Способ извлечения рения из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих платиновые металлы и рений


 


Владельцы патента RU 2421532:

Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (ОАО "Красцветмет") (RU)

Изобретение относится к области металлургии редких и благородных металлов, в частности к переработке отработанных платинорениевых катализаторов, и может быть использовано при извлечении рения из катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ извлечения рения включает выщелачивание рения из катализатора разбавленным раствором серной кислоты, сорбцию рения на слабоосновном анионите и его десорбцию раствором аммиака. При этом в разбавленный раствор серной кислоты перед выщелачиванием рения добавляют тиосульфат натрия в количестве 0,002-0,01 моль/л. Техническим результатом является уменьшение затрат на извлечение и очистку рения и сокращение количества платины в незавершенном производстве, за счет снижения извлечения платины в раствор селективного выщелачивания рения. Нерастворившийся остаток после извлечения рения направляют на извлечение платины известными методами. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии редких и благородных металлов, в частности к переработке отработанных платинорениевых катализаторов, и может быть использовано при извлечении рения из катализаторов на носителях из оксида алюминия.

Катализаторы на носителях из оксида алюминия, содержащие платину и рений, широко используются в нефтехимической промышленности. В процессе эксплуатации катализаторы теряют свою каталитическую активность и поступают в металлургическую промышленность на переработку с целью извлечения ценных компонентов, которые могут быть использованы в производстве новых катализаторов. При производстве новых катализаторов чаще всего используют платинохлористоводородную и рениевую кислоты. Рений также находит широкое применение в аэронавтике, космической технике, металлургии и электронике.

Содержание платины и рения в различных марках катализаторов риформинга изменяется от 0,1 до 0,45%. Характерной особенностью отработанных катализаторов является то, что они содержат, наряду с оксидом алюминия и благородными металлами, большое число различных химических соединений, главным образом, Si, Fe, Mn, Ni, Mo, углерод и органические производные. Кроме того, при действии каталитических ядов в процессе эксплуатации платина в отработанных катализаторах частично переходит из металлической в окисленные формы, способные извлекаться в растворы. Извлечение платины и рения из отработанных катализаторов, их разделение и очистка от примесей, - являются сложной технологической задачей, что приводит к большим материальным и трудовым затратам при ее реализации.

Известно большое количество способов переработки дезактивированных катализаторов, содержащих платиновые металлы и рений [Букин В.И., Игумнов М.С., Сафонов В.В., Сафонов Вл.В. Переработка производственных отходов и вторичных сырьевых ресурсов, содержащих редкие, благородные и цветные металлы. - М.: Изд. «Деловая столица», 2002. С.157-165]. В соответствии с известными способами рений извлекается в щелочные или кислые растворы совместно с алюминием. Из кислых растворов рений извлекают сорбцией на низкоосновном анионите или осаждают в виде сульфидов. Из щелочных растворов рений извлекают сорбцией на сильноосновных анионитах.

Основным недостатком всех известных способов является отсутствие четкого разделения платины и рения на стадии растворения основы катализатора. Вследствие этого требуется проведение дополнительных операций осаждения платины и фильтрования растворов. Это приводит к дополнительным потерям рения. Кроме того, при переработке катализаторов по щелочным технологическим схемам образуются вязкие, нетехнологичные щелочные растворы, емкость сильноосновных анионитов по рению не превышает 10%, для их регенерации необходимо использовать концентрированные растворы минеральных кислот.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ извлечения рения из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих платиновые металлы и рений, согласно которому рений из катализаторов выщелачивают разбавленным раствором серной кислоты, сорбцию рения из раствора проводят на слабоосновном анионите Purolite А-170, последующую десорбцию производят раствором аммиака. Извлечение рения в раствор достигает 80% при минимальном переходе в раствор платины и алюминия [Блохин А.А., Мурашкин Ю.В., Плешков М.А., Крупенко И.Н., Шевцов А.В., Юрченко В.В. Ионообменное извлечение рения при переработке дезактивированных платинорениевых катализаторов, Цветные металлы, 2006 г., №5, с.58-61]. Данный способ принят в качестве прототипа.

Недостаток способа-прототипа состоит в том, что при выщелачивании рения из катализатора в разбавленном растворе серной кислоты, в раствор переходит не только большая часть рения, но и некоторое количество платины. Доля платины, перешедшей из катализатора в раствор, может достигать 5% от ее общего количества. При последующей сорбции рения на слабоосновном анионите платина частично сорбируется. При десорбции рения раствором аммиака платина, также частично, десорбируется. Таким образом, часть платины из катализатора распределяется между несколькими продуктами - маточными растворами, ионообменной смолой и перренатом аммония. Для извлечения платины из маточных растворов требуются дополнительные операции цементации и фильтрования. В ионообменной смоле платина задалживается на длительное время, вплоть до потери емкости и утилизации смолы. Наличие примеси платины в перренате аммония приводит к ее безвозвратным потерям.

