CN117701900B - 废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于废旧催化剂回收利用领域，具体涉及废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，包括粉碎装置、筛分装置和浸出装置；筛分装置包括外筒、内筒和电机；内筒可转动地设置在外筒内，内筒一端固定连接电机的输出端，内筒为筛分筒，内筒与外筒之间形成环形腔，环形腔连通粉碎装置的输出端，内筒的下料端连通浸出装置，浸出装置用于将钯溶解到浸出剂中；相比现有技术，本发明将粉碎装置、筛分装置和浸出装置形成一个整体结构，省去了物料转移的过程，简化了工艺流程，提高了生产效率；本发明具有结构简单、操作方便、环保高效等优点，可广泛应用于贵金属提取领域；本发明设计了两次粉碎筛分的过程，可以提高对废旧催化剂的利用率。

Description

废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备及方法

技术领域

本发明属于废旧催化剂回收利用领域，具体涉及废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备及方法。

背景技术

在废旧催化剂中提取分离贵金属钯是一项重要的环保和资源回收工作。钯是一种稀有而昂贵的金属，广泛应用于汽车催化剂、石油化工和制药等领域。然而，当催化剂达到使用寿命后，钯会被废弃，如果能够有效地提取回收，将为可持续发展和环境保护做出重大贡献。

废旧催化剂中的钯主要存在于催化剂的活性组分中，这些组分通常被固定在一种叫做“载体”的物质上。在提取钯的过程中，首先需要对废旧催化剂进行预处理，以分离出活性组分。这一步通常包括破碎、磨细和化学溶解等过程。现有技术中，针对粉碎、筛分和浸出溶解的工艺，需要利用三台不同设备，设备间需要物料的转移，在自动化生产中通常通过传送带来实现，这增加了成本，并且降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备及方法，以解决现有技术中存在的问题，为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，包括粉碎装置、筛分装置和浸出装置；

所述筛分装置包括外筒、内筒和电机；所述内筒可转动地设置在所述外筒内，所述内筒一端固定连接所述电机的输出端，所述内筒为筛分筒，所述内筒与所述外筒之间形成环形腔，所述环形腔连通所述粉碎装置的输出端，所述内筒的下料端连通所述浸出装置，所述浸出装置用于将钯溶解到浸出剂中；

所述外筒和所述内筒均倾斜设置，所述浸出装置位于所述内筒高度较低的一端；

所述内筒上套设有多个挡环，所述挡环的内圈固定连接所述内筒外壁面，所述挡环的外圈可转动地连接所述外筒内壁面，所述挡环的内圈上设置有缺口部，所述缺口部与所述内筒的外壁面之间形成用于物料通过的通孔；

所述外筒的内壁面上固定连接有弧形挡块，相邻两个挡环之间均设置有所述弧形挡块。

进一步的，所述挡环外圈与所述外筒内壁面之间设置有多个连接部件，多个所述连接部件围绕所述挡环的周向分布；

所述连接部件包括设置在所述挡环的外圈的环形槽，所述外筒上螺纹连接多个定位螺栓，所述定位螺栓穿过所述外筒并抵接滚珠，所述定位螺栓端部设置有与所述滚珠适配的凹槽，所述滚珠可转动地位于所述环形槽内。

进一步的，所述外筒的下端可拆卸地连接下挡板，所述内筒可转动地穿过所述下挡板，所述下挡板与最下方的所述挡环之间设置有第一下料管，所述第一下料管固定连接所述外筒并连通所述环形腔。

进一步的，所述内筒的下料端设置有第二筛分机构；

所述第二筛分机构包括固定管、筛网和连接管，所述固定管固定连接所述内筒的下料端，所述固定管远离所述内筒的一端固定连接所述筛网，所述固定管可转动地设置在所述连接管内，所述连接管连通所述浸出装置。

进一步的，所述连接管的下表面固定连接第二下料管，所述固定管的壁面上设置有第一漏孔，所述连接管的壁面上设置有第二漏孔，所述第二漏孔连通所述第二下料管，所述第二漏孔位于所述第一漏孔的外侧圆周面上，当第一、第二漏孔重合分布时，被所述筛网挡住的物料从第一、第二漏孔进入到所述第二下料管。

