用于石油化工、环境治理、制药、香料、染料及其他精细化工领域，在制备这些催化剂时，往往会加些助剂来加以修饰，如Fe、Sn、Bi、S、V、Cu、K等，用来提高催化剂的选择性和使用寿命，而Pt-V/C载体催化剂应用于卤代硝基物还原和还原烷基化反应。

铂钒催化剂现已十分成熟地运用到制药、石油等工业生产，因此，每年也同样产生大量失效的铂钒催化剂。传统的回收工艺采用氯化铵精炼法提取铂时，由于钒在不同的pH环境下以NH4VO3、十钒酸氨、六聚钒酸铵等不同形态的沉淀存在，对铂的精炼造成很大的干扰。同时，钒也是一种重要的战略金属，应积极加以回收利用，变废为宝，化害为益，从而创造可观的经济效益和社会效益。而对于铂族金属来说，价值高，必须进行循环回收利用。

本研究证明通过优先分离出催化剂中的钒金属后，就可以有效地通过传统的工艺提炼铂金属，简化整个回收工艺，提高铂金属的回收率和纯度，并且可以同时回收钒金属，提高经济效益。

1 实验

1.1 原料

废Pt-V/C催化剂、主体是活性炭、水分、有机物、铂含量为1.13%、钒含量为1.62%。

1.2 工艺流程图

从废铂钒催化剂中回收五氧化二钒和海绵铂的工业流程详见图1。

2 结果与讨论

2.1 焚烧

含铂族金属炭载体废催化剂大多采用焚烧法，除去大部分活性炭、水和有机物，富集铂族金属，通常炭载体点然后可以自燃，烧灰产率在30%左右，为了其充分炭化，还需要将其放入到马弗炉内，升温至700℃焚烧6～8 h，这时烧灰产率在7%左右。在燃烧过程中尾气被吸收处理，达标排放。在焚烧过程中，钒反应生成V2O5，反应式为：

焚烧渣主要含有金属铂、五氧化二钒、低价态钒氧化物和贱金属氧化物、二氧化硅等杂质。废Pt-V/C催化剂135 kg焚烧后灰渣为9.23 kg，其中铂含量为16.45%，钒含量为23.4%，富集近15倍。

图1 废铂钒催化剂中回收五氧化二钒和海绵

2.2 钠化焙烧

将上述焚烧好的灰渣经破碎、研磨，过筛网后，与碳酸钠混合均匀，并在800℃下进行钠化焙烧，使其中未被氧化的低价态钒被转化为5价态的可溶性偏钒酸钠。

2.3 水溶浸出

焚烧过程中无强氧化剂添加，焚烧后，铂会以单质形式存在，因此将上述的焚烧料用水浸洗，使可溶的偏钒酸钠进入到溶液中，过滤洗涤，得到粗偏钒酸钠溶液，滤渣为铂精矿，在此条件下可以将钒与铂基本分离。

2.4 沉钒

调节上述粗偏钒酸钠溶液pH值至8～9，加入四倍理论当量的氯化铵溶液作沉淀剂，用硫酸溶液调PH值到2～2.5，控制温度在30℃以下，析出偏钒酸铵沉淀，反应为：

酸化液静置后过滤，用5%的氯化铵溶液洗涤滤饼2～3次，烘干，得纯偏钒酸铵产品。

2.5 煅烧、漂洗、烘干

将烘干后的偏钒酸铵置于马弗炉中缓慢升温至300℃，保持1 h再升至500～550℃，注意不能超过650℃，否则五氧化二钒熔融结块。保温2 h后降至450℃，保持1 h冷却出炉，即得组成准确、恒定的五氧化二钒产品。煅烧反应为：

将V2O5加入水中，过滤、漂洗、烘干，及得合格的五氧化二钒产品7 032.4 g，钒的收率为90%。

2.6 王水溶解、沉铂

用王水溶解含还有少量钒、钒的氧化物和铁、镁及其他贱金属氧化物，用王水溶解二次此滤渣，铂的溶解率为99.8%以上，过滤，二次滤液合并，浓缩，赶硝，后再加入双氧水加温将部分被还原成二价态铂氧化成四价态铂，用氯化铵沉淀铂得到六氯铂酸铵，煅烧得到粗海绵铂。

2.7 铂精炼

采用传统方法精炼粗铂：粗铂用王水溶解，浓缩、赶硝、水解、酸化、氯化铵沉铂、煅烧得到纯度大于99.95%的海绵铂1 520.92 g，收率为99.7%。

3 结论

（1）钒是一种重要的战略金属，可以得到很好的回收利用，具有极大的价值。

（2）先分离出钒，可以简化铂的精炼回收工艺，得到高纯度的海绵铂，铂的回收率达到99.7%以上。

1 刘 文,贺小塘,王 欢，等.从失效Pt-V/C催化剂中回收铂的新工艺[J].贵金属，2014，35（2）：27-30.

2 胡克军.钒在当前的发展和应用[J].四川冶金，2000，（4）：50-58.

3 王 雄.五氧化二钒提取和氮化的工艺研究[D].长沙：中南大学，2009.

4 付自碧，高官金，等.一种钠化焙烧钒渣的方法：中国，CN102851507[P].2013-01-02.

5 杨明平，王远望.利用失效钒电解液回收钒制备偏钒酸铵工艺[J].化工进展，2016，35（9）：2982-2896.

6 刘时杰.铂族金属冶金学[M].长沙：中南大学出版社，2013.

Recovery Vanadium Pentoxide and Platinum from Spent Pt/V Catalyst

Xiang Yabo, Zhao Dongyun, Wang Jianzhong, Yu Fengshan, He Zhihong, Li Yongmin
(Jiangxi Han's Precious Metals Co., Ltd., Wannian 335500, China)

Study on the technology of separation and purification process of vanadium and platinum from spent Pt-V/C catalyst. Simplifying the operation process of refined platinum metal by separating and extracting vanadium firstly, optimum recovery process. After separation, vanadium and platinum were recovered respectively, high purity Vanadium Pentoxide and Platinum sponge be prepared.

Pt-V/C catalyst; sodiumzation-roasting; Vanadium Pentoxide; platinum sponge

TF841.3

A

1008-9500(2017)05-0125-02

2017-03-10

本文系江西省科技型中小企业创新基金项目（项目编号：201040）的阶段性研究成果。

相亚波（1976-），男，江苏苏州人，工程师，研究方向：贵金属催化剂的研发及回收利用。