Предлагаемый способ направлен на получение технического результата, заключающегося в уменьшении затрат на извлечение и очистку рения и сокращении количества платины в незавершенном производстве, за счет снижения извлечения платины в раствор селективного выщелачивания рения.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что выщелачивание катализатора производят разбавленным раствором серной кислоты, содержащим 0,002-0,01 моль/л тиосульфата натрия. Раствор декантируют с осадка, фильтруют от примесей и направляют на извлечение рения сорбцией на слабоосновном анионите. Насыщенный анионит промывают водой и десорбируют рений раствором аммиака. Нерастворившийся остаток после извлечения рения направляют на извлечение платины известными методами.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в разбавленном растворе серной кислоты тиосульфат натрия осаждает платину из растворимых комплексов в сульфидные соединения, которые не выщелачиваются из катализатора. Таким образом, платина не переходит в раствор выщелачивания, следствием чего является сокращение как возвратных, так и безвозвратных потерь платины.

Нижняя граница количества введенного тиосульфата натрия гарантирует полное подавление процесса выщелачивания платины из катализатора. Верхний предел определяется влиянием реагента на степень извлечения рения, которая будет уменьшаться за счет восстановления рения избытком тиосульфата натрия.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами 1-2.

Примеры осуществления способа:

Пример 1. (прототип)

Навеску 50,0 г воздушно-сухого дезактивированного катализатора на носителе из оксида алюминия, содержащего 0,321% платины и 0,301% рения, поместили в стеклянный стакан объемом 250 мл. Катализатор залили 150 мл раствора серной кислоты с концентрацией 6 г/л и выдержали при комнатной температуре в течение 8 ч при периодическом (через 1 ч) перемешивании. После выщелачивания раствор декантировали с осадка и проанализировали на содержание платины и рения. Осадок залили следующей порцией раствора объемом 100 мл и провели выщелачивание в аналогичных условиях. Процесс выщелачивания катализатора повторили 5 раз. Результаты анализа растворов выщелачивания приведены в таблице.

Растворы выщелачивания объединили и профильтровали. Получено 504 мл раствора, содержащего 230,6 мг/л рения и 6,6 мг/л платины, а также 95,7 г не растворившегося осадка с влажностью 48,7% (49,1 г сухого осадка, содержащего 0,07% рения и 0,32% платины). В осадке после выщелачивания осталось 97,92% платины и 22,78% рения от их общего количества в катализаторе.

Раствор пропустили через колонку объемом 30 мл, заполненную слабоосновным анионитом Purolite A-170, со скоростью 300 мл/ч. На выходе из колонки получено 504 мл сернокислого раствора, содержащего 0,1 мг/л рения и 0,3 мг/л платины, что соответствует переходу в этот раствор из катализатора 0,03% рения и 0,1% платины. Насыщенный рением анионит промыли водой и десорбировали 250 мл 5% раствора аммиака. После упаривания десорбата получено 100 мл раствора, содержащего 1138,5 мг/л рения и 4,2 мг/л платины. Таким образом, из катализатора извлечено в аммиачный раствор 0,26% платины и 75,65% рения, в анионит A-170 - 1,72% платины и 1,54% рения.

Пример 2.

Пример 2 выполнен аналогично примеру 1. В качестве раствора для выщелачивания катализатора использовали раствор 1 г/л (0,004 моль/л) кристаллогидрата тиосульфата натрия - Na2S2O3×5H2O в растворе серной кислоты с концентрацией 10 г/л. Результаты анализа растворов выщелачивания приведены в таблице.

После объединения и фильтрования растворов выщелачивания получено 506 мл раствора, содержащего 256,1 мг/л рения и 0,3 мг/л платины, а также 93,3 г не растворившегося осадка с влажностью 47,3% (49,2 г сухого осадка, содержащего 0,04% рения и 0,326% платины). В осадке после выщелачивания осталось 99,89% платины и 13,9% рения от их общего количества в катализаторе.

Раствор пропустили через колонку объемом 30 мл, заполненную слабоосновным анионитом Purolite A-170, со скоростью 300 мл/ч. На выходе из колонки получено 506 мл сернокислого раствора, содержащего 0,1 мг/л рения и 0,04 мг/л платины, что соответствует переходу в этот раствор из катализатора 0,03% рения и 0,01% платины. Насыщенный анионит промыли водой и десорбировали 250 мл 5% раствора аммиака. После упаривания получено 100 мл раствора, содержащего 1269,4 мг/л рения и менее 0,1 мг/л платины. Таким образом, из катализатора извлечено - в аммиачный раствор 0,01% платины и 84,35% рения, в анионит A-170 - 0,09% платины и 1,72% рения.

