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貴金屬包括金(Au)、銀(Ag)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)、鋨(Os)、銥(Ir)和鉑(Pt)，其中鉑族金屬被廣范用于加氫、氧化、脫氫、氫解、氨合成、甲醇合成、烴類合成，加氫甲?；汪驶却呋瘎?。但由于貴金屬儲量有限，產(chǎn)量低，價格高貴金屬催化劑再生資源的回收價值受到世界各的重視。貴金屬分離是濕法冶金的難題，目前內(nèi)、外對于貴金屬提取和分離的方法有化學沉淀法、離子交換與吸附法、液膜法、溶劑萃取法和淋萃樹脂法等。
離子交換法是種“綠色提取”技術，由于分離率高，設備與操作簡單，樹脂與吸附劑可再生和反復使用且環(huán)境污染小，已成為重要的分離富集方法，顯示出了的優(yōu)勢，在石油化工催化劑回收中的應用受到重視。
離子交換樹脂分離技術離子交換樹脂是種在交聯(lián)聚合物結構中含有離子交換基團的功能高分子材料，不溶于般的酸、堿溶液及許多有機溶劑。以交換、選擇、吸收和催化等功能實現(xiàn)除鹽、分離、精制、脫色和催化等應用果，廣泛應用于市政和電廠水處理，濕法冶金，食品工業(yè)，化工工藝，制藥行業(yè)，環(huán)境保護以及電子域。
離子交換作用原理離子交換反應是離子交換劑與電解質(zhì)溶液的化學位差而引起的離子交換過程。在離子交換劑離子的濃度高，當離子交換劑與電解質(zhì)溶液接觸時，反離子就竭力向其濃度低的溶液中擴散。離子交換劑電中性破壞，離子交換劑就得到附加電荷。為了使離子交換劑回復到初始的的電中性狀態(tài)，抵消所得電荷，就得從溶液中吸附當量的此符號電荷的離子，此離子應占據(jù)因反離子離開樹脂而游離的活性基團。由于離子交換樹脂從溶液中吸附離子，又變?yōu)殡娭行?。因此，離子交換劑保持電中性的條件又反過來限制反離子從樹脂到溶液的擴散。當離子B從溶液中來代替樹脂上的A，從而就抵消離子A從樹脂轉入溶液時造成的固定離子的電荷。方面引起擴散的濃度梯度，另方面反抗離子擴散的靜電力，都對離子交換樹脂溶液系統(tǒng)中的各離子起作用。
離子交換樹脂的分類。
按骨架結構不同離子交換樹脂可分為凝膠型和大孔型。按所帶的交換功能基的性可分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂和其他樹脂。按功能基上酸或堿的強弱程度分為強酸陽離子交換樹脂、弱酸陽離子交換樹脂；強堿陰離子交換樹脂、弱堿陰離子交換樹脂。
離子交換技術回收。
催化劑中貴金屬鉑、鈀催化劑的回收鉑族金屬的回收工藝通常是對催化劑進行“溶”，即用王水或混合酸(加氧化劑)把載體和鉑族金屬部溶解，濾去不溶渣，然后用離子交換樹脂從溶解液中分離富集金屬。由于鉑族金屬在氯化物溶液中易形成的穩(wěn)定配合物，因此通常采用陰離子交換樹脂吸附貴金屬絡合離子，些螯合樹脂也對貴金屬離子有較好的親和力。
利用聚胺基陰離子交換樹脂分離提純低濃度鉑族金屬，貴金屬氯化物溶液被吸附，大部分堿金屬流出樹脂柱。張芳宇對汽車尾氣催化劑鉑、銠、鈀回收進行了研究，采用R410樹脂吸附貴金屬鉑、鈀，交換率均達99%以上；張芳宇將R430樹脂用于重整催化劑中的鉑的回收，產(chǎn)品收率達到99. 13%。研究表明，D401螯合樹脂在鹽酸介質(zhì)中pH=2~4時對鈀有良好的吸附性能，pH≥4時對鉑不吸附，從而得到pH=4的鹽酸介質(zhì)樹脂柱分離鉑鈀的方法。
