废旧催化剂的处理方式及最佳解决办法

废旧催化剂的处理方式及最佳解决办法

催化剂、吸附剂等填料都有一定的使用寿命，使用一段时间后，催化剂可能会老化、中毒、积碳，而失去催化活性，需要更换。

催化剂的寿命短则几个月甚至几天，长则七八年。

从处理方式上看，废催化剂的处理方式主要有填埋、固化处理、焚烧和回收利用等。

回收利用是处理废催化剂的最佳方法，不仅节省了自然资源，减少了环境污染，而且可以获得一定的经济效益。

填埋是处理废催化剂最简单的方法。将失活的催化剂填埋到指定的废物处理场也是历史上传统的处理方法。失活的废加氢催化剂在达到无害化标准后也可以填埋。在国外，废催化剂必须达到一定的标准才能填埋。

据悉，全球每年产生废催化剂50-70万吨，若不进行科学管理，其中的有毒有害成分会污染环境、危害人类健康，部分贵金属资源也会流失，因此对废催化剂进行有效的处理和利用已经成为一个十分重要的课题。

废催化剂的特征

品种多、产量大、有用金属含量高、回收可能性大

01 废催化剂回收利用现状

由于各国经济、技术发展水平不一致，各国对废催化剂的回收再利用做法也有所不同。

美国环保法规定有害物质必须转化为无害物质后才能进入环境，因此其废催化剂不允许随意掩埋，因此美国形成了拥有几十年历史的废催化剂回收产业。

早在20世纪70年代，德国就颁布了废物管理法，规定所有废物必须作为原材料回收利用，包括废催化剂的处理。

日本由于自身资源匮乏，从20世纪50年代开始对废催化剂进行回收再利用。

但由于我国工业技术起步较晚，对废催化剂的回收利用做得相对较少，废催化剂的回收利用率较低，且缺乏设备和回收利用技术。但随着我国经济的发展和环保政策的不断收紧，废催化剂的回收利用将变得尤为重要。

02 废催化剂的分类

废催化剂根据卸载后的处理方式一般可分为含贵金属固体废物、危险固体废物和普通固体废物。

贵金属固废：顾名思义就是负载有贵金属的固体废弃物，一般是钌、铂、钯、金等。虽然贵金属含量极少，但价格却十分昂贵，如果作为工业废弃物处理，损失将是巨大的。因此，对于废弃的贵金属催化剂，一般都会将废弃物中的贵金属进行提纯后再利用。

危险固体废物：有些催化剂、净化器在使用过程中会吸附一些有毒、有害、易燃、易爆的物质，对水体、土壤、植被和生物造成危害，并通过食物链危害人体健康。卸料后需要有资质的公司进行回收处理。

普通固体废物：有些催化剂、净化剂在使用过程中性质没有发生变化，但其内部结构发生了变化，不再具有催化活性，需要进行回收利用。

03 废催化剂的回收利用方法

废催化剂的回收利用一般有以下几种方法：干法、湿法、干湿联合法、不分离法和分离法。

干法

干法一般利用加热炉将废催化剂与还原剂、熔剂一起加热熔融，使金属组分还原熔化为金属或合金回收作为合金或合金原料，而载体和熔剂则形成炉渣排出。

回收稀贵金属含量较低的废催化剂时，常加入一些铁等贱金属作为捕收剂进行冶炼，干法通常包括氧化焙烧、升华、氯化物挥发等步骤。

干法工艺能耗较大，在熔炼过程中，有SO2等气体放出，可用石灰水吸收。

湿法

湿法是利用酸、碱或其他溶剂将废工业催化剂的主要成分溶解，滤液经杂质净化后分离得到难溶于水的硫化物或金属氢氧化物，干燥后根据需要进一步加工成最终产品。

贵金属催化剂、加氢脱硫催化剂、铜基、镍基催化剂等废催化剂一般采用湿法回收。

废催化剂在湿法处理时，其载体往往以不溶性残渣形式存在，如果不加以妥善处理，这些大量的固体废弃物会造成二次污染。如果载体与金属一起溶解，金属与载体分离会产生大量的废液，容易造成二次污染。将废催化剂的主要成分溶解后，采用阴、阳离子交换树脂吸附法，或采用萃取、反萃取的方法，对浸出液中的不同组分进行分离纯化，这是近年来湿法回收研究的重点。

干湿结合法

含有两种以上组分的废催化剂很少单独采用干法或湿法回收，大多采用干湿法相结合的方法达到回收利用的目的。有的废催化剂需加入一定的添加剂进行焙烧或熔融处理后再用酸或碱溶解，进一步提纯后得到金属，有的则需要在精炼过程中进行焙烧或熔融处理。

非分离法

非分离法是不对废催化剂的活性组分或活性组分与载体进行分离，而直接对废催化剂进行回收处理的方法。由于不需要分离活性组分和载体，因此能耗少、成本低、产生的废弃物少，不易产生二次污染，是废催化剂回收利用中经常采用的方法。例如回收铁铬中温变换催化剂时，不需要分离浸出液中的铁、铬组分，可以直接回收利用，重新制成新的催化剂。另外，一些含有微量元素的废催化剂经过简单处理后，可以作为农作物的肥料，如利用废甲醇合成催化剂生产锌铜复合微肥、利用废高温变换催化剂生产锌钼复合肥等。这也是废催化剂回收利用的途径之一。

分离方法

该分离方法是近年来兴起的一种回收利用废催化剂的新方法，主要应用于石油炼制催化剂领域。

主要的分离方法有磁分离、膜分离等。

研究发现，催化剂表面沉积的镍、铁、钒等元素都具有铁磁性，在磁场中会表现出一定的磁性。中毒越严重，磁性越强；中毒越轻，磁性越弱。利用强磁场可以将不同磁性的物质分离出来，这种方法就叫磁分离技术。利用磁分离技术可以回收中毒轻、磁性较弱的催化剂，重新利用。

膜分离主要应用于需要分离产品和催化剂的化工生产中。与传统的沉降、板框过滤和离心分离不同，陶瓷膜在催化剂和反应产物的固液分离中主要采用错流过滤。分离后的液体在循环侧不断循环，膜表面可以截留分子筛催化剂，同时允许反应产物从膜孔中渗出。采用该技术可以将反应中的催化剂换成超细粉状催化剂。在同样的催化效果下，催化剂的使用量减少，催化剂损失率低，洗涤脱盐后的再生效果好，延长催化剂的使用寿命，并可降低产品的杂质含量，从而提高产品质量。

化工产品不断的需求，导致催化剂不断更新，造成人类资源的减少。废催化剂的处理越来越突出地摆在人类面前。这不仅是经济问题，更是环境保护和人类资源再利用的问题。因此，我们不能只简单地处理废催化剂，而要走善加利用的路线。尽可能地回收利用废催化剂，减少废弃催化剂的数量。这样不仅可以重新利用资源，而且对人类环境也是有益的。

结尾

政策法规

☞最新消息丨环境部印发：《危险废物集中收集体系建设工作方案（试行）》

☞《中国生态环境公报2021年》

☞《广西壮族自治区固体废物污染环境防治条例》7月1日起施行

☞11部门联合印发：“十四五”大宗固体废物综合利用实施方案！

行业信息

☞王琪：应确立危险废物填埋场有限贮存的技术定位。

☞刘可：对《危险废物转移环境管理办法》提出建议！

☞“十四五”固废行业迎来新跨越，危废回收成为增长点

☞加强危废监管，有效防范环境风险！