进一步的，所述粉碎装置包括外壳，所述外壳内可转动地设置两个粉碎辊轴，两个所述粉碎辊轴分别连接驱动装置，并且二者相对转动，所述外壳顶部设置进料斗，所述外壳底部设置有下料口，所述下料口连通暂存管，所述暂存管固定连接所述外筒，并连通所述环形腔。

废旧催化剂中提取分离贵金属钯的方法，包括以下步骤：

步骤一，利用粉碎装置粉碎催化剂；

步骤二，粉碎后的催化剂颗粒进入到筛分装置，筛选出符合粒径要求的颗粒；不符合粒径要求的颗粒重新回到粉碎装置进行粉碎；

步骤三，催化剂颗粒进入到浸出装置中，并加入酸性溶液，将钯溶解到溶液中；

步骤四，在含钯溶液中加入有机萃取剂，将钯转移到有机溶液中；

步骤五，加入沉淀剂到含钯有机溶液中，实现钯的沉淀；

步骤六，分离含钯沉淀物，对其进行干燥、焙烧，得到金属钯。

本发明具有以下有益效果：相比现有技术，本发明将粉碎装置、筛分装置和浸出装置形成一个整体结构，省去了物料转移的过程，简化了工艺流程，提高了生产效率；本发明具有结构简单、操作方便、环保高效等优点，可广泛应用于贵金属提取领域；本发明设计了两次粉碎筛分的过程，可以提高对废旧催化剂的利用率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A处放大示意图；

图3为挡环连接关系的示意图；

图4为图1中B处放大示意图；

图5为连接管和固定管配合关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-图5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1，废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，包括粉碎装置、筛分装置和浸出装置；

所述筛分装置包括外筒4、内筒5和电机6；所述内筒5可转动地设置在所述外筒4内，所述内筒5一端固定连接所述电机6的输出端，所述内筒5为筛分筒，所述内筒5与所述外筒4之间形成环形腔，所述环形腔连通所述粉碎装置的输出端，所述内筒5的下料端连通所述浸出装置，所述浸出装置用于将钯溶解到浸出剂中。

所述外筒4和所述内筒5均倾斜设置，所述浸出装置位于所述内筒5高度较低的一端。

具体地，外筒4底部、粉碎装置底部、电机6分别通过支架支撑在地面上。外筒4和内筒5同轴设置。粉碎后的含钯颗粒进入到环形腔中，随着内筒5的旋转，符合粒径要求的含钯颗粒进入到内筒5内部，并输出到浸出装置中进行浸出提取。相比现有技术，本发明将粉碎装置、筛分装置和浸出装置形成一个整体结构，省去了物料转移的过程，简化了工艺流程，提高了生产效率。本发明具有结构简单、操作方便、环保高效等优点，可广泛应用于贵金属提取领域。废旧催化剂为现有技术，例如废弃汽车催化剂。

如图1、图3，所述内筒5和所述外筒4均倾斜设置，所述内筒5上套设有多个挡环7，所述挡环7的内圈固定连接所述内筒5外壁面，所述挡环7的外圈可转动地连接所述外筒4内壁面，所述挡环7的内圈上设置有缺口部701，所述缺口部701与所述内筒5的外壁面之间形成用于物料通过的通孔。

环形腔以及内筒5内的物料在自重作用下朝下运动。挡环7的大小与环形腔适配。通孔的形状如图3，可以为弧形的腰型孔结构，多个缺口部701围绕内筒5的周向均匀分布。

如图1-图3，所述挡环7外圈与所述外筒4内壁面之间设置有多个连接部件8，多个所述连接部件8围绕所述挡环7的周向分布；

所述连接部件8包括设置在所述挡环7的外圈的环形槽，所述外筒4上螺纹连接多个定位螺栓801，所述定位螺栓801穿过所述外筒4并抵接滚珠802，所述定位螺栓801端部设置有与所述滚珠802适配的凹槽，所述滚珠802可转动地位于所述环形槽内。

挡环7转动时，滚珠802随之滚动。定位螺栓801端部的凹槽将滚珠802限位，从而提高挡环7转动的顺滑程度。并且拆下定位螺栓801，即可取出滚珠802，便于内、外筒之间的装配。

