本發(fā)明涉及用于回收貴金屬的玻璃纖維氈，特別是在硝酸生產(chǎn)過程中用來對作為催化劑而被消耗掉的貴金屬鉑、鈀、銠進(jìn)行回收的玻璃纖維氈。
背景技術(shù)：
硝酸(HNO3)是制備化肥、炸藥、人造纖維和其他化工產(chǎn)品的重要原材料?，F(xiàn)代工業(yè)制備硝酸的方法是1908年W.Ostwald發(fā)明的氨氧化法。它是把按照一定比例混合的空氣和氨的混合物通過灼熱(760～840℃)的氧化催化劑金屬鉑網(wǎng)、鉑銠合金網(wǎng)、鉑鈀銠合金網(wǎng)，使氨被氧化成一氧化氮(NO)，反應(yīng)后殘余的氧氣繼續(xù)把一氧化氮氧化為二氧化氮(NO2)，二氧化氮被通入水中制取硝酸。氨氧化生成硝酸的反應(yīng)式如下：
4NH3+5O2→4NO+6H2O (1)
2NO+O2→2NO2 (2)
2NO2+H2O→2HNO3 (3)
在上述氨氧化生成氮氧化物的反應(yīng)中，所使用的催化劑是由金屬Pt絲、Pt－Rh合金絲或者Pt―Pd―Rh合金絲編織成的催化網(wǎng)。催化網(wǎng)會因貴金屬Pt、Pd、Rh的損耗而漸趨報廢。
催化網(wǎng)上貴金屬Pt、Pd、Rh的損失是由多種原因造成的。以催化網(wǎng)上貴金屬Pt的損失為例，除了催化網(wǎng)的裝拆清洗等原因外，最主要的就是Pt的揮發(fā)性損失。催化網(wǎng)在高溫強(qiáng)氧化氣氛下工作時，會生成鉑金屬蒸氣和揮發(fā)性鉑氧化物PtO2。在此過程中，揮發(fā)性鉑氧化物PtO2少部分被還原成金屬鉑并沉積于催化網(wǎng)絲材表面，形成“籠狀物”，大部分的揮發(fā)性PtO2被氣流載走而形成鉑金屬的損耗。鉑金屬蒸氣的大部分則會在適宜的溫度壓力下形成離散的固體顆粒。當(dāng)前，國內(nèi)年硝酸的總產(chǎn)量約計有1000萬噸，由此產(chǎn)生的鉑耗約計為每年700kg。鉑耗在生產(chǎn)成本中占據(jù)了較大的比重。
對包括離散的鉑固體顆粒和揮發(fā)損失的鉑等在內(nèi)的貴金屬予以回收處理有利于降低生產(chǎn)成本。常用的貴金屬回收方法包括爐灰回收法、過濾回收法、捕集網(wǎng)回收法。其中，捕集網(wǎng)回收法是在含有二氧化氮(NO2)的氣流通道中設(shè)置捕集裝置，通過捕集裝置中玻璃纖維氈的濾過、吸附作用來吸收揮發(fā)性的氧化物PtO2，同時捕集和保留離散的鉑顆粒，以達(dá)到回收金屬鉑的目的。這種回收方式，一般僅能實(shí)現(xiàn)鉑耗量16％的較低回收率。中國專利CN202226897U號《貴金屬回收裝置》一文公開了一種回收鉑的裝置，其回收率達(dá)到了30％，該裝置中配備有捕集裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中貴金屬回收率較低的問題，本發(fā)明目的在于提供一種用于回收貴金屬的玻璃纖維氈。該玻璃纖維氈用于回收在硝酸生產(chǎn)中作為催化劑使用而被消耗掉的金屬鉑、鈀、銠，其回收率高。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明開發(fā)了一種貴金屬回收用玻璃纖維氈，它通過以下步驟獲得：
首先，制取濃度5％wt～17％wt的硝酸鐵溶液；
隨后，將玻璃纖維和玄武巖纖維分別放入由前述步驟得到并分成兩份且未經(jīng)使用的硝酸鐵溶液中浸泡10小時～12小時，取出晾干后于650℃～750℃分別煅燒8小時～10小時，分別制得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料；
接著，將上述步驟得到的玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料按照重量份數(shù)比例7～9∶1～3混合，隨即沉降成網(wǎng)后再經(jīng)針刺即制得復(fù)合氈體；在該復(fù)合氈體中，玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料的單絲直徑分別為4微米～14微米；
