氣體、液體與固體催化劑三相接觸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工及環(huán)境保護等領(lǐng)域，涉及一種氣體、液體與固體催化劑三相接觸 的方法，該方法采用活性炭類材質(zhì)制作形成的曝氣裝置或在其他材質(zhì)曝氣裝置上覆蓋活性 炭材質(zhì)薄膜方式，保證氣、液、固體催化劑三相充分接觸，裝置在液體、固液混合物中曝氣， 同時利用活性炭類材質(zhì)的吸附及催化性能實現(xiàn)參與反應(yīng)物質(zhì)在催化劑表面聚集并發(fā)生催 化反應(yīng)，同時可回收金、銀、銅等有價物質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 化工及環(huán)境保護等領(lǐng)域，經(jīng)常涉及氣、液、固體催化劑三相催化反應(yīng)，傳統(tǒng)的三相 催化反應(yīng)器包括三相流化床、固定床如填料塔等。
[0003] 三相流化床反應(yīng)器催化反應(yīng)受催化劑粒徑、氣體氣泡粒徑等影響較大，催化劑一 般只有表面才參與反應(yīng)。催化劑粒徑大，催化效果差，催化劑粒徑小，固液分離、清洗、再生 困難。且固體含量高時需要的能耗大。
[0004] 固定床催化效果好，但是容易堵塞，不能處理含有較多固體的液體，限制了其應(yīng)有 范圍。
[0005] 如何充分利用催化劑，提高三相反應(yīng)中反應(yīng)物質(zhì)接觸的幾率，高固體含量漿體三 相反應(yīng)及催化劑清洗、再生等一直是三相催化反應(yīng)研宄熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種氣、液、固體催化劑三相接觸方法。
[0007] 本發(fā)明是在曝氣裝置中加入催化劑，向曝氣裝置通入氣體和曝氣，曝氣時氣體、 液體和固體催化劑三相充分接觸；所述的曝氣裝置材質(zhì)為活性炭，或在曝氣裝置上覆蓋活 性炭；液體中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)被活性炭吸附，通過曝氣或機械攪拌可加速反應(yīng)；液體 中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)與氣體中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)在固體催化劑表面發(fā)生催化反應(yīng)。
[0008] 本發(fā)明的創(chuàng)新點：
[0009] 1、所述的曝氣裝置材質(zhì)為活性炭，或在曝氣裝置上覆蓋活性炭；活性炭類物質(zhì)吸 附作用使參與反應(yīng)物質(zhì)在催化劑孔隙表面聚集并充分接觸，能充分利用催化劑表面及內(nèi)部 多孔結(jié)構(gòu)，反應(yīng)速度快，避免了三相接觸中氧氣在催化劑內(nèi)部擴散速度慢，內(nèi)部孔隙表面利 用不充分的缺點，能同時實現(xiàn)曝氣、污染物去除及有價金屬回收。
[0010] 2、將催化劑添加到曝氣裝置制造材料中，曝氣裝置可為盤、管等多種形狀，可應(yīng)用 于處理礦漿等固體含量高固液混合物。避免粒狀、粉末狀催化劑浸沒在液體中攪拌曝氣方 式催化氧化，氣體和活性炭表面接觸不充分，且催化劑含量高時氣阻大、易堵塞缺點；避免 塔式噴淋曝氣式催化氧化，易堵塞且不能處理含固量高的液體的缺點。
[0011] 本發(fā)明的有益效果：
[0012] 1、參與催化反應(yīng)的物質(zhì)由于固體催化劑較強的吸附性能，在催化劑表面聚集并充 分接觸，并能充分利用催化劑內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，反應(yīng)速度快；
[0013] 2、該方法可應(yīng)用于固體含量較高的漿體，不易產(chǎn)生堵塞；
[0014] 3、該方法同時可回收液體中有價物質(zhì)；
[0015] 4、該方法將催化劑添加到曝氣裝置制造材料中，曝氣裝置可為盤、管等多種形狀， 清洗、再生方便；
[0016] 5、該方法產(chǎn)生的將催化劑制作成曝氣裝置，同時起到攪拌的作用，氣體壓力損失 小，運行簡便、易操作，運行成本低。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1-小型試驗
[0018] 取某礦山氰化尾礦漿采用本發(fā)明方法與流化床方法進行氰化物三相催化氧化對 比試驗。取4份20L尾礦漿，分別置于4個直徑200mm，高1000 mm有機玻璃柱中，礦漿高度 為637mm，礦漿質(zhì)量濃度為30 %。
[0019] 流化床試驗：柱體內(nèi)分別加入25g/L、50g/L椰核活性炭顆粒，粒徑6-8目，純鈦式 球面式0100mm曝氣頭，下曝氣，氣體流量〇. 8m3/h，先曝氣5. 0h，去除礦衆(zhòng)中氰化物，然 后底部進液方式用蠕動泵連續(xù)通入礦漿，礦漿流量4L/h，上650mm高度處設(shè)溢流口，溢流出 礦漿進入儲漿槽。
[0020] 發(fā)明方法試驗：柱體內(nèi)從底部開始每IOOmm設(shè)一純鈦式球面式01〇〇mm曝氣頭， 曝氣頭上覆蓋KJF1000-150活性炭纖維膜，規(guī)格分別為厚3mm (克重190 ± 10g/m2)、5mm (克 重350±20g/m2)，共設(shè)6層曝氣頭。先曝氣5. 0h，每個曝氣頭氣體流量0. lm3/h，然后底部 進液方式用蠕動泵連續(xù)通入礦漿，礦漿流量4L/h，上650mm高度處設(shè)溢流口，溢流出礦漿進 入儲漿槽。每小時取樣進行化驗分析，氰化物變化情況見下表。
[0021] 發(fā)明方法與流化床方法進行總氰化物三相催化氧化對比試驗結(jié)果
[0022] (單位：mg/L)
[0023]
【主權(quán)項】
1. 一種氣體、液體與固體催化劑三相接觸的方法，該方法是： 曝氣裝置中含有催化劑，向曝氣裝置通入氣體和曝氣，曝氣時氣體、液體和催化劑三相 充分接觸；所述的曝氣裝置材質(zhì)為活性炭，或在曝氣裝置上覆蓋活性炭；液體中參與催化 反應(yīng)的物質(zhì)被活性炭吸附，通過曝氣可加速反應(yīng)；液體中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)與氣體中參 與催化反應(yīng)的物質(zhì)在固體催化劑表面發(fā)生催化反應(yīng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣體、液體與固體催化劑三相接觸的方法，該方法是在曝氣裝置中加入催化劑，向曝氣裝置通入氣體和曝氣，曝氣時氣體、液體和固體催化劑三相充分接觸；所述的曝氣裝置材質(zhì)為活性炭，或在曝氣裝置上覆蓋活性炭；液體中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)被活性炭吸附,通過曝氣可加速反應(yīng)；液體中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)與氣體中參與催化反應(yīng)的物質(zhì)在固體催化劑表面發(fā)生催化反應(yīng)。參與催化反應(yīng)的物質(zhì)由于活性炭較強的吸附性能，在催化劑表面聚集并充分接觸，并能充分利用活性炭內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，反應(yīng)速度快。
【IPC分類】B01J8-10, B01J8-08
【公開號】CN104874333
【申請?zhí)枴緾N201510305094
【發(fā)明人】降向正, 張靈芝
【申請人】長春黃金研究院
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月5日