一、概略

 

　廃触媒は白金族金属の重要な二次資源となっている。触媒はその応用分野が異なり、要求が異なるため、多種多様である。担体触媒の場合、活性成分である白金は100分の1以下しか含まれておらず、多くは乾燥分の数であった。とはいえ、高価で回収価値が高いため、これらの廃担体触媒から純白金をいかに回収精製して再利用するかが研究の焦点となっている。

 

二、資源の概況

 

1、中国の白金族金属資源

 

　中国の白金族金属資源は少なく、中国の90%の鉱産白金族金属は金川公司（Jinchuan）から来ており、現在中国の白金族金属、パラジウム以外の他の白金族金属（ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム）の鉱産量は少なすぎ、統計データが不足している。同時に、中国は世界の白金族金属の第一消費国であり、鉱物資源に頼って工業発展の需要を満たすことはできず、二次資源の回収を展開し、資源の循環利用を実現することは発展の必ず通らなければならない道である。

 

2、二次資源

 

　貴金属触媒は石油化学工業のコア技術の一つであり、化学反応の速度を変えることができるが、それ自体は反応に関与しない。周知のように、プラチナの価格は非常に高いが、中国はプラチナ資源が比較的乏しい国でもある。近年、国内の大型石油化学装置などの建設が進んでいるため、国内の白金需要は年々増加しており、その90%以上を輸入する必要があると同時に、中国では毎年大量の白金含有廃触媒が発生している。そのため、中国の国情に合わせて、廃触媒から貴金属の白金を回収する研究を展開し、白金の回収率を高めることは、非常に高い経済価値がある。

 

三、国内の現状

 

　近年、国の環境保護への重視と原油やその他の金属資源価格の上昇に伴い、石油化学の廃触媒から白金族金属を回収する研究は、プロセス技術レベルの向上、生産コストの低減、回収率の向上に重点が置かれている。廃触媒中の白金族金属を回収すると同時に、環境保護に注意し、プロセス中の廃水、排気ガス、廃棄物の発生を低減し、環境汚染を減少し、資源の総合的な回収利用を達成すべきである。

 

四、主なリサイクル技術

 

　廃触媒から白金を抽出する方法は主に乾式濃縮と湿式濃縮の2種類がある。乾式法による濃縮法は、塩素化揮発、高温溶解、金属捕集法であり、湿式による濃縮法は、担体溶解法、活性成分溶解法、全溶解法である。

 

1、乾式法による富化プロセス

 

①高温塩素化揮発法

 

　塩素化揮発法の利点はプロセスが簡単で、白金回収率が高いことである、その欠点は、設備に対する要求が高く、コストが高く、塩素ガスの毒性を克服することが困難であることである。

 

②高温溶解と金属捕集法

 

　この2つの方法は、触媒とフラックスを高温炉で溶融し、溶融した貴金属スラグを溶融金属と接触させ、白金を溶解して凝集させる方法である。捕集金属を選択する主な根拠は白金の液相中の相互溶解度、溶融温度及びスラグ中の金属の損失である。

 

2、担体中の白金の湿式濃縮方法

 

　廃担体触媒から金属白金を回収精製するには、まず少量の白金を多量の担体物質から分離して濃縮した後、分離精製して所望の純度の金属白金を得る工夫が必要である。

 

①活性成分の溶解法

 

　特殊な溶媒を選択して白金を溶出させ、担体を不溶化させ、溶液から白金を抽出した。この方法の利点は、Al2O3担体が破壊されず、再利用が可能であることである。白金の溶解が不完全であり、回収率が低いという欠点がある。

 

②全溶解法

 

　全溶解法は、酸化剤の存在下、1種又は2種の酸を混合し、使用済み触媒の担体を活性成分と同時に溶解して溶液に移し、その後、溶液から白金を抽出する方法である。

 

　　湿式プロセスの利点は、技術が簡単で、プロセスが短く、低コストであること。その欠点は、発生する大量の廃液を後から処理する必要があり、一定の環境保護の問題があることである。乾式プロセスは複雑で、コストが高い。研究によると、既存の回収プロセスを基礎とし、プロセス最適化の組み合わせにより、例えば石油改質白金・レニウム使用済み触媒の高効率クリーン回収新プロセスを開発することで、使用済み触媒の白金・レニウム・アルミニウムの総合利用を実現することは顕著な社会的利益と経済的利益を持つ。

 

五、项目概况

 

　中国国内のある石油化学企業は、生産時に塩化白金酸アンモニウムを触媒として使用し、産出する廃棄物は白金を含む以外に、主に高価値有機物である。このような有機危険廃棄物に含まれるPtは15g/tから160g/tまで様々であり、売り手は白金価格の2〜3割引きで販売し、買い手にはいくつかの収益モデルがある。

 

　①初歩的な技術処理を経て、プラチナ富化物を得、プラチナ価格の5~6割引きで販売する。

 

　②純金属である白金を抽出し、市場価格で販売する。

 

　③金属白金を抽出し、研究開発に力を入れ、使用済み触媒の再生を目指すほか、使用済み包装バケツを環境保護・無害化処理して販売すれば、利幅を大幅に向上させることができる。同企業は年間約800トンの有機廃棄物を発生しており、有機物の再生だけでも価値は貴金属である白金の価値を超えているため、プロジェクトの研究開発力を持続的に強化すれば、将来的に大きな社会効果と経済効果を得ることができる。

 

六、建設期間及びプロジェクト規模

 

　プロジェクトの建設期間は約2~5カ月で、処理規模は1000t/ｙ。

 

七、プロジェクトの経済効果の概算

 

　廃棄触媒の処理は年間1000t、基礎建設と設備投資は1500万元（流動資金を含まない）、廃棄物に含まれる白金は50g/t、白金価格は200元/gで計算し、収率は97%で計算し、原料購入コストは約3000元/t、平均白金含有量は50g/t、加工コストは3000元/tで、廃棄触媒の処理は1トン当たりの総利益は4000元、毎年総利益は400万元を得ることができる。もちろん、使用済み触媒（中間体）の再生回収・研究開発に成功すれば、得られる利益はさらに大きく、2000万元を超える。

 

八、プロジェクトの将来性

 

　今後、新エネルギー車の大量流入により、白金族金属触媒に対する市場の需要は大幅に低下するが、同時に使用済み触媒の再生のチャンスでもある。さらに、自動車の三元触媒のほか、石油化学、精密化学工業、医薬などの産業では、依然として白金族金属触媒が欠かせない。この有機廃触媒プロジェクトの個別案件から着手し、白金族金属を含む廃触媒の多くの業界に輻射し、点から面まで全方位に拡張し、業界の模範効果を発揮し、将来的に必ず優れた経済と社会効果を得ることになるだろう。

 

（趙　嘉瑋）

 

 

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