Способ извлечения рения из жидкого углеродсодержащего сырья

 

Изобретение относится к металлургии рения и может быть использовано для извлечения его из углеродсодержащего жидкого сырья - металлоносных нефтей и природных битумов, а также их тяжелых остатков. Сущность: извлечение рения из этого сырья достигается концентрированием его путем деасфальтизации, смешением полученного асфальто-смолистого концентрата с добавками окислителя и соды при соотношении окислитель:сода:концентрат 0,05-0,3:0,1-0,4:1 термообработкой полученного продукта при температуре 500-900^oС. Выщелачивание рения из остатка и переработка полученных растворов осуществляются известными гидрометаллургическими методами.

Изобретение относится к металлургии рения и может быть использовано для извлечения его из углеродсодержащего сырья металлоносных нефтей и природных битумов, а также их тяжелых остатков.

Известен способ извлечения рения из медистых сланцев путем восстановительной плавки в шахтных печах, вальцевания образующихся пылей в барабанных печах при 1000^oС и выщелачивания рения водой из свинцово-цинковых возгонов, получающихся при вальцевании (Технология редких и рассеянных элементов, т.2, Под ред. Большакова К.А. "Высшая школа", М. 1969, 640 с. с. 617, 626-628). К недостаткам метода следует отнести многостадийность процесса извлечения, вызывающую большие потери рения.

Наиболее близким к предполагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения рения из нефти путем ее окисления озонированным воздухом в присутствии гидроксида натрия (а.с. СССР N 874638), кл. С 01G 47/00, С 01N 31/10, 1979). Недостатками метода являются необходимость предварительного растворения нефти в четыреххлористом углероде или хлороформе, а также большой расход гидроксида натрия. Способ используется для подготовки нефти к анализу рения кинетическим методом.

Задача, которую решает изобретение, извлечение рения из нефтей, битумов и их тяжелых остатков и его концентрирование.

Поставленная цель достигается тем, что получение концентрата проводят деасфальтизацией нефтей, битумов или их тяжелых остатков, полученный асфальто-смолистый концентрат (АСК) смешивают с добавками окислителя и соды при соотношении окислитель:сода:концентрат 0,05-0,3:0,1-0,4:1, а термообработку полученного продукта осуществляют при температуре 500-900^oС.

Проведение процесса деасфальтизации нефтей, битумов или их тяжелых остатков позволяет сконцентрировать рений в асфальто-смолистом концентрате и значительно сократить объем перерабатываемого сырья.

Введение добавок к сырью окислителя и соды в вышеуказанном соотношении способствует переводу рения в высшую степень окисления при дальнейшей термообработке и сохранению его в твердом продукте.

При расходах соды и окислителя, ниже указанных в соотношении, наблюдается значительное увеличение потерь рения при термообработке за счет образования этим металлом летучих соединений. Увеличение расхода реагентов сверх оптимального повышает затраты на переработку сырья.

В качестве окислителя могут быть использованы перманганат калия или пиролюзит.

Проведение термической обработки в интервале температур 500-900^oС позволяет эффективно перевести рений в высшую степень окисления и дополнительно сконцентрировать его. Выщелачивание рения из полученного после термообработки продукта осуществляют водой или водными растворами, например, щелочей. Повышение температуры процесса выщелачивания до 60-95^oС способствует увеличению степени извлечения.

Переработку полученных ренийсодержащих растворов осуществляют известными гидрометаллургическими методами.

Пример 1. Проводят деасфальтизацию нефти гексаном при соотношении сырье: растворитель 1:3. Навеску АСК (1 г), полученного в процессе деасфальтизации, смешивают с 0,2 г перманганата калия и 0,25 г соды, помещают в тигель и нагревают в муфельной печи при температуре 600^oС в течение 2 ч. Продукт термообработки охлаждают и выщелачивают водой при температуре 90-95^oС при интенсивном перемешивании. Время выщелачивания 0,5 ч. Раствор охлаждают и фильтруют. Степень извлечения рения составляет 32% Степень концентрирования 10.

Пример 2. Природный битум подвергают деасфальтизации растворителем пропан-пентановой группы при соотношении сырье:растворитель 1:3. Навеску полученного АСК обрабатывают так же, как описано в примере 1, но при температуре 750^oС. Продукт термообработки охлаждают и выщелачивают 0,5 н. раствором гидроксида натрия при температуре 90-95^oС и интенсивном перемешивании. Степень концентрирования рения 12, а степень извлечения 80% Пример 3. Остаток (более 350^oС) фракционной перегонки природного битума подвергают деасфальтизации, как описано в примере 1. Полученный АСК смешивают с перманганатом калия и содой в соотношении АСК:окислитель:сода 1:0,3:0,4 и подвергают термообработке при температуре 680^oС. Продукт термообработки охлаждают и выщелачивают водой при температуре 90-95^oС в течение 2 ч. Раствор охлаждают и фильтруют. Степень извлечения рения 90% степень концентрирования по отношению к исходному битуму 13.

Пример 4. Проводят деасфальтизацию нефти гексаном при соотношении сырье: растворитель 1:5. Навеску АСК (1 г), полученного в процессе деасфальтизации, смешивают с 0,3 г пиролюзита и 0,35 г соды, помещают в тигель и нагревают в муфельной печи при температуре 800^oС в течение 2 ч. Продукт термообработки охлаждают и выщелачивают водой при температуре 80^oС при интенсивном перемешивании. Время выщелачивания 1,5 ч. Раствор охлаждают и фильтруют. Степень извлечения рения составляет 53% степень концентрирования 11.

Пример 5. Природный битум подвергают деасфальтизации растворителем пропан-пентановой группы при соотношении сырье:растворитель 1:4. Навеску полученного АСК обрабатывают так же, как описано в примере 4, но при температуре 700^oС. Продукт термообработки охлаждают и выщелачивают 0,4 н. раствором гидроксида натрия при температуре 80-85^oС и интенсивном перемешивании. Степень извлечения рения 70% степень концентрирования 11,5.

Пример 6. Остаток (более 350^oС) фракционной перегонки природного битума подвергают деасфальтизации, как описано в примере 5. Полученный АСК смешивают с пиролюзитом и содой в соотношении АСК:окислитель:сода 1:0,05:0,1 и подвергают термообработке при температуре 650^oС. Продукт термообработки охлаждают и выщелачивают водой при температуре 90^oС в течение 2 ч. Раствор охлаждают и фильтруют. Степень извлечения 40% степень концентрирования 10.

Осуществление данного способа извлечения рения из нефтей, битумов и их тяжелых остатков позволяет расширить сырьевую базу этого редкого металла, а также повысить комплексность использования перерабатываемого сырья с сохранением его ценных составляющих на операции деасфальтизации.

Формула изобретения

Способ извлечения рения из жидкого углеродсодержащего сырья, включающий окисление в присутствии окислителя, отличающийся тем, что перед окислением проводят деасфальтизацию исходного сырья, окислению подвергают полученный концентрат с добавкой соды при соотношении окислитель сода концентрат 0,05 0,3 0,1 0,4 1,0 при температуре 500 900^oС с последующим выщелачиванием рения из полученного продукта.