Способ извлечения цветных металлов из металлосодержащего катализатора

 

I. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ МЕТАЛЛОСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА путем обработки отработанного катализатора оксидами азота в присутствии воды, отличающий-, с я тем, что, с целью повышения степени извлечеиия металлов, катализатор предварительно обрабатывают, карбамидом при 30-140 С. 2. Способ по п. I, отличающий с я тем, что предварительную обработку ведут раствором, содержащим 600-1150 г/л карбамида.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

IHIIPP

РЕСПУБЛИК ае OD

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB TOPCNOMV СВВВВССВЬСТВВ

ГОСУДМ СТВЕННЫй КОМИТЕТ ССС

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3598757/23-04 (22) 11.03.83 (46) 23.09.84. Бюп. Р 35 (72) В.А.Суворин, В.М.Каут, В.И.Дышловой, Г.П.Кудюкова и К.А.Тихомиров (71) Рубеканский филиап Ворошиловградского машиностроительного института (53) 66.097.38(088.8) (56) 1. Патент ФРГ В !196495, кл. С 22 В 7/00, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 778752, кл. В 01 Il 53/02, В 01 J 23/94, !977 (прототип 1.

ВСЮ С 22 В 7/00 В 01 J 23/94

В 01 J 23/96 (54) (57) I . СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ . МЕТАЛЛОВ ИЗ МЕТАПЛОСОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА путем обработки отработанного катализатора оксидами азота в присутствии воды, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения степени извлечения металлов, катапизатор предварительно обрабатывают, карбамидом при 30-!40оС.

2. Способ по и. I, о т л и ч а юшийся тем, что предварительную обработку ведут раствором, содефшащим 600-1150 г/л карбамида.. 1114701

Изобретение относится к способам регенерации катализаторов, представи†ляющих собой пористый нерастворимый носитель с нанесенным на него металлом или оксидом металла, или гидрооксидом металла, в частности алюмоникелевых катализаторов, применяемых для конверсии углеводородов, и может быть использовано для очистки сбросных газов от оксидов азота в химической промппленности.

Известен способ извлечения цветных металлов, например никеля, путем обработки отработанного катализатора водным раствором азотной кислоты в присутствии хлорид- и йодатионов Г)3.

Недостатками такого способа являются использование товарных реактивов и сложность композиционной сме- 20 си °

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

К предлагаемому является способ извлечения цветных металлов из металлосодержащего катализатора путем об-. работки отработанного катализатора оксидами азота в присутствии воAbl.

При этом обработку ведут газом, 30 содержащим 0,57 оксидов азота и 18Х

Кислорода при температуре окружающей среды в течение 18 ч .при скорости барботирования газа .3 л/мин.

Одновременно с извлечением метал- З ла иэ катализатора имеет место очистка барботируемого газа от оксидов азота С22.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая степень4О извлечения никеля из-за малой скорости растворения металла, находящегося в порах носителя.

Так, в течение 60 ч обработки 4g катализатора — никеля на оксиде алюминия — степень извлечения никеля составляет только 857.

Цель изобретения — повьппение сте50 пени извлечения металлов.

Указанная цель достигается способом извлечения цветных металлов из метаплосодержащего катализатора путем обработки отработанного ката- SS лизатора вначале карбамидом при

30-140 С, а затем оксидами азота в присутствии воды.

Пред почтител ьным явля ется пр едварительная обработка раствором, содержащим 600-1150 r/ë карбамида.

Использование изобретения дает возможност ь получить следуюппш положительный эффект.

Степень извлечения металлов увеличивается до 99,57 (против 853 по прототипу 1 для никелевого катализатора.

Для алюмопалладиевого о катализатора она составляет 98,37 (против 757 для катализатора, не обработанного карбамидом 1,.

Сущность способа заключается в следующем.