本发明的挡环7具有两个功能，一是阻挡物料，降低物料的通过速度，使含钯颗粒筛分更加均匀，二是通过与滚珠802的配合，实现内、外筒之间的定位和固定。

进一步的，所述外筒4的下端可拆卸地连接下挡板，所述内筒5可转动地穿过所述下挡板，所述下挡板与最下方的所述挡环7之间设置有第一下料管，所述第一下料管固定连接所述外筒4并连通所述环形腔。

进一步的，所述内筒5的下料端设置有第二筛分机构9；

所述第二筛分机构9包括固定管901、筛网902和连接管906，所述固定管901固定连接所述内筒5的下料端，所述固定管901远离所述内筒5的一端固定连接所述筛网902，所述固定管901可转动地设置在所述连接管906内，所述连接管906连通所述浸出装置。

第二筛分机构9的作用是对内筒5筛分后的物料进行二次筛分，于是可以设计内筒5粗筛，第二筛分机构9精筛的结构。连接管906通过立柱来固定设置。随着内筒5的旋转，固定管901一起转动，使筛网902旋转，于是被堆砌在筛网902内侧的物料可以进行有效筛分。

进一步的，所述连接管906的下表面固定连接第二下料管905，所述固定管901的壁面上设置有第一漏孔903，所述连接管906的壁面上设置有第二漏孔904，所述第二漏孔904连通所述第二下料管905，所述第二漏孔904位于所述第一漏孔903的外侧圆周面上，当第一、第二漏孔重合分布时，被所述筛网902挡住的物料从第一、第二漏孔进入到所述第二下料管905。

固定管901和连接管906可转动的连接，如图5，当固定管901旋转至第一、第二漏孔重合分布时，物料经过第一、第二漏孔进入到所述第二下料管905。

为了使粉碎和筛分更彻底，需要将此部分物料重新加入到粉碎装置中进行粉碎，此部分物料中包括无法通过筛网902的物料，还包括一部分能够经过筛网902的物料。

进一步的，所述粉碎装置包括外壳2，所述外壳2内可转动地设置两个粉碎辊轴3，两个所述粉碎辊轴3分别连接驱动装置，并且二者相对转动，所述外壳2顶部设置进料斗201，所述外壳2底部设置有下料口202，所述下料口202连通暂存管401，所述暂存管401固定连接所述外筒4，并连通所述环形腔。

驱动装置可以为电机、皮带等装置。粉碎辊轴3为现有技术，其表面设置若干齿部301，用于搅碎物料。浸出装置为现有技术，例如反应罐1，其设置有进料口101，进料口101连通连接管906。

此外，参考附图1， 外筒4的内壁面上还固定连接有弧形挡块402，相邻两个挡环7之间均设置有弧形挡块402，弧形挡块402优选为半圆结构，也可为优弧结构。弧形挡块402包裹内筒5的外圈，不随内筒5转动，弧形挡块402在内筒5的上方形成一弧形缺口结构，物料从该弧形缺口内朝下运动，经过多个挡环7。设置弧形挡块402的好处在于，能够使物料匀速从内筒5上方经过，提高物料的筛分效果。避免已经被筛分的颗粒物料从内筒5下方漏出，使内筒5内的物料能够从其内部输出。并且下挡板与最下方的挡环7之间形成间隔，该间隔内连通第一下料管，并且不设置弧形挡块402，环形腔内的物料从该间隔内输出。

废旧催化剂中提取分离贵金属钯的方法，包括以下步骤：

步骤一，利用粉碎装置粉碎催化剂；

步骤二，粉碎后的催化剂颗粒进入到筛分装置，筛选出符合粒径要求的颗粒；不符合粒径要求的颗粒重新回到粉碎装置进行粉碎；

步骤三，催化剂颗粒进入到浸出装置中，并加入酸性溶液，如硝酸、盐酸、王水等，将钯溶解到溶液中；

步骤四，在含钯溶液中加入有机萃取剂，将钯转移到有机溶液中；此步骤可在其他反应釜中进行，有机萃取剂可以为二乙酰丙酮溶剂。

步骤五，加入氢氧化钠沉淀剂到含钯有机溶液中，实现钯的沉淀；

步骤六，分离含钯沉淀物，对其进行干燥、焙烧，得到金属钯。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形、变型、修改、替换，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，其特征在于，包括粉碎装置、筛分装置和浸出装置；

