Способ гомогенизации и, при необходимости, анализа при переработке влажных, содержащих благородные металлы перерабатываемых материалов с неизвестным содержанием благородных металлов

Изобретение относится к способу гомогенизации и анализа при переработке содержащих благородные металлы влажных перерабатываемых материалов, в частности отработанных катализаторов. Способ гомогенизации при переработке содержащих благородные металлы и содержащих влагу перерабатываемых материалов с неизвестным содержанием благородных металлов заключается в том, что к материалу, имеющему влажность 20-80 вес.%, добавляют связывающее влагу средство. Материал перемешивают с измельчением присутствующих в известных случаях агрегатов до текучего и однородного порошка. При этом связывающее влагу средство является суперабсорбентом. Достигаемый при этом технический результат заключается в получении гомогенизированного материала в почти сухом виде с установленным содержанием ценных веществ. 13 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к способу гомогенизации и/или анализа при переработке содержащих благородные металлы влажных перерабатываемых материалов с неизвестным содержанием благородных металлов (далее "шихта"), в частности отработанных катализаторов.

Согласно патентной заявке WO 03/038405 A1 (Johnson Matthey) существует потребность в улучшенном способе отбора проб и анализа отходов, содержащих ценные вещества. Предлагается диспергировать отходы в жидкости и непрерывно отбирать небольшую часть массы для анализа.

Было установлено, что с помощью связывающего влагу средства можно настолько связать влагу в поставляемой шихте, что ее можно гомогенизировать с помощью подходящих аппаратов смешения и дробления почти в сухом виде.

Изобретение относится тем самым к способу по п.1.

Образуется относительно сухой текучий порошок. Затем можно отобрать промежуточный образец, который после процесса сушки можно разделить на отдельные конечные образцы.

При этом количество связывающего влагу средства для анализа известно заранее или рассчитано заранее, так что фактическое содержание ценных материалов в поставляемых отходах после анализа является установленным.

Изобретение относится тем самым также к способу гомогенизации и анализа по п.2.

Далее, согласно следующим пунктам изобретение относится к предпочтительным формам осуществления обоих способов.

В одной предпочтительной форме осуществления в подаваемую шихту добавляется заранее известное или заранее рассчитанное количество гидравлического вяжущего, например органического полимера, в частности сшитого полиакрилата или так называемого суперабсорбента.

Целью является связывание как можно большей части содержащейся в шихте влаги или воды, которые могут составлять примерно от 20 до 80%.

В одной особенно предпочтительной форме осуществления способ относится к содержащим углерод остаткам катализатора (далее "угли"), которые поставляются во влажном состоянии. Материал нужно проанализировать, чтобы проинформировать поставщика о содержании ценных веществ. Для отбора проб материал должен быть как можно более однородным.

При этом из смеси предпочтительно во время процесса перемешивания или смешения отбирается одна или несколько проб.

Целесообразно смесь интенсивно перемешивать в смесителе с дисковым ротором.

Отобранный промежуточный образец (образцы) целенаправленно сушат, при необходимости объединяют и измельчают далее, например, с помощью ротационного измельчителя. Высушенные пробы при этом предпочтительно имеют размер частиц менее 500 мкм, особенно предпочтительно менее 100 мкм.

После анализа, который проводится известными способами, отобранные пробы можно вернуть вместе с остальной шихтой на рециклинг благородных металлов.

Влажность может быть обусловлена водой и/или органическим растворителем.

В случае органических растворителей в качестве связывающего влагу средства подходит, например, активированный уголь. Если под влагой имеется в виду вода, то подходят обычные гидравлические вяжущие, такие как цеолиты. Предпочтительно в качестве гидравлического вяжущего применяются так называемые суперабсорбенты.

Суперабсорбенты являются слабо сшитыми нерастворимыми полимерами, которые способны поглотить воду или водный раствор в количестве, многократно превышающем их вес. При этом они сильно набухают, и образуется "гидрогель". К образованию гидрогелей способны все сшитые полимеры, содержащие достаточно полярных групп, например полиакриламид, поливинилпирролидон, а также натуральные полимеры, как амилопектин, желатин и целлюлоза. Так, например, применяются привитые сополимеры акрилонитрила и крахмала. Полимеры с ионными группами способны, в частности, поглотить много воды, так как вследствие отталкивания между отдельными (одинаково заряженными) ионными группами принимают вытянутую форму. Так, молекулы воды могут, в частности, хорошо группироваться вокруг ионов и стабилизировать их заряд путем взаимодействия, таким как водородные мостики и ориентация диполей.