Газ, содержащий оксиды азота, например топочный газ со стадии прокалки в производстве алюмоникелевого катализатора, подают в слой отработанного пропитанного карбамидом алюмоникелевого катализатора, орошаемого водой, при этом оксиды азот а вэ аимодей ст вуют с водой гЮ, + Н,О = НЮ + HNO, (1)

Образующаяся азотная кислота реагирует с никелем, присутствующим в катализаторе

Ni + 2HNOg = Бз (НО 4 + H) (2)

О бр аз ующая ся аз оти стая кислота взаимодействует с карбамидом

CO(NH>)2 + 2Н1)О = 2Ng + C02 +

+ зно (з) Выделяющиеся газы способствуют быстрому удалению аэотнокислого никеля из пор, доступу свежих порций азотной кислоты к никелю. находящемуся в порах, а значит и более полному извлечению металла в раствор.

Пример 1. Отработанный алюмоникелевый катализатор конверсии метана, в состав которого входят

927 A)„0 и 8X I)jO приготовленный в виде колец с наружным диаметром

12 мм, внутренним диаметром 5 мм и высотой 12 мм, в количестве 272 г предварительно обрабатывают при

100 С раствором, содержащим 800 г/л карбамида, и после охлаждения до комнатной температуры Загружают в сосуд типа Дрексель" объемом 0,5 л.

Туда же заливают 200 мл воды. Гаэ, содержащий 0,3 — 0,4X (NO + NO>) и )8X О, барботируют с расходом

2 л/мин через слой пропитанного карбамидом отработанного катализатора в. I I14/uI

35 поглотительном сосуде в течение

60 ч. Концентрация извлеченного азотнокислого никеля составляет 264, 2 г/л, а степень извлечения 99,57.

Пример 2. В отличие от примера 1 в поглотительный сосуд загружают катализатор, обработанный при

30 С раствором, содержащим 600 г/л карбамида. Условия ведения процесса аналогичны условиям примера I. Концентрация извлеченного в раствор азотнокислого никеля составляет

264,2 г/л, а степень извлечения

99,57.

П р и å ð 3. В отличие от примера I в поглотительный сосуд загружают отработанный апюмоникелевый катализатор, обработанный при 140 С планом карбамида. Условия ведения процесса аналогичны примеру I . .Концентрация извлеченного аэотнокислого никеля составляет 264,2 г/л, а степень извлечения 99,57.

Пример 4. В отличие от примера 1 в поглотительный сосуд загружают катализатор, обработанный при 100 С раствором, содержащим

1150 г/л карбамида. Условия ведения процесса аналогичны условиям примера l. Концентрация извлеченного азотнокислого никеля 264,2 г/л, а степень извлечения 99,57.

В табл. 1 приведена зависимость степени извлечения никеля н раствор от продолжительности процесса в условиях прототипа и примера. 1.

Из анализа данных табл. 1 следует, что степень извлечения никеля при условии предварительной обработки катализатора карбамидом достигает 99,57, т. е. на 14,5Х выше, чем в известном способе за время 5060 ч. В условиях прототипа для достижения высокой степени извлечения i потребуется большая продолжительность времени.

Пример ы 5 — 9. Отработан-: ный алюмопалладиевый катализатор

АПК-2, в состав которого входят 97, 7Х, АЩи 2> 3Х pdO,ïðèroòîâëåííûé в вице цилиндров с" наружным диаметром 12 мм 51) и высотой 12 мм, в количестне 272 r пропитывают карбамидом в течение

15 мин. Условия пропитки и извлечения палладия аналогичны условиям примеров 1 — 4. 55

В табл. 2 приведены данные по извлечению палладия из отработанногс катализ атор а.

Пример ы !Π— 14. Отработанньл пинкосодержаший катализатор, в состав которого входят 157 Еп1С11) и 85Х активиронанного угля, обрабатывают карбамидом н описанных условиях (примеры — 8 ) .

Данные по извлечению из отработанного катапиэатора цинка приведены н табл. 3.

Пример ы !5 — 19. В отличие от примера 1 в поглотительный сосуд загружают отработанньп алюмоникелевый катализатор, содержащий

927 А!20 и 87. Ni, пропитанный карбамидом. Пропитку катализатора и извлечение никеля проводят при тех же условиях, что и в примерах 1 — 3, 5 — 8 и 10 — 13.

