一种炭黑中有价值金属的回收方法与流程

1.本发明涉及金属回收领域，具体涉及一种炭黑中有价值金属的回收方法。


背景技术：

2.随着原油的劣质化日益加剧，重油高效洁净转化和优化利用是保证能源安全和国民经济与社会可持续发展的重大问题，重油残渣利用是其中的关键问题之一。重油残渣气化制氢由于经济效益好、原料灵活、产品清洁等特点越来越受到各大炼厂的重视。重油气化过程中会副产大量炭黑，目前炭黑主要作为固废焚烧处理，炭黑中大量有价值的金属镍、钒、钼无法回收利用。若能将炭黑中的金属镍、钒、钼回收，不仅可以降低炭黑焚烧对环境的污染，还可以将有价值的金属得到回收，实现资源的二次利用。
3.目前炼厂金属回收应用较多的是从加氢负载型废催化剂中回收钼、钒、钴、铂、钨等金属的一种或两种，负载型催化剂的主要成分是载体，载体由惰性二氧化硅、氧化铝、粘土、或它们的某些混合物等材料构成，活性组分镍、钼、钨等金属附着在载体上。
4.中国专利cn 101435027b公开一种从含钼废催化剂中回收高纯钼的方法，该方法将含钼废催化剂粉碎后与碱性物质和氧化镁充分混合，然后经高温焙烧处理，之后将钼浸取到溶液中，从溶液中提纯并回收钼；中国专利cn 1453379a公开的是从三氧化二铝载体的废触媒中湿法提取钒和/或钼的工艺，先将废触媒高温脱除油份，后加碱高温氧化钠化焙烧，焙烧后的熟料经水浸获得钒酸钠和钼酸钠，澄清后的溶液加铵盐沉钒得到偏钒酸铵，在经萃取得到钼酸铵；中国专利cn 111321296a公开一种从废石油催化剂中回收钒和镍的方法，采用焙烧工艺，脱除废催化剂中含的碳、硫有机物，然后将残渣物破碎后经过真空加热挥发，分别得到高钒和高镍中间产物，再通过弱酸溶解法进行溶解，通过调节ph值除去铝等杂质元素，最终获得纯度较高的钒和镍金属，实现钒和镍的选择性高效回收。
5.上述方法只能回收一种或两种金属，回收品种单一，且焙烧过程温度较高，造成大量金属损失。不同于负载型催化剂，炭黑中水含量高，脱水能耗大，干燥后的主要成分为极易燃烧的炭，焙烧时温度难以控制，且炭黑粒径较小，在焙烧过程中极易飞散，造成大量金属损失，由于这些因素的存在，炭黑尚未见公开报道的有效回收方法。


