Спосіб вилучення дорогоцінних металів з відпрацьованих каталізаторів, Банк патентів
Спосіб може бути використаний для подрібнення металів із каталізаторів. Здійснюють обробку відпрацьованого каталізатора свіжоприготованою сумішшю концентрованої соляної кислоти та пероксиду водню в статичному, динамічному або циркуляційному режимах, при температурі від 0 до 100 o C та атмосферному тиску. Відфільтрований розчин об'єднують із розчином, отриманим в результаті промивання осаду на фільтрі водою. Об'єднаний розчин, що містить дорогоцінні метали, обробляють сорбентом - 1-окси-2-(пергідро-1,3,5-дитіазин)-5-іл-етану в кількості 5 - 10 н на 1 г видобутого металу при температурі 0 - 100 o C , атмосферному тиску протягом 2 - 10 год до повної відсутності слідів дорогоцінних металів у розчині. Пропонований сорбент має високу сорбційну ємність по відношенню до видобутих металів, скорочується в 10 - 12 разів витрата реагенту, досягається високий ступінь лікування - 95 - 98% дорогоцінних металів з відпрацьованих каталізаторів. 1 табл.
ОПИС ВИНАХОДУ ДО ПАТЕНТУ
Винахід відноситься до галузі гідрометалургії, зокрема способів вилучення металів з відпрацьованих каталізаторів.
Відомі гідрометалургійні процеси вилучення дорогоцінних металів із відпрацьованих каталізаторів.
Основними стадіями відомих процесів є: розчинення металів за допомогою окислювача в кислому середовищі; найбільш ефективні системи: розчин хлору у соляній кислоті; [1, 2, 3]; - вилучення дорогоцінних металів з розчину за допомогою реагентів-осадників т. д.; [4, 5, 6]; - виділення дорогоцінних металів з реагенту-концентрату - прожарювання осаду т.п. [4, 5, 6].
Розчинення металів за способами 1-3 однаково ефективно, проте у разі використанняяк окислювач азотної кислоти, у числі відходів процесу проявляються токсичні та важкоутилізовані оксиди азоту; застосування хлору під тиском потребує підвищеної уваги до питань техніки безпеки та високої культури виробництва; найбільш вдало поєднуються екологічність та технологічність у разі застосування суміші соляної кислоти з перекисом водню. У цьому варіанті процес може бути проведений порівняно м'яких умовах і характеризується відсутністю газових викидів.
Вилучення дорогоцінних металів з розчину за допомогою таких осадників, як гідразин та інші відновники, веде до утворення дрібнодисперсного, важко уловлюваного на фільтрах осаду. Екстракція сполук дорогоцінних металів органічними розчинниками вимагає згодом додаткових операцій реекстракції, що підвищує величину втрат дорогоцінних металів; останнє відноситься також до застосування іонообмінників.
Зменшення втрат дорогоцінних металів дозволяє досягти прийом, застосований фірмою "Рон-Пуленк Індастриз" [9]: насичений дорогоцінним металом сорбент-іонообмінник не піддають зворотному обміну, а спалюють, зменшуючи кількість операцій і отримуючи відразу чистий метал.
Процес найбільш близький по технічній сутності до заявляється, включає стадії розчинення сутності до заявляється, включає стадії розчинення дорогоцінних металів кислотно-окислювальною сумішшю, вилучення дорогоцінних металів з розчину за допомогою адсорбції на аніоніті "Дуоліт А 101 Д" і спалювання сорбенту температурі 880 o C із отриманням чистих металів. Процес дає високий рівень вилучення металів завдяки скороченому кількості операцій.
Недоліком способу є велика витрата сорбенту-іонообмінника на одиницю маси металу, що видобувається, оскільки сорбент безповоротно втрачається при спалюванні.
Причиною великої витрати сорбенту є невисока ємність сорбенту по відношенню до видобутих металів: до 50 г на 1 г дорогоцінного металу.
Авторами запропонований спосіб, що знижує витрату сорбенту за рахунок ємності по відношенню до дорогоцінних металів.
Поставлене завдання здійснюється застосуванням як сорбент 1-окси-2-(пергідро-1,3,5-дітіазин)-5-іл-етану (надалі ОПДЕ).
Застосування ОПДЕ дозволяє зменшити витрату сорбенту в процесі до 5-10 г на 1 г видобутого металу.