Если речь идет о сополимерах акриловой кислоты (пропеновой кислоты, C₃H₄O₂) и акрилата натрия (натриевая соль акриловой кислоты, NaC₃H₃O₂), причем соотношение между обоими мономерами может изменяться, то дополнительно к раствору мономера может добавляться так называемый сшиватель ядра (Core-Cross-Linker, CXL), который в некоторых местах соединяет друг под другом образованные длинноцепочечные полимерные молекулы путем химических мостиков ("сшивает" их). Из-за этих мостиков полимер является водонерастворимым. При проникновении воды или водных растворов соли в полимерную частицу она набухает и натягивает молекулярную поверхность этой сетки, и вода не может больше удалиться без посторонней помощи.

Согласно современному уровню техники продукт в этой форме называют "базовым полимером", так как с течением времени требования к суперабсорбентам выросли, и используются дополнительные этапы облагораживания. Самым важным является так называемая дополнительная поверхностная сшивка (Surface-Cross-Linking, SXL). При этом на поверхность каждой частицы наносят дополнительные химикаты, и из-за проходящей при нагреве реакции вторая сетка образуется только на внешнем слое зерна. Эта сетка препятствует выходу поглощенного раствора даже под давлением благодаря натяжению, также возникающему при поглощении жидкости.

Однако для целей изобретения достаточны суперабсорбенты первого поколения. Так как, разумеется, можно также предусмотреть использование отходов производства, содержащих суперабсорбент, этим путем можно также применять суперабсорбенты более новых поколений.

Суперабсорбенты можно также применять в смеси с активированным углем.

Пример одной формы осуществления

На чертеже показана схема характерной формы осуществления способа. Содержащий благородные металлы отработанный катализатор с неизвестным содержанием благородных металлов ("шихта"), например катализатор на активированном угле, смешивают с определенным количеством суперабсорбента, и отбираются единичные пробы, при этом пробы относятся к репрезентативной части. Соединенные единичные пробы сушат, снова измельчают и анализируют. Высушенные пробы имеют размер частиц менее 100 мкм. Благодаря тому, что количество суперабсорбента для поглощения воды было рассчитано заранее и известно, может быть рассчитано содержание благородных металлов в пробе. Процесс смешения и измельчения в указанном примере проводится в высокоэффективном смесителе с дисковым ротором.

1. Способ гомогенизации при переработке содержащих благородные металлы и содержащих влагу перерабатываемых материалов с неизвестным содержанием благородных металлов, отличающийся тем, что к материалу, имеющему влажность 20-80 вес.%, добавляют связывающее влагу средство и материал перемешивают с измельчением присутствующих в известных случаях агрегатов до текучего и однородного порошка, при этом связывающее влагу средство является суперабсорбентом.

2. Способ по п.1, в котором после добавления связывающего влагу средства и перемешивания материала с измельчением присутствующих в известных случаях агрегатов до текучего и однородного порошка предусмотрен анализ, при котором
A сначала отбирают одну или несколько проб,
B пробу(ы) сушат,
C при необходимости пробу(ы) дополнительно дробят, и
D пробу(ы) анализируют и на основании полученных данных рассчитывают содержание благородных металлов в шихте.

3. Способ по п.1, в котором связывающее влагу средство является гидравлическим вяжущим.

4. Способ по п.3, в котором гидравлическое вяжущее является органическим полимером.

5. Способ по п.4, в котором органический полимер является сшитым полиакрилатом.

6. Способ по п.1, в котором связывающее влагу средство является смесью активированного угля и суперабсорбента.

7. Способ по п.1, причем материал состоит из содержащих благородные металлы отработанных катализаторов.

8. Способ по п.2, причем на этапе А отбирается репрезентативная часть материала.

9. Способ по п.2, причем во время процесса смешения из материала отбираются единичные пробы и затем соединенные единичные пробы сушат, чтобы потом смешать их и раздробить на дальнейшие единичные пробы.

10. Способ по п.9, причем дробление проводится с помощью ротационного измельчителя.

11. Способ по п.7, причем отработанный катализатор содержит благородные металлы на активированном угле.

12. Способ по п.2, причем высушенная проба В является твердым веществом с размером частиц менее 500 мкм.

13. Способ по п.11, причем высушенная проба В является твердым веществом с размером частиц менее 100 мкм.

14. Способ по п.9, причем процесс смешения и измельчения проводится в высокоэффективном смесителе с дисковым ротором.