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我国废FCC催化剂和废汽车尾气净化催化剂产生量大,稀土应用普及率高。为探索其稀土回收方式,首先对废催化剂样品进行浸出毒性分析和生态风险评价,后采用湿法冶金的工艺进行稀土回收。主要研究结果如下: (1)采集的两个废FCC催化剂样品均检出Ni、Cu、Zn、Cr、Pb和As。两个废汽车尾气净化催化剂样品均检出Ni、Cu、Zn、Cr、Pb、As和Hg。四个样品的浸出毒性数据表明,重金属浸出浓度均未超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(HJ/299-2007)标准值。 (2)四个废催化剂样品中重金属的存在形态分析结果表明,废FCC催化剂样品中As主要以Fe-Mn氧化物结合态存在,其他重金属和废汽车尾气净化催化剂样品中重金属主要以残渣态存在。由Hankanson生态危险指数评价法可知,四个样品的单金属生态风险和综合生态风险均属于轻微等级。 (3)对稀土La和Ce含量分别为1.92%和0.29%的一个废FCC催化剂样品进行回收稀土研究,得出的浸出稀土最佳条件为:盐酸浓度为2 mol/L,样品粒度≤97μm,浸出温度为60℃,固液比S/L为1/10(w/v),浸出时间为2h,振荡速率为200 r/min,此时La和Ce的浸出率分别为93.8%和96.6%。P204是从其盐酸浸出液中回收稀土的合适萃取剂,在P204浓度为0.5 mol/L,平衡pH为2.5,相比O/A=1/1(v/v),室温下振荡萃取10 min时萃取达到最优。再通过2 mol/L的盐酸溶液反萃取可进一步使稀土与Al分离,La和Ce的总回收率为62.88%。 (4)对Ce和Al含量分别为5.31%和27.58%的一个废汽车尾气净化催化剂样品进行稀土回收研究,提出了用硫酸-氢氟酸混合酸浸出样品中Ce的新方法。在样品粒度为76~97μm,浸出温度为70℃,固液比S/L为1/10(w/v),浸出时间为4h,振荡速率为200 r/min的条件下,Ce的浸出率高达99.25%。用P204从Ce浸出液中直接萃取Ce4+,添加175%理论值的高锰酸钾溶液(20%),P204浓度为0.8 mol/L,相比O/A=1/1(v/v),室温下振荡15 min,Ce4+的萃取率可达87.23%。浸出液中的Al3+起到脱氟剂的作用,保证了Ce4+的单独萃取。用2 mol/L的盐酸和H2O2混合液对萃取液进行还原反萃取,得到Ce3+的盐酸溶液,当混合液中H2O2的含量为3%时,Ce的回收率高达85.54%。