吸附貴金屬的樹脂可以通過焚燒法和洗脫法富集貴金屬。ShamsK采用將吸附飽和的樹脂干燥、(750~800)℃下焚燒灰化的方法得到金屬鉑，收率99. 13%。但焚燒法能耗高，對環(huán)境有污染且樹脂不能循環(huán)使用，因此洗脫法更受到研究者的重視。通常采用的解吸液有硫脲溶液，高氯酸以及氨水，針對不同的Pt、Pd催化劑或不同的樹脂柱，應選擇合適的解吸液和尋找適宜的解吸條件。
合成了雙硫腙錨定的聚乙烯(乙烯基吡啶)螯合樹脂用于分離和富集貴金屬鉑和鈀。實驗推導了樹脂吸附動力學方程，在pH=5.0條件下，0.1molL-1的鹽酸和1.0%硫脲的混合液或0.1molL-1的鹽酸和5.0%硫脲混合液能夠完洗脫Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)，同時采用醋酸溶液洗脫Ni2+，鹽酸硝酸混合液洗脫Au3+，硝酸和硝酸銨能洗脫Hg2+。王武州等研究Pt/Al2O3催化劑的回收，比較了不同濃度的溶液對AmberliteIRA402氯型陰離子樹脂吸附的PtCl62-的洗脫果，結果表明，以鹽酸和硫脲為洗脫劑解吸果較好，解吸率達99.89%?？疾齑罂钻庪x子樹脂HHY-01對鉑的富集果。通過考察溶液濃度，解吸液濃度和流速，得到優(yōu)化的吸附條件為鹽酸溶液1.0molL-1，流速1.0mLmin-1；脫附條件為2%硫脲溶液，流速1.0mL?min-1，Pt的回收率約為97.7%±0.9%。將樹脂回收痕量的貴金屬的方法改進，用硫脲與乙醇的混合液分別洗脫Amberlite IRA-35樹脂吸附的大量堿金屬(10mg)和痕量貴金屬(1μg)，貴金屬的回收率都高于97%。將此方法用于其他不同類型的樹脂，在另外七種樹脂上都達到了理想的分離果。
銠催化劑的回收離子交換技術在銠催化劑回收方面主要用于將Rh從Pt、Pd、Ir以及其他堿金屬中分離。具有雙電荷的配陰離子PdCl2-4、PtCl2-6、PtCl2-4和IrCl2-6能被陰離子交換樹脂所吸附。而IrCl3-6和RhCl3-6則與陰樹脂的結合能力較弱。Rh―Cl配陰離子通過NaOH沉淀，在稀酸中再溶解可以定量的被水解成六水合配陽離子[Rh(OH2)6]3+，顯然Rh配陽離子完不被陰樹脂吸附。因此，利用所帶電荷符號的差異，成功地應用離子交換法分離和精制銠。改變淋洗液可將鉑、鈀和銥從樹脂柱上分別淋洗完。張瑩利用此原理，在硫脲存在下，對鉑、鈀、銠和銥在陽離子交換樹脂上的吸附行為進行了研究。結果證明，鉑和鈀在常溫下均可被離子交換樹脂吸附。銠的吸附較弱。將含有鈀和銠的鹽酸的溶液與定量的硫脲溶液混合，搖勻。RomulusGaita等對機動車尾氣催化劑中金屬銠的回收做了研究，采用鹽酸和氯酸鈉的混合物浸出金屬，浸出液通過AmberliteIRA93陰離子樹脂，銠和鉑鈀能夠被吸附。然后用6molL-1的鹽酸可洗脫金屬銠，用不同濃度的氨水洗脫鈀和鉑，并研究了回收率隨酸濃度以及溫度的影響。
離子交換樹脂合成簡便，交換容量大，性能穩(wěn)定，容易再生，可重復使用，已成為廢催化劑中貴金屬回收的重要手段。但對同種電荷離子和化學物理性能相似的離子的分離選擇性不佳；吸附能力強的樹脂淋洗再生困難。因此，需進步開發(fā)和改性樹脂，優(yōu)化、改進分離和淋洗工藝，以促進離子交換分離提純貴金屬技術較大的發(fā)展。
