способ извлечения рения и/или платины из дезактивированных катализаторов с алюминийоксидным носителем

Формула изобретения

1. Способ извлечения рения и/или платины из дезактивированных катализаторов с алюминийоксидным носителем, включающий обжиг катализатора при температуре 1200-1300°С, отгонку и мокрое улавливание соединений рения, выщелачивание платины из обожженного катализатора раствором сильной кислоты, содержащим окислитель, отличающийся тем, что перед обжигом при температуре 1200-1300°С катализатор обжигают при температуре 600-850°С, при этом обжиг катализатора при температуре 600-850°С и при температуре 1200-1300°С осуществляют в однонаправленном потоке воздуха с непрерывным перемешиванием, а мокрое улавливание соединений рения осуществляют посредством абсорбции газовой фазы водой с последующей адсорбцией на силикагеле.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что однонаправленный поток воздуха при обжиге создают посредством вакуумного насоса.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что обжиг катализатора при температуре 600-850°С осуществляют в аппарате с вращающимся барабаном, один конец которого выполнен с неподвижным загрузочным патрубком, а другой - выгрузным отверстием и впускным отверстием для воздуха с последовательно соединенными между собой по газовой фазе циклоном, батареей абсорбционных колонн, и вакуумным насосом, при этом питатель для подачи катализатора и вход газовой фазы циклона подключают к загрузочному патрубку.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что выгрузной выход циклона соединен с входом питателя для подачи катализатора.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что обжиг катализатора при температуре 1200-1300°С осуществляют в аппарате с вращающимся барабаном, один конец которого выполнен с неподвижным загрузочным патрубком, а другой - выгрузным отверстием и впускным отверстием для воздуха, питателем для подачи катализатора, подключенным к загрузочному патрубку, и с последовательно соединенными между собой по газовой фазе, охлаждаемым барботером, батареей абсорбционных колонн, холодильником-конденсатором, колонной с силикагелем и вакуумным насосом, при этом барботер подключен к загрузочному патрубку через газоотводный патрубок.

6. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что барабан вращают с круговой частотой 1-20 об/мин.

7. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что в абсорбционных колоннах в качестве насадки используют кольца Рашига или перфорированные тарелки.

8. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что абсорбцию в батарее абсорбционных колон осуществляют в противоточном режиме.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что отработанный абсорбент из батареи абсорбционных колон подают в барботер.

10. Способ по п.5, отличающийся тем, что конденсат из холодильника-конденсатора подают в батарею абсорбционных колон.

11. Способ по п.3 или 5, отличающийся тем, что в качестве абсорбента для питания батареи абсорбционных колонн используют воду.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание платины осуществляют в реакторе, снабженном паровой рубашкой, горизонтальной перфорированной перегородкой с фильтровальным материалом, уложенным поверх нее, и сливным патрубком, размещенным снизу от перегородки, при этом сливной патрубок сообщен с герметичной емкостью для получения фильтрата, подключенной к вакуумному насосу.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что кек, полученный после выщелачивания, нагревают 1-3 ч при температуре 600-800°С при непрерывном перемешивании и полученные сухие продукты удаляют однонаправленным током воздуха.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание платины осуществляют в растворе соляной кислоты концентрацией 100-150 г/л в присутствии азотной кислоты с концентрацией 5-30 г/л.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание осуществляют в растворе соляной кислоты концентрацией 100-150 г/дм³ в присутствии окислителя до установления окислительно-восстановительного потенциала платинового электрода в пульпе относительно насыщенного хлорсеребряного, равного 850-1000 мВ.

16. Способ по любому из пп.1, 14 или 15, отличающийся тем, что выщелачивание платины осуществляют при температуре 90-98°С.

17. Способ по любому из пп.1, 14 или 15, отличающийся тем, что выщелачивание платины осуществляют, по меньшей мере, с двукратной заменой раствора сильной кислоты.

18. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что однонаправленный поток воздуха при обжиге создают посредством вакуумного насоса за счет перепада давления от 1 до 50 мм рт.ст.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к переработке вторичного сырья, а точнее к способу извлечения благородных и редких металлов из отработанных гетерогенных катализаторов на алюминийоксидной основе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны способы выделения платины и/или рения из отработанных катализаторов.

