початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2138568

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ відпрацьованих КАТАЛІЗАТОРІВ, ЩО МІСТЯТЬ
Метали платинової групи

Ім'я винахідника: годжі С.Є. (RU); Ковтун В.А. (RU); Парецкі В.М. (RU); Грегорі Ф.Горбульскій (US); Арі Е.Міхельсон (US); Юхим Л.Фішкін (US)
Ім'я патентовласника: Парецкі Валерій Михайлович (RU); Юхим Л.Фішкін (US)
Адреса для листування: 129515, Москва, ул.акад.Королева 13, Гинцветмет, Парецкі В.М.
Дата початку дії патенту: 1998.07.13

Винахід відноситься до металургії благородних металів і може бути використано при добуванні металів платинової групи з відпрацьованих каталізаторів, в тому числі автомобільних, на основі оксидів алюмінію, кремнію і магнію, що містять платину або паладій.

Технічним результатом є спрощення апаратурного оформлення процесу, зниження втрат платинових металів, підвищення якості кінцевого продукту - концентрату платинових металів і можливість переробки каталізаторів на основі різних модифікацій оксиду алюмінію. Спосіб переробки відпрацьованих каталізаторів, що містять платинові метали, на основі оксидів алюмінію, кремнію і магнію полягає в подрібненні каталізатора, кислотної обробці, шіхтованіі твердого залишку з гідроксидом лужного металу, спіканні, водному вилуговуванні спека і фільтрації з отриманням концентрату платинових металів. Згідно винаходу подрібнення ведуть до - 3 мм, кислотну обробку - розчином сірчаної кислоти з концентрацією 2 - 2,5 моль / дм ³ з введенням неорганічного відновника, шіхтованіе твердого залишку - при співвідношенні гідроксид лужного металу: твердий залишок 0,8 - 1,2 , спікання - при температурі 400-700 ^{o C} протягом 1-2 ч, водне вилуговування спека - в присутності лужного реагенту. Сіркокислу обробку каталізатора ведуть при температурі 50-90 ^{o C} протягом 4-6 ч при Т: Ж 1: (3-5), в якості неорганічного відновника використовують з'єднання міді (I), наприклад оксид міді (I), розміром - 0 , 5 мм при співвідношенні з металами платинової групи 0,2 -0,5 від стехіометрії реакції відновлення. Як гідроксиду лужного металу при спіканні використовують гідроксид натрію або калію, як лужного реагенту при водному вилуговуванні використовують гідроксид натрію або калію з концентрацією 10-20 г / л, водне вилуговування ведуть при Т: Ж 1: (3-5) протягом 1-2 ч.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до металургії благородних металів і може бути використано при добуванні металів платинової групи з відпрацьованих каталізаторів, в тому числі автомобільних, на основі оксидів алюмінію, кремнію і магнію, що містять платину або паладій.

Відомий спосіб переробки відпрацьованих платиносодержащих каталізаторів на основі оксиду алюмінію спеканием з гідроксидом натрію в відновної середовищі. Спікання ведуть при температурі 900-950 ^{o C} з введенням вуглецю. Спік витравлюють розчином сірчаної кислоти в присутності алюмінію для цементації платини, яка перейшла в розчин. Платина залишається в нерозчинному залишку (див. Пат. RU 2100072 C1 (Омський державний університет), 27.12.97).

Недоліками способу є його висока енергоємність і велика витрата реагентів на стадії вилуговування спека. З використанням методу для переробки автомобільних каталізаторів, що містять в якості основи оксид магнію, отримують трудноперерабативаемий концентрат платинових металів низької якості, так як оксид магнію при спіканні переходить в нерозчинну форму разом з пов'язаними з ним оксидами алюмінію і кремнію. Вміст платини в концентраті не перевищує 20-25%.

Відомий спосіб переробки відпрацьованих каталізаторів на основі оксиду алюмінію, що містять метали платинової групи, що включає спікання з каустичною содою для перекладу оксиду алюмінію в алюмінат натрію. Спік витравлюють водою, при цьому алюмінат натрію переходить в розчин, а метали платинової групи залишаються в твердому залишку. Залишок відділяють фільтрацією, обробляють соляною кислотою для видалення залишилися домішок, відфільтровують, промивають і сушать (з м. І.Н.Масленіцкій, Л.В.Чугаев. Металургія благородних металів. М. Металургія, 1972, с.356-357). Отриманий концентрат платинових металів направляють на афінаж.

Недоліками способу є неминучість втрат платинових металів на стадії кислотної обробки і невисока ступінь збагачення концентрату, тому що на стадії водного вилуговування спека може бути гідроліз алюмінату натрію, а при переробці автомобільних каталізаторів концентрат містить трудноперерабативаемие комплексні сполуки магнію, алюмінію і кремнію.