Пропонований процес вилучення дорогоцінних металів з відпрацьованих каталізаторів включає наступні стадії: - розчинення дорогоцінних металів сумішшю соляної кислоти з пероксидом водню; - сорбційне вилучення дорогоцінних металів з розчину за допомогою 1-окси-2-(пергідро-1,3,5-дітіазин)-5-іл-етану; - виділення дорогоцінних металів з сорбенту-концентрату озолением при 600-650 o C.
Пропонований процес дозволяє досягти високих ступенів вилучення (95-98%) дорогоцінних металів з відпрацьованих каталізаторів на основі силікагелю, окису алюмінію.
Процес проводився так: відпрацьований каталізатор обробляли свіжоприготовленою сумішшю конц. соляної кислоти та пероксиду водню (30%-водний розчин) у співвідношеннях (вагових) від 5:1 до 1:2, у кількостях від 1,2 г до 3,6 г суміші маси каталізатора, у статичному, динамічному або циркуляційному режимах, при температурі від 0 до 100 o C та атмосферному тиску.
Відфільтрований розчин об'єднували з розчином, отриманим в результаті промивання осаду на фільтрі водою у кількості від 1,0 до 4,8 г на 1 г каталізатора.
Промитий осад не містив дорогоцінних металів.
Об'єднаний розчин, що містить дорогоцінні метали, обробляли сорбентом -1 -окси-2-(пергідро-1,3,5-дітіазин)-5-іл-етананом вкількості 5-10 г на 1 г видобутого металу при температурі 0-100 o C і атмосферному тиску, у статичному або динамічному режимі, в режимі, протягом 2-10 год. до повної відсутності слідів дорогоцінних металів у розчині.
Відфільтрований і промитий водою осад сорбенту-концентрату висушували і прожарювали в печі при температурі 600 - 650 o C, одержували видобутий метал у відновленій формі з виходом 95-98%.
Відмінною особливістю процесу є застосування як сорбенту 1-окси-2-(пергідро-1,3,5-дітіазин)-5-іл-етану для вилучення золота та металів платинової групи з розчину.
Перевага сорбенту ОПДЕ перед відомим сорбентом "Дуоліт A 101 Д" в процесах вилучення дорогоцінних металів полягає у значно більш високій сорбційної ємності по відношенню до металів, що видобувається, що досягає 0,1 -0,2 г металу на 1 г маси сорбенту. Підвищення ємності спричиняє зменшення витрати реагенту в 10-20 разів у порівнянні з витратою сорбенту "Дуоліт А 101 Д".
Запропонований винахід пояснюється наступними прикладами.
Приклад 1. Наважку 5 г каталізатора, що містить 0,22% золота і 0,56% паладію, поміщали в реактор колонкового типу, з фільтратом в нижній частині і зливним краном, розташованим нижче фільтра, і при закритому крані вносили в реактор 6 г суміші 30%-ного розчину пероксиду водню та концентрованої соляної кислоти, взятих у рівних кількостях. Реакційну суміш витримували при кімнатній температурі протягом 8 годин, після чого відкривали нижній кран і зливали розчин в реактор N 2, що являє собою ємність з мішалкою і фільтром в нижній частині. Тверду фазу, що залишилася в реакторі N 1 промивали водою, тричі заповнюючи реактор водою і потім зливаючи промивання води також в реактор N 2, після чого промитутверду фазу відкидали.
У реактор N 2, що містить розчин золота і паладію, вносили 390 мг 1-окси-2-(пергідро-1.3,5-дитиазин-5-)іл-етану при кімнатній температурі, перемішували протягом 6 год, після чого відфільтровували осад, промивали осад водою на фільтрі до нейтральної реакції промивних вод, висушували і прожарювали в муфельної печі при температурі 600 o C протягом 2 годин. 1% паладію).
Результати інших прикладів представлені таблиці.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб вилучення дорогоцінних металів з відпрацьованих каталізаторів, що включає розчинення дорогоцінних металів кислотно-окислювальною сумішшю, сорбцію дорогоцінних металів з розчину і виділення їх з сорбенту-концентрату озоленням, який відрізняється тим, що в якості сорбенту використовують 1-окси-2-(пергідро-1,3- 5-дітіазін)-5-іл-етан.