В частности, известен способ извлечения платины из отработанных катализаторов, в котором катализатор выщелачивают при температуре 95÷103°С смесью, содержащей 4÷7 моль/дм³ соляной кислоты, 1÷4 моль/дм³ пероксида водорода и 0,5÷3,0 моль/дм³ диметилформамида и последующем восстановлении платины из полученного раствора при рН 3÷4 и температуре 90÷105°С продуктами гидролитического расщепления диметилформамида (патент на изобретение РФ № 2103395), раствор после восстановления регенерируют и возвращают на выщелачивание. Извлечение платины в концентрат составляет 98,3÷98,5% (патент РФ № 2103395).

Первый недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что данный способ не позволяет извлекать рений в отдельный продукт. Второй недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что часть химически активной алюминийоксидной основы переходит в раствор. Это приводит к замедлению фильтрации пульпы после выщелачивания, не позволяет многократно использовать раствор, снижает извлечение платины и приводит к загрязнению платинового концентрата алюминием.

Известен способ извлечения рения из алюмоплатиновых катализаторов, в котором катализаторы подвергают обжигу при 300÷500°С в присутствии кислорода (для выжигания органических соединений), обожженный катализатор выщелачивают 5 М раствором соляной (азотной) кислоты или царской водки при температуре 20÷90°С, а платину выделяют из раствора посредством ионного обмена (Тематический обзор. Извлечение ценных металлов из отработанных гетерогенных катализаторов. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1988, с.22, 3-й абз.).

Первый недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что он не позволяет извлекать рений в отдельный продукт. Второй недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что температура обжига не позволяет перевести весь оксид алюминия в химически неактивную форму.

Известен способ комплексной переработки дезактивированных платино-рениевых катализаторов, включающий обжиг в присутствии кислорода и выщелачивание огарка раствором соляной кислоты в присутствии окислителя, в котором обжиг в присутствии кислорода проводят при температуре 1200÷1300°С с отгонкой и мокрым улавливанием рения щелочным раствором, а выщелачивание огарка ведут в растворе соляной кислоты концентрацией 100÷150 г/дм³ в присутствии окислителя до установления окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) платинового электрода в пульпе относительно насыщенного хлорсеребряного, равного 850÷1000 мВ, с переводом платины в раствор (патент на изобретение РФ № 2261284, выбранный в качестве прототипа).

Первый недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что он не позволяет обрабатывать катализаторы с содержанием органических примесей 5÷15%, так как при температуре активной стадии отгонки рения (1150°С) обжиг в присутствии кислорода сопровождается горением, в результате в газовую фазу попадает большое количество примесей, а получаемый из растворов улавливания сырой продукт требует многократной очистки, что приводит к высоким потерям рения. Кроме того, загрузка катализатора с большим количеством органических примесей в печь при высокой температуре может вызвать возгорание и неуправляемое горение органики, что может привести к аварийным ситуациям.

Второй недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что в связи с отсутствием перемешивания катализатора известный способ имеет низкую производительность и не масштабируется. Отсутствие перемешивания катализатора при обжиге в присутствии кислорода снижает производительность процесса из-за того, что материал обладает плохой теплопроводностью и его обжиг в статическом режиме более длителен по сравнению с обжигом при перемешивании; наблюдается слипание (спекание материала), которое не позволяет осуществлять последующую выгрузку материала из печи; наблюдаются канальные эффекты при продувке воздухом массы катализаторов в печи, что может привести к неполному извлечению рения в газовую фазу и, как следствие, высокие потери рения на этой операции.

Третий недостаток известного способа, препятствующий достижению нижеупомянутого технического результата, состоит в том, что в нем используют щелочной раствор для улавливания рения, что требует расхода реагентов и дополнительной очистки сырого продукта от реагентов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы повысить степень извлечения рения из катализатора в готовый продукт по сравнению с прототипом. Вторая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы сократить время обжига, необходимое для обезренивания катализатора до содержания примерно 0,001% по сравнению с прототипом.