Таблица
Извлечение рения и платины из катализатора
Наименование Объем раствора, мл Содержание, мг/л Сквозное извлечение, %
Re Pt Re Pt
Пример 1 (прототип)
Раствор 1 104 541,6 3,1 37,4 0,2
Раствор 2 100 307,1 8,3 57,8 0,72
Раствор 3 101 157,0 8,4 68,4 1,25
Раствор 4 100 83,2 7,2 73,9 1,7
Раствор 5 99 50,6 6,2 77,2 2,08
Пример 2
Раствор 1 106 751,4 0,4 52,9 0,03
Раствор 2 101 255,0 0,3 70,0 0,04
Раствор 3 100 120,6 0,3 78,0 0,06
Раствор 4 99 74,6 0,4 82,9 0,09
Раствор 5 100 47,3 0,3 86,1 0,11

Использование предлагаемого изобретения при извлечении рения из катализаторов, содержащих платину и рений, позволяет сократить извлечение платины в растворы селективного выщелачивания рения почти на 2%, а также снизить в 10-20 раз задалживание платины в продуктах незавершенного производства. Сокращение извлечения платины в анионит способствует увеличению его срока эксплуатации и снижению затрат на приобретение и утилизацию анионита.

Способ извлечения рения из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих платиновые металлы и рений, включающий выщелачивание рения из катализатора разбавленным раствором серной кислоты, сорбцию рения на слабоосновном анионите и его десорбцию раствором аммиака, отличающийся тем, что в разбавленный раствор серной кислоты перед выщелачиванием рения добавляют тиосульфат натрия в количестве 0,002-0,01 моль/л.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к гидрометаллургии редких элементов и может быть использовано для способа извлечения рения из металлических отходов никельсодержащих жаропрочных сплавов.

Изобретение относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных стоков, в частности к способу извлечения ионов Re (VII) из водного раствора.

Изобретение относится к способу селективного извлечение ионов рения (VII) из водных растворов катионов цветных металлов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных стоков и для переработки отходов цветных металлов, содержащих рений (VII).

Изобретение относится к способу извлечения ионов Re (VII) из водного раствора. .
Изобретение относится к способу электрохимической переработки металлических отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений. .
Изобретение относится к области радиохимии, в частности к способу выделения рутения из облученного технеция, представляющего собой сплав технеция и рутения, и может быть использовано в радиохимии, аналитической и в препаративной химии.
Изобретение относится к гидрометаллургии редких тугоплавких металлов, в частности молибдена и рения. .
Изобретение относится к способу извлечения рения и/или платины из дезактивированных катализаторов с алюминийоксидным носителем. .
Изобретение относится к технологиям получения редких элементов, в частности селена. .
Изобретение относится к области радиохимии, аналитической и препаративной химии, в частности к способу растворения сплавов Tc-Ru для их разделения. .

Изобретение относится к металлургии меди, а именно к способам переработки смешанных (сульфидно-окисленных) медных руд, а также промпродуктов, хвостов и шлаков, содержащих окисленные и сульфидные минералы меди.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных, редких и благородных металлов, в частности, к извлечению металлов из сульфидного минерального сырья, например из руды, продуктов и отходов горно-обогатительных и металлургических производств, техногенного минерального сырья, в том числе из концентратов, промпродуктов и хвостов обогащения, шлаков, шламов, огарков и др.
Изобретение относится к металлургии металлов платиновой группы (МПГ) и может быть использовано при извлечении МПГ на предприятиях металлургической и химической промышленности из хромсодержащего сырья.
Изобретение относится к гидрометаллургии редких элементов и может быть использовано для способа извлечения рения из металлических отходов никельсодержащих жаропрочных сплавов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам извлечения никеля, и может быть использовано при извлечении никеля из окисленных никелевых руд. .

Изобретение относится к способу перевода в раствор металлсодержащих соединений, а также к выщелачивающему агенту. .

Изобретение относится к области гидрометаллургии и обогащения урана и благородных металлов, в частности к способу переработки упорных урановых, содержащих пирит и благородные металлы, материалов для извлечения урана и получения концентрата благородных металлов.

Изобретение относится к комбинированному способу выщелачивания. .
Изобретение относится к получению титансодержащих продуктов, которые могут быть использованы в качестве дубителей в кожевенной промышленности, в производстве лакокрасочных материалов, строительных материалов и пластмасс.

Изобретение относится к способу извлечения урана из рудного сырья. .
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности аффинажу благородных металлов. .
Наверх