技术实现要素：

6.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种炭黑中有价值金属的回收方法，既能解决目前炭黑中大量金属回收难度大、成本高的难题，又能解决现有技术金属回收品种单一、金属回收率低的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
8.一种炭黑中有价值金属的回收方法，包括如下步骤：
9.步骤一：将炭黑先经压滤脱水，在通过加热的方式进一步干燥，将炭黑含水量脱除到15％以下；
10.步骤二：将炭黑在高温下焙烧(或钠法焙烧)，去除炭黑中易燃的炭、硫等组分，得
到富含金属镍、钒、钼的灰分；焙烧温度为500～800℃，焙烧时间2～6h，焙烧过程控制风量，采用旋风分离器和布袋回收烟气中夹带的灰分；
11.步骤三：若步骤二空白焙烧，将所得的灰分用碱液浸取；若步骤二采用钠焙烧，则用水浸出。浸出后经过滤、洗涤得到钼钒溶液和含镍残渣；
12.步骤四：将含镍残渣加酸洗涤，将镍溶解浸出，浸取温度70～100℃，浸取时间1.5～5.5h；在通过添加氢氧化钠或氢氧化钾调节值ph到8～12，将镍以氢氧化镍的形式沉淀，沉淀温度30～70℃，沉淀时间1～5h；
13.步骤五：在步骤三得到的钼钒溶液中加铵盐，使钒以钒酸铵的形式沉淀，沉淀温度60～90℃，时间0.5～3.5h，钼保留在溶液中，偏钒酸铵可经进一步处理得到片钒或钒粉；
14.步骤六：将含钼溶液逐渐加盐酸、硫酸、碳酸、磷酸、硝酸中的一种或多种调节ph值至1～3h，在强烈搅拌下使钼以多钼酸铵的形式沉淀，沉淀温度30～70℃，沉淀时间0.5～2h。
15.本发明的有益效果在于：可解决目前炭黑中金属无法回收或回收成本过高的问题，避免炭黑直接焚烧对环境造成的污染，变废为宝；可以回收镍、钒、钼三种金属，解决现有技术回收品种单一、回收率低的难题，金属总回收率在92％以上。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的一种炭黑中有价值金属的回收方法的流程示意图。
具体实施方式
18.为了更好的说明本发明的目的、方案及优点，以下对本发明的实施例做详细说明，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明的保护范围。
19.实施例1
20.如图1所示，一种炭黑中有价值金属的回收方法，包括如下步骤：
21.1)将含水炭黑经过压滤、加热脱水到水含量为5％；
22.2)将炭黑在600℃下焙烧4h，去除炭黑中易燃的炭、硫等杂，得到富含金属镍、钒、钼的灰分；
23.3)加氢氧化钠溶液搅拌浸取，浸取温度80℃，浸取时间3h，洗涤、过滤后得到含钼、钒溶液和含镍残渣；
24.4)将含镍残渣加硫酸将镍溶解浸出，浸取温度85℃，浸取时间2.5h；浸取后过滤，在滤液中添加氢氧化钠调节溶ph到9.0，将镍以氢氧化镍的形式沉淀，沉淀温度50℃，沉淀时间2h；
25.5)在步骤三得到的钼、钒溶液中加氯化铵，使钒以钒酸铵的形式沉淀，沉淀温度75℃，沉淀时间1h，经洗涤得到偏钒酸铵，钼保留在溶液中；
26.6)将含钼溶液逐渐加酸调节ph值至2.0，在强烈搅拌下使钼以多钼酸铵的形式沉淀，沉淀温度50℃，沉淀时间1h；
27.经计算分析，镍回收率95.1％，钒回收率93.3％，钼回收率93.6％。
28.实施例2
29.如图1所示，一种炭黑中有价值金属的回收方法，包括如下步骤：
30.1)将含水炭黑经过压滤、加热脱水到水分含量1.5％；
31.2)将脱水后炭黑与碳酸钠按照1:1混合均匀，在550℃下焙烧4h，去除炭黑中易燃的炭、硫等杂，得到富含金属镍、钒、钼的灰分；
32.3)加水搅拌浸取，浸取温度85℃，浸取时间3h，洗涤、过滤后得到含钼、钒溶液和含镍残渣；
33.4)将含镍残渣加硫酸将镍溶解浸出，浸取温度80℃，浸取时间3h；浸取后过滤，在滤液中添加氢氧化钠调节溶ph到10.0，将镍以氢氧化镍的形式沉淀，沉淀温度50℃，沉淀时间2.5h；
34.5)在步骤三得到的钼、钒溶液中加氯化铵，使钒以钒酸铵的形式沉淀，沉淀温度75℃，沉淀时间1h，经洗涤得到偏钒酸铵，钼保留在溶液中；
35.6)将含钼溶液逐渐加酸调节ph值至2.0，在强烈搅拌下使钼以多钼酸铵的形式沉淀，沉淀温度50℃，沉淀时间1h；
36.经计算分析，镍回收率94.7％，钒回收率94.2％，钼回收率94.1％。
37.实施例3
38.如图1所示，一种炭黑中有价值金属的回收方法，包括如下步骤：
39.1)将含水炭黑经过压滤、加热脱水到水分含量2.0％；
40.2)将脱水后炭黑与碳酸钠按照1:0.5混合均匀，在700℃下焙烧3h，去除炭黑中易燃的炭、硫等杂，得到富含金属镍、钒、钼的灰分；
41.3)加水搅拌浸取，浸取温度85℃，浸取时间3h，洗涤、过滤后得到含钼、钒溶液和含镍残渣；
42.4)将含镍残渣加硫酸将镍溶解浸出，浸取温度80℃，浸取时间3h；浸取后过滤，在滤液中添加氢氧化钠调节溶ph到10.0，将镍以氢氧化镍的形式沉淀，沉淀温度50℃，沉淀时间2.5h；
43.5)在步骤三得到的钼、钒溶液中加硫酸铵，使钒以钒酸铵的形式沉淀，沉淀温度75℃，沉淀时间1h，经洗涤得到偏钒酸铵，钼保留在溶液中；
44.6)将含钼溶液逐渐加酸调节ph值至1.0，在强烈搅拌下使钼以多钼酸铵的形式沉淀，沉淀温度50℃，沉淀时间1h；
45.经计算分析，镍回收率94.6％，钒回收率93.8％，钼回收率93.4％。
46.本发明还可以有其他多种实施例，但在本发明的精神和实质情况下，所做出的的任何改变和变形，均应包含在本发明的保护范围之内。