Указанные задачи решены благодаря тому, что предварительный обжиг катализатора при температуре 600÷850°С повышает извлечение рения более чем на 10%, а также благодаря тому, что перемешивание катализатора при обжиге сокращает период времени, необходимый для обезренивания катализатора до содержания рения примерно 0,001 мас.% более чем в два раза, а также благодаря тому, что создание однонаправленного потока воздуха повышает извлечение рения более чем на 20%.

Технический результат заявляемого способа заключается в достижении извлечения рения и платины из катализаторов на алюминийоксидной основе в твердый продукт до уровня свыше 95% и 98% соответственно при общей производительности свыше 500 кг/сутки на одной печной установке.

Таким образом, указанные задачи решены благодаря тому, что в способе извлечения рения и/или платины из дезактивированных катализаторов с алюминийоксидным носителем, включающем обжиг упомянутых катализаторов при температуре 1200÷1300°С, отгонку и мокрое улавливание соединений рения, выщелачивание платины из обожженного катализатора раствором сильной кислоты, содержащим окислитель, перед обжигом при температуре 1200÷1300°С упомянутый катализатор обжигают при температуре 600÷850°С, при этом обжиг катализатора при температуре 600÷850°С и при температуре 1200÷1300°С осуществляют в однонаправленном токе воздуха с непрерывным перемешиванием, а мокрое улавливание соединений рения осуществляют посредством абсорбции газовой фазы водой с последующей адсорбцией на силикагеле.

Как неожиданно показало масштабирование способа согласно прототипу активная стадия отгонки рения начинается при температурах выше 1150°С и сопровождается горением органических примесей, при этом получают растворы улавливания с большим количеством примесей, а сырой концентрат рения, получаемый из таких растворов, требует многократной очистки.

В связи с этим в заявленном способе катализатор не сразу подвергают обжигу при температуре 1200÷1300°С, а предварительно обжигают его при температуре 600÷850°С, что позволяет практически полностью удалить влагу и органические примеси из сырья (в том числе при их содержании 5÷15 мас.%).

Как неожиданно показало масштабирование способа согласно прототипу, при обжиге катализатора в присутствии кислорода в статическом режиме происходит спекание сырья, затрудняющее выгрузку продукта, наблюдаются канальные эффекты (то есть прохождение воздуха по местам наименьшего сопротивления без контакта со всей массой сырья) при продувке воздухом массы катализаторов в печи, что может приводить к неполному извлечению рения в газовую фазу и, как следствие, к высоким потерям рения на этой операции.

В связи с этим в заявленном способе обжиг катализатора в присутствии кислорода осуществляют при непрерывном перемешивании, что позволяет повысить скорость и равномерность обжига всей массы сырья, исключить слипание и спекание катализатора, обеспечить полный контакт всей массы сырья с воздухом и вести процесс в непрерывном режиме.

Создание однонаправленного потока воздуха через весь объем рабочей зоны печи позволяет исключить ресорбцию возгонов, содержащих соединения рения, уменьшить унос необработанного сырья воздухом и повысить производительность.

Стадия адсорбции на силикагеле позволяет повысить полноту улавливания соединений рения и довести степень извлечения рения в товарный продукт до уровня 95÷98%.

В частном варианте осуществления однонаправленный поток воздуха создают посредством вакуумного насоса. Это позволяет снизить потери тепла на нагревание воздуха при повышении эффективности способа. Также становится возможным использование печей упрощенной конструкции, не требующих герметизации, и исключаются потери рения в связи с негерметичностью.

В одном частном варианте осуществления обжиг катализатора при температуре 600÷850°С осуществляют в аппарате с вращающимся барабаном, один конец которого выполнен с неподвижным загрузочным патрубком, а другой - с выгрузным отверстием и впускным отверстием для воздуха с последовательно соединенными между собой по газовой фазе циклоном, батареей абсорбционных колонн, и вакуумным насосом, при этом питатель для подачи катализатора и вход газовой фазы циклона подключают к