所述筛分装置包括外筒（4）、内筒（5）和电机（6）；所述内筒（5）可转动地设置在所述外筒（4）内，所述内筒（5）一端固定连接所述电机（6）的输出端，所述内筒（5）为筛分筒，所述内筒（5）与所述外筒（4）之间形成环形腔，所述环形腔连通所述粉碎装置的输出端，所述内筒（5）的下料端连通所述浸出装置，所述浸出装置用于将钯溶解到浸出剂中；

所述内筒（5）和所述外筒（4）均倾斜设置，所述内筒（5）上套设有多个挡环（7），所述挡环（7）的内圈固定连接所述内筒（5）外壁面，所述挡环（7）的外圈可转动地连接所述外筒（4）内壁面，所述挡环（7）的内圈上设置有缺口部（701），所述缺口部（701）与所述内筒（5）的外壁面之间形成用于物料通过的通孔；

所述外筒（4）的下端可拆卸连接下挡板，所述内筒（5）可转动地穿过所述下挡板，所述下挡板与最下方的所述挡环（7）之间设置有第一下料管，所述第一下料管固定连接所述外筒（4）并连通所述环形腔。

2.根据权利要求1所述的废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，其特征在于，所述挡环（7）外圈与所述外筒（4）内壁面之间设置有多个连接部件（8），多个所述连接部件（8）围绕所述挡环（7）的周向分布；

所述连接部件（8）包括设置在所述挡环（7）的外圈的环形槽，所述外筒（4）上螺纹连接多个定位螺栓（801），所述定位螺栓（801）穿过所述外筒（4）并抵接滚珠（802），所述定位螺栓（801）端部设置有与所述滚珠（802）适配的凹槽，所述滚珠（802）可转动地位于所述环形槽内。

3.根据权利要求1所述的废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，其特征在于，所述内筒（5）的下料端设置有第二筛分机构（9）；

所述第二筛分机构（9）包括固定管（901）、筛网（902）和连接管（906），所述固定管（901）连接所述内筒（5）的下料端，所述固定管（901）远离所述内筒（5）的一端固定连接所述筛网（902），所述固定管（901）可转动地设置在所述连接管（906）内，所述连接管（906）连通所述浸出装置。

4.根据权利要求3所述的废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，其特征在于，所述连接管（906）的下表面固定连接第二下料管（905），所述固定管（901）的壁面上设置有第一漏孔（903），所述连接管（906）的壁面上设置有第二漏孔（904），所述第二漏孔（904）连通所述第二下料管（905），所述第二漏孔（904）位于所述第一漏孔（903）的转动路径上，当第一、第二漏孔重合分布时，被所述筛网（902）挡住的物料从第一、第二漏孔进入到所述第二下料管（905）。

5.根据权利要求1所述的废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，其特征在于，所述粉碎装置包括外壳（2），所述外壳（2）内可转动地设置两个粉碎辊轴（3），两个所述粉碎辊轴（3）分别连接驱动装置，并且二者相对转动，所述外壳（2）顶部设置进料斗（201），所述外壳（2）底部设置有下料口（202），所述下料口（202）连通暂存管（401），所述暂存管（401）固定连接所述外筒（4），并连通所述环形腔。

6.废旧催化剂中提取分离贵金属钯的方法，应用于权利要求1所述的废旧催化剂中提取分离贵金属钯的设备，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，利用粉碎装置粉碎催化剂；

步骤二，粉碎后的催化剂颗粒进入到筛分装置，筛选出符合粒径要求的颗粒；不符合粒径要求的颗粒重新回到粉碎装置进行粉碎；

步骤三，催化剂颗粒进入到浸出装置中，并加入酸性溶液，将钯溶解到溶液中；

步骤四，在含钯溶液中加入有机萃取剂，将钯转移到有机溶液中；

步骤五，加入沉淀剂到含钯有机溶液中，实现钯的沉淀；

步骤六，分离含钯沉淀物，对其进行干燥、焙烧，得到金属钯。