最后，用含有硝酸和磷酸的混合液對前述步驟得到的復(fù)合氈體進(jìn)行噴霧處理；在該混合液中，硝酸和磷酸之間的重量份數(shù)比例為8～9∶1～2；在該混合液中，硝酸和磷酸二者的重量之和占混合液總重量的9％～11％；噴霧處理時混合液的用量為70毫升/平方米～120毫升/平方米；噴霧完畢后晾干復(fù)合氈體就最終制得本發(fā)明目的物玻璃纖維氈。
針對現(xiàn)有技術(shù)中貴金屬回收率較低的問題，本發(fā)明貴金屬回收用玻璃纖維氈以玻璃纖維為基體原料，用刺針方法對沉降后的短切玻纖棉床進(jìn)行針刺，使氈層玻纖之間的纖網(wǎng)得以加固而制成氈狀非織造捕集材料。通過硝酸鐵溶液浸泡而獲得纖維復(fù)合料，通過硝酸和磷酸二者混合液的浸蝕使氈體表層的纖維復(fù)合料得以粗糙化，如此，使本發(fā)明玻璃纖維氈不僅具有玻纖織物耐高溫、耐腐蝕、伸長率收縮率小、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，而且氈層纖維呈現(xiàn)為單纖維、三維微孔結(jié)構(gòu)，其孔隙率高，對氮氧化物NOx的氣流阻力小，是一種高速、高效、高溫捕集貴金屬的材料。與其它單一玻璃纖維針刺氈相比，其具有比表面積大、吸附容量更高、耐彎折，耐磨、尺寸穩(wěn)定，運(yùn)行阻力低于一般玻纖材料的優(yōu)點(diǎn)。該玻璃纖維氈用于回收貴金屬具有很高的回收率。同現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明玻璃纖維氈對鉑的捕集效果提高了32％，對鈀的捕集效果提高了36％，對銠的效果提高了30％。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
⑴釆用純度工業(yè)級的硝酸鐵試劑，加水并加熱至85℃，攪拌溶解后，配制成5％wt的硝酸鐵溶液。
⑵將步驟⑴所得硝酸鐵溶液分成兩份，在其中一份硝酸鐵溶液中放入其單絲直徑為4微米的玻璃纖維，在另一份硝酸鐵溶液中放入其單絲直徑為4微米的玄武巖纖維，都分別浸泡10小時，取出晾干后于相同的溫度650℃下分別煅燒8小時，制得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料。
⑶將步驟⑵所得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料分別送入短切機(jī)，都切割成長約50mm的短纖維。
⑷把步驟⑶所得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料兩者的50mm短纖維按照重量份數(shù)比例7∶1混合，送入沉降室后，利用氣體流動使二者均勻分布。關(guān)閉氣流后，玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料兩者的短纖維無定向均勻地沉降至網(wǎng)帶上，形成短纖維棉床。
⑸利用滾軸冷壓步驟⑷所得短纖維棉床，隨后針刺經(jīng)過冷壓后的短纖維棉床，即制得復(fù)合氈體
⑹用含有其純度均為工業(yè)級的硝酸和磷酸的混合液對步驟⑸得到的復(fù)合氈體進(jìn)行噴霧處理。噴霧處理的對象為復(fù)合氈體的表層纖維。在用來進(jìn)行噴霧處理的混合液中，硝酸和磷酸之間的重量份數(shù)比例為8∶1。在用來進(jìn)行噴霧處理的混合液中，硝酸和磷酸二者的重量數(shù)值之和占該混合液總重量的9％。噴霧處理時混合液的用量為70毫升/平方米。噴霧完畢后晾干復(fù)合氈體，即獲得本發(fā)明玻璃纖維氈。
實(shí)施例2
⑴釆用純度工業(yè)級的硝酸鐵試劑，加水并加熱至85℃，攪拌溶解后，配制成10％wt的硝酸鐵溶液。
⑵將步驟⑴所得硝酸鐵溶液分成兩份，在其中一份硝酸鐵溶液中放入其單絲直徑為10微米的玻璃纖維，在另一份硝酸鐵溶液中放入其單絲直徑為10微米的玄武巖纖維，都分別浸泡11小時，取出晾干后于相同的溫度700℃下分別煅燒9小時，制得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料。
⑶將步驟⑵所得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料分別送入短切機(jī)，都切割成長約50mm的短纖維。