Данные по извлечению никеля представлены в табл. 4.

В примерах 20 — 21 показано использование карбамида в концентра. циях и при температурах, выходящих эа выбранные пределы.

При мер 20. Вотличие от примера 1 в поглотительный сосуд загружают катализатор, в состав которого входят 927 AI Og и 87 Ni О, обработанный при 20"С н течение

15 мин раствором, содержащим 500 г/л карбамида. Условия ведения процесса аналогичны условиям примера 1.

Концентрация извлеченного азотнокислого никеля 225,6 г/л, степень извлечения 857, время извлечения бО ч.

Пример 21. В отличие от примера 13 в поглотительный сосуд загружают 272 r отработанного цинк- . содержащего катализатора состава 157 Zn(OH)> и 857. актиниронанного угля, обработанного планом карбамида в течение 15 мин при 150 С.

Условия ведения процесса извлечения цинка аналогичны условиям примера 1 3. Концентрация из нлече нного аэ отнокисло го цинка сост авляет

203 г/л, степень извлечения 99,6Х время извлечения 60 ч.

Раствор карбамида при содержании

его в воде вьппе верхнего предела (1150 г/л), например 1200 г/л, представляет собой пересыщенный раствор.

При таком содержании карбамида и повьппенной температуре (вьппе 130 С) обработка, по существу, осуществляется планом карбамида. Как подтверждают примеры при обработке планом

l 11470 I

Таблица 1

Пример 1

Время, ч

Прототип

Концентра3 г/л

Степень

Конце нтр ация Ni (NO )„, г/л

Степень извлечения, 7. извлечения, 7.

55,7

21,0! 85,8

204,4

225,6

225,6

225,6

30

44,0

116,6

185,8

264,2

264,2

77.. 40

70,0

50

99,5

60

99,5

85 положительный эффект находится на уровне обработки катапизатора раствором карбамида с концентрацией

600"! 150..г/л .

Что касается температуры обработки, выходящей за верхний предел (см. пример 21), то следует отметить, что повышение температуры не повышает степень извлечения металла, а приводит к дополнительным энергозатратам.

Время пропитки отработанного катапизатора раствором или плавом карбамида не превышает 15 мин. Этого времени достаточно для заполнения пор катализатора карбамидом.

Преимуществом предлагаемого способа является возможность одновременной очистки газа, содержащего оксиды азота.

При этом по известному способу через 10 ч степень очистки газов от оксидов азота составляет 60Х, тогда как по предлагаемому 947, и через

60 ч эти значения составляют 15 и 507. соответственно. !

Отмытый от цветных металлов носитель может быть повторно использован в производстве катализатора, а в качестве гаэ а, содержащего оксиды

15 азота, могут быть использованы отр аб от анны е газы, выделя кици е ся в процессе производства катализатора или других производств.

I 114701

Таблица 2

Пример 9

Пример 6

Пример 8

Пример 7

Пример 5

Время извле чения, Не обработанный карбамидом катализатор

Концентрация к арб амида

800 г/л. Температура обработки 100 С.

Время обработки !5 мин

Обработка катапиз атора плавом карбамида. Температура обработки 140 С.Время обработки

15 мин

Концентраци карбамида ! 150 г/л.Тем пература об- работки !40 б

Время обработки 15 мин

) ентрая

d(N0, . г/л ! !

Степень из влечения, КонСтепень извлечения, СтеКонКонтеень центра- пень ция изPd(N0>) влецентрация

Pd @Op г/л центр ация

Э (МО3 г/л

1 г/л чеt Ийя, й

t ения

7 ния, X

19 37,4 63

55 41 5 70

81 44,5 75

20 1!,8 20 12,4 21 !2,4 21 11,2

30 28,5 48 34,5 58 33,3 56 32,7

40 46,4 78 48,1 81 47 5 80 48,1

50 58,4 98,3 58,4 98,3 58,4 98,3 58;4 98,3 44,5 75

60 58,4 98,3 58,4 98,3 58,4 98,3 58,4 98,3 44,5 75

Таблица 3

Пример 10

Пример 11

Время из влеПример 12

Пример 13

Пример 14

Не обработанный кар бамидом катализатор чения, ч

Концентрация к арб амид а

) 150 г/л.Температура обаботки 140 С

Время обраотки 15 мнн

Обработка катализатора плавом карбамида

800 г/л.Температура обработки 140 С.

О

Время обработки 15 мин

Концентрация к арб амида

800 г/л. Температура обработки 140 t.

Время обработки 15 мин

СтеСтепень из

Степень из»

Концентрация

2 ь())03) ) г/Л

Степень пень извлече

HHSl X нь извлечения,X влечения, X влече ния,X ече-, я,X

20 93,7 46 97,8 48 101,9 50 )01,9 50 112,2 55

30 112, ) 55 ) 16,2 57 1 ) 6,2 57 114,1 56 161,! 79

Конце нтр ация карбамида

600 г/л. Тем— пература обработки 30 С

Время обработки 15 мин

Кон- С центрация

Pd(N03 г/л

Концентрация к арбамида

600 г/л. Температура обработки 30 С. о

Время обработки 15 мин

Концентрация

L6 (03

r /ë

Концентрация

Xn(II)0) г/л

Степень иэг.лечеКонцентрация 3n(sO,g, г/л

Концентрация

Zn()IOy) г/л

1114701

Продолжение табл. 3

Пример 14

Пример 1О

Пример 12

Пример 13 имер 11, Время и9 иле» чення, Ч

Не обработанный к ар бамюдом катализатор

Концентрация арбажда

1 150.г/л. Температура обаботкн 140 С

Время обраоткн 15 вен

Концентрация

«арбамнда

600 г/л.Температура обработки 30 С.

Время обработ,ки 15 мнн

КонСте- . пень из»

Кокцентр ация

Степень иэСтепень изтетеень центрация

2п,яО ) р г/л ень нлече- 7. И01) иия,7 гlл печеия,X влечения,X влече ния, X влече

<ия,X

72 179,5 88

99,6 179,5 88

40 142,6 70 142,6 70 147,2 73 146,7

50 203 99,6 203 99,6 203 . 99,6 203

60 203 99,6 203 99,6 203 99,6 203

99,6 179,5 88

Таблица 4

Пример 19

Пример 18

Пример 16 Пример 17

Пример 15

Время из вле

Не обработанный карбамидом катализатор

Концентраци к ар б амида

1150 г/л.Тем пература об работки 140

Время обр аботки 15 мин

Концентрация кар б амида

600 г/л.Температура обработки 30 С.

Время обработки 15 мин чения, ч

Сте Конпень I центиз- рация влече- Й (МЦ ния,7, г/л

Степень изКонСтепень изКонСтепень изКонСтепень изцентр ация центрация й1(НОВ г/л

N>(uo, г/л влечения,7 влече-, ния, 7. влечения 7. влече ния,X

20 65 20 68 25 21 68 25

21 65 20 221,5 70

44 139,7 43 250,2 77

30 139,7 43 143 44 143

40 230,7 71 221,5 70 250,2 77 230,7 71 276,2 85

50 323,4 99,5 323,4 99,5 323,4 99,5 323,4 99,5 276,2 85

60 323,4 99 5 323 4 99 5 323 4 99 5 323,4 99,5 276,2 85

ЖИИПИ Заказ 6736/18 Тираж 602 Подписиое, Филиал ППП "Патеит", г.Уигород, ул.Проектим, 4

Концентрация

7д(804

r /ë

Концентрация 1 ®41 г/л

Концентрация

Хп(НО) гlл центр ация

ЩК03)2, г/л !

Обработка катализатора плавом карбамида

800 г/л.Температура обработки 140 С.

Время обработки 15 мин

Концентрация

7п(к0,), г/л

Обработка катализатора плавом карбамида. Темпера тура обработки 140 С. Время о бр абот ки

15 мин

Концентрация карбамюда

800 г/и. Тем" пература обработки 140Ч..

Время обработки 15 мин

Концентрация карбамида

800 г/л.Температура обработки 100 С.

Время обработки 15 мин