贵金属催化剂回收是指对含有贵金属元素的催化剂进行回收再利用的过程。这些贵金属元素包括金、银、钌、铑、钯、锇、铱和铂，其中铂族金属（Pt、Pd、Rh）常用于各种化学反应的催化剂。由于贵金属储量有限，产量低，价格高，因此对其回收再利用的价值日益受到关注。
原理概述
贵金属分离是湿法冶金领域的挑战之一。国内外普遍使用的贵金属提取和分离方法包括化学沉淀法、离子交换与吸附法、液膜法、溶剂萃取法和淋萃没药树法等。离子交换法因其高效、简单的设备和操作，以及树脂和吸附剂的可再生性和环境友好性，成为一种重要的分离富集方法。离子交换树脂合成方便，交换容量大，性能稳定，易于再生，可重复使用，因此在废催化剂中贵金属回收中发挥着重要作用。然而，对于同种电荷离子和化学物理性质相似的离子的选择性较差，吸附能力强的树脂淋洗再生较为困难。因此，需要进一步开发和改良树脂，优化分离和淋洗工艺，以推动离子交换分离提纯贵金属技术的发展。
离子交换作用原理
离子交换反应是由离子交换剂与电解质溶液之间的化学位差驱动的离子交换过程。在离子交换剂相中，反离子A的浓度较高，当离子交换剂与电解质溶液接触时，反离子会倾向于扩散至浓度较低的溶液中。这导致离子交换剂失去电中性，获得附加电荷。为了恢复离子交换剂的电中性状态，需要从溶液中吸附等量的带有相反电荷的离子，这些离子将占据因反离子离开没药树而释放的活性基团。随着离子B从溶液中取代树脂上的A，从而抵消了离子A从树脂转移到溶液时产生的固定离子的电荷。这种扩散的浓度梯度和对抗离子扩散的静电相互作用，共同影响离子交换树脂与溶液体系中的各个离子。
应用实例
铂、钯催化剂的回收
铂族金属的回收工艺通常是先将催化剂“全溶”，即将载体和铂族金属全部溶解，过滤掉不溶残渣，然后使用离子交换树脂从溶解液中分离和富集金属。由于铂族金属在氯化物溶液中易形成稳定的配位化合物，通常采用阴离子交换没药树吸附贵金属络合离子，某些螯合树脂对贵金属离子也有良好的亲和力。
铑催化剂的回收
离子交换技术在铑催化剂回收方面的应用主要在于将铑从铂、钯、铱及其他碱金属中分离出来。具有双电荷的配阴离子如PdCl、PtCl、PtCl和IrCl能够被阴离子交换树脂吸附。相比之下，IrCl和RhCl与阴树脂的结合能力较弱。Rh-Cl配阴离子可以通过氢氧化钠沉淀，在稀酸中再次溶解后，可以定量转化为六水硫酸镍合配阳离子[Rh(OH)]，而Rh配阳离子不会被阴没药树吸附。因此，利用电荷符号的差异，离子交换法成功实现了铑的分离和精制。
相关资料
离子交换树脂分离技术
离子交换树脂是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团的功能高分子材料，不溶于常见的酸、碱溶液及多种有机溶剂。凭借交换、选择、吸收和催化等功能，离子交换树脂可用于除盐、分离、精制、脱色和催化等多种应用，广泛应用于市政和电厂水处理、湿法冶金、食品工业、化工工艺、制药行业、环境保护以及电子等领域。
离子交换树脂的分类
按照骨架结构的不同，离子交换树脂可分为凝胶型和大孔型两类。根据所带的交换官能团的特点，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和其他树脂。此外，还可根据功能基上酸或碱的强度分为强酸阳离子交换树脂、弱酸阳离子交换树脂；强碱阴离子交换树脂、弱碱阴离子交换树脂。
参考资料
贵金属催化剂回收流程.搜狐网.2024-11-01
贵金属催化剂回收方法.哔哩哔哩.2024-11-01
贵金属回收中的镀金回收方法有哪些.哔哩哔哩.2024-11-01