⑷把步驟⑶所得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料兩者的50mm短纖維按照重量份數(shù)比例8∶2混合，送入沉降室后，利用氣體流動使二者均勻分布。關(guān)閉氣流后，玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料兩者的短纖維無定向均勻地沉降至網(wǎng)帶上，形成短纖維棉床。
⑸利用滾軸冷壓步驟⑷所得短纖維棉床，隨后針刺經(jīng)過冷壓后的短纖維棉床，即制得復(fù)合氈體
⑹用含有其純度均為工業(yè)級的硝酸和磷酸的混合液對步驟⑸得到的復(fù)合氈體進(jìn)行噴霧處理。噴霧處理的對象為復(fù)合氈體的表層纖維。在用來進(jìn)行噴霧處理的混合液中，硝酸和磷酸之間的重量份數(shù)比例為8.5∶1.5。在用來進(jìn)行噴霧處理的混合液中，硝酸和磷酸二者的重量數(shù)值之和占該混合液總重量的10％。噴霧處理時混合液的用量為100毫升/平方米。噴霧完畢后晾干復(fù)合氈體，即獲得本發(fā)明玻璃纖維氈。
實(shí)施例3
⑴釆用純度工業(yè)級的硝酸鐵試劑，加水并加熱至85℃，攪拌溶解后，配制成17％wt的硝酸鐵溶液。
⑵將步驟⑴所得硝酸鐵溶液分成兩份，在其中一份硝酸鐵溶液中放入其單絲直徑為14微米的玻璃纖維，在另一份硝酸鐵溶液中放入其單絲直徑為14微米的玄武巖纖維，都分別浸泡12小時，取出晾干后于相同的溫度750℃下分別煅燒10小時，制得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料。
⑶將步驟⑵所得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料分別送入短切機(jī)，都切割成長約50mm的短纖維。
⑷把步驟⑶所得玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料兩者的50mm短纖維按照重量份數(shù)比例9∶3混合，送入沉降室后，利用氣體流動使二者均勻分布。關(guān)閉氣流后，玻璃纖維復(fù)合料和玄武巖纖維復(fù)合料兩者的短纖維無定向均勻地沉降至網(wǎng)帶上，形成短纖維棉床。
⑸利用滾軸冷壓步驟⑷所得短纖維棉床，隨后針刺經(jīng)過冷壓后的短纖維棉床，即制得復(fù)合氈體
⑹用含有其純度均為工業(yè)級的硝酸和磷酸的混合液對步驟⑸得到的復(fù)合氈體進(jìn)行噴霧處理。噴霧處理的對象為復(fù)合氈體的表層纖維。在用來進(jìn)行噴霧處理的混合液中，硝酸和磷酸之間的重量份數(shù)比例為9∶2。在用來進(jìn)行噴霧處理的混合液中，硝酸和磷酸二者的重量數(shù)值之和占該混合液總重量的11％。噴霧處理時混合液的用量為120毫升/平方米。噴霧完畢后晾干復(fù)合氈體，即獲得本發(fā)明玻璃纖維氈。
表一示出了分別采用現(xiàn)有玻璃纖維氈和本發(fā)明實(shí)施例2玻璃纖維氈于安徽淮化化工股份有限公司屬下年產(chǎn)15萬噸硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行185天貴金屬捕集回收后的回收結(jié)果。按照表一的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明玻璃纖維氈相較于現(xiàn)有玻璃纖維氈，其對鉑(Pt)的捕集效果提高了32％，對鈀(Pd)的捕集效果提高了36％，對銠(Rh)的捕集效果提高了30％。
表一現(xiàn)有玻璃纖維氈和本發(fā)明玻璃纖維氈貴金屬捕集結(jié)果
注：現(xiàn)有玻璃纖維氈購自江蘇東旺環(huán)?？萍加邢薰?。
將本發(fā)明實(shí)施例2玻璃纖維氈應(yīng)用于安徽淮化化工股份有限公司屬下年產(chǎn)15萬噸硝酸生產(chǎn)系統(tǒng)中進(jìn)行185天貴金屬捕集回收，該玻璃纖維氈對鉑(Pt)的回收率達(dá)到了35％，對鈀(Pd)的回收率達(dá)到了36％，對銠(Rh)的回收率達(dá)到了33％。