Відомий спосіб переробки відпрацьованих автомобільних каталізаторів на основі оксидів алюмінію, магнію, кремнію, що містять платинові метали, що включає розтин основи каталізатора обробкою розчином сірчаної кислоти (34%) в автоклаві при температурі 150 ^{o C,} тиску 10 атм протягом 90 хв. Перед розкриттям каталізатор піддають тонкому подрібненню (-100 меш). Елементи основи переходять в розчин, а платинові метали залишаються в твердому залишку. Після фільтрації отримують концентрат платинових металів (див. Precious Metals '89. Ed. By MC Jha and SD Hill. The Minerals, Metals and Materials Soc., 1988, с. 491-492).

Недоліками способу є необхідність тонкого подрібнення вихідного матеріалу (-100 меш), складність апаратурного оформлення, неминучість втрат платинових металів на стадії кислотної обробки, невисока ступінь збагачення концентрату і обмеження по модифікації оксиду алюмінію.

Технічним результатом заявленого винаходу є спрощення апаратурного оформлення процесу, розширення сировинних джерел за рахунок можливості переробляти каталізатори без обмеження по модифікації оксиду алюмінію, зниження втрат платинових металів, підвищення якості кінцевого продукту - концентрату платинових металів і селективне витяг магнію.

Це досягається тим, що в способі переробки відпрацьованих каталізаторів, що містять метали платинової групи, на основі оксидів алюмінію, кремнію і магнію, що включає подрібнення, обробку подрібненого каталізатора розчином сірчаної кислоти, фільтрацію з отриманням концентрату платинового металу, згідно винаходу подрібнення ведуть до - 3 мм , обробку розчином сірчаної кислоти здійснюють в присутності неорганічного відновника, нерозчинний залишок після фільтрації шихту з гідроксидом лужного металу в співвідношенні 1: (0,8-1,2) і спекают при температурі 400-700 ^{o C} протягом 1-2 год з подальшим водним вилуговуванням спека в присутності лужного реагенту, при цьому кислотну обробку каталізатора ведуть розчином сірчаної кислоти при Т: Ж 1 3-5), температурі 50-90 ^{o C} і перемішуванні протягом 4-6 год, а в якості відновлювача використовують з'єднання міді (I) крупністю - 0,05 мм при співвідношенні з металами платинової групи 0,2-0,5 від стехиометрии реакції відновлення платинових металів, як гідроксиду лужного металу при спіканні використовують гідроксид натрію або калію, як лужного реагенту при водному вилуговуванні застосовують розчин гідроксиду натрію або калію з концентрацією 10-20 г / дм ^3, а водне вилуговування здійснюють при Т: Ж 1 3-5) протягом 1-2 годин.

СУТНІСТЬ ВИНАХОДИ

Заявлена ​​сукупність ознак дозволяє замінити складний в аппаратурном оформленні автоклавний спосіб розтину основи каталізаторів розчином сірчаної кислоти на більш економічний спосіб - спікання з лужним реагентом, при цьому введення попередньої обробки каталізатора розчином сірчаної кислоти дозволяє виключити можливість утворення наполегливих форм комплексних сполук магнію, алюмінію, кремнію на стадії спікання, а присутність неорганічного відновника, сполуки міді (I), запобігає втрати платинових металів при розчиненні. Крім того, досягається селективне витяг магнію і платинових металів. Всі компоненти основи після кислотної обробки на стадії спікання переходять в водорастворимую форму, тим самим забезпечуючи отримання концентрату платинових металів не тільки з високим ступенем збагачення, а й придатного до подальшого афінаж без додаткових витрат на трудновскриваемие компоненти.

Сіркокислі обробка в присутності відновника виключає можливість переходу платинових металів в розчин. Підтримка концентрації сірчаної кислоти 2-2,5 моль / дм ³ на стадії кислотної обробки забезпечує високі показники вилучення магнію і очищення від домішок і первинне збагачення концентрату.

Введення відновника на стадії кислотної обробки залишку створює в системі окислювально-відновний потенціал, що перешкоджає окисленню і переходу платинових металів в розчин.

При спіканні твердого залишку з лугом залишилися в ньому після кислотної обробки оксиди алюмінію і кремнію переходять в водорозчинні сполуки. Заявлені параметри - температура 400- 700 ^{o C,} співвідношення лужного реагенту і твердого залишку (0,8-1,2): 1 і час процесу 1-2 годину - забезпечують повноту розкриття основи. Водне вилуговування спека в присутності лужного реагенту попереджає гідроліз алюмінату натрію і тим самим забезпечує найбільш повний перехід алюмінію в розчин.

Сукупність заявлених прийомів і режимів дозволяє отримати придатний для афінажу концентрат із вмістом платинових металів не менше 40%, при цьому витяг платинових металів 99,0-99,4%.

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ

Подрібнення каталізатора до - 3 мм необхідно для його повного розкриття. Кислотна обробка подрібненого каталізатора при концентрації сірчаної кислоти менш 2,0 моль / дм ³ погіршує умови переходу в розчин магнію і домішкових компонентів і знижує ступінь первинного збагачення концентрату, а збільшення концентрації сірчаної кислоти більше 2,5 моль / дм ³ не підвищує ефективність очищення.

Зазначений температурний режим кислотної обробки (50-70 ^{o C)} інтенсифікує процес розчинення.

Використання оксиду міді (I) в якості відновлювача при заданій його крупності і витраті створює окислювально-відновний потенціал, що перешкоджає переходу платинових металів, що знаходяться в високоактивної і дрібнодисперсного формі, в розчин.

Зменшення відносини лужного реагенту до твердого залишку в шихті менше 0,8: 1 не забезпечує повного переходу оксидів алюмінію і кремнію в водорозчинні сполуки, а збільшення понад 1,2: 1 призводить до нераціональної витрати реагенту.

При температурі нижче 400 ^{o C} і часу спікання менше 1 годину не відбувається повне розкриття основи, а збільшення температури понад 700 ^{o C} і часу більше 2 годину не покращує показники процесу розкриття, але призводить до перевитрати електроенергії.

При концентрації лужного реагенту менше 10 г / дм ³ на стадії водного вилуговування можливі гідроліз алюмінату натрію і неповнота переходу в розчин алюмінію, а концентрація вище 20 г / ^дм3 не інтенсифікує його розчинення, і витрата реагенту нераціональний.

Співвідношення Т: Ж 1 3: 5) при сернокислотной обробці і водному вилуговуванні найбільш технологічно, тому що створює умови якнайповнішого вилуговування розчинних компонентів без нераціонального збільшення матеріальних потоків.

приклад
Відпрацьований каталізатор на основі оксиду алюмінію, що містить (мас.%):

- Інше, розміром - 3 мм обробляють сірчаною кислотою з концентрацією 2,0 моль / дм ³ при температурі 70 ^{o C,} Т: Ж 1: 4 протягом 5 год на присутності оксиду міді (I). Оксид міді (I) крупністю 0,05 мм вводять з розрахунку 0,3 від стехіометрії реакції відновлення паладію. Після закінчення обробки пульпу фільтрують, а залишок сушать. Твердий залишок змішують з гідроксидом натрію в співвідношенні 1: 1 і спекают при температурі 550 ^{o C} протягом 1,5 годин. Спік витравлюють водою з введенням 15 г / дм ³ гідроксиду натрію при Т: Ж 1: 4 протягом 1,5 годин і потім фільтрують. Залишок сушать.

Витяг паладію в концентрат становить 99,2%, а вміст паладію в концентраті - 53%.

Результати здійснення способу при інших значеннях заявлених параметрів представлені в таблицях (див. В кінці опису).

У табл. 1 наведені результати вилучення металів платинової групи при розтині каталізаторів крупністю - 3 мм розчином сірчаної кислоти при заявлених значеннях параметрів в присутності оксиду міді (I). Спікання проводили при співвідношенні гідроксиду натрію з твердим залишком 1: 1, температурі 500 ^{o C,} часу 1,5 год.

Водне вилуговування опіка здійснювали при введенні розчину гідроксиду натрію з концентрацією 15 г / дм ^3, Т: Ж 1: 4, часу 1 год.

У табл. 2 наведені результати вилучення металів платинової групи при переробці каталізаторів крупністю - 3 мм. Спікання твердого залишку з гідроксидом натрію проводили в заявлених значеннях параметрів.

Сіркокислу обробку каталізатора здійснювали розчином сірчаної кислоти в присутності оксиду міді (I) при співвідношенні з металами платинової групи 0,3 від стехіометрії реакції відновлення, температурі 70 ^{o C,} Т: Ж 1: 4 при перемішуванні. Водне вилуговування спека здійснювали в присутності лугу в кількості 15 г / дм ³ при Т: Ж 1: 4, часу 1,5 год

У табл. 3 наведені результати вилучення металів платинової групи при переробці відпрацьованих каталізаторів крупністю - 3 мм при водному вилуговуванні спека в присутності гідроксиду натрію в заявлених значеннях параметрів.

Вихідний каталізатор піддавали кислотної обробці розчином сірчаної кислоти з концентрацією 2,0 моль / дм ³ при перемішуванні, Т: Ж 1: 4, температурі 70 ^{o C} і введенні оксиду міді (I) при співвідношенні з металами платинової групи 0,3 від стехіометрії реакції відновлення.

Твердий залишок шіхтованного з гідроксидом натрію в співвідношенні 1: 1 і спікається при температурі 600 ^{o C}

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб переробки відпрацьованих каталізаторів, що містять платинові метали, на основі оксидів алюмінію, кремнію і магнію, що включає подрібнення вихідного каталізатора, обробку розчином сірчаної кислоти, фільтрацію з отриманням концентрату, що відрізняється тим, що подрібнення ведуть до - 3 мм, обробку розчином сірчаної кислоти здійснюють в присутності неорганічного відновника, нерозчинний залишок після фільтрації шихту з гідроксидом лужного металу при співвідношенні 1 0,8-1,2) і спекают при температурі 400-700 ^{o C} протягом 1-2 год з подальшим водним вилуговуванням в присутності лужного реагенту.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в якості гідроксиду лужного металу при спіканні використовують гідроксид натрію або калію.

Версія для друку
Дата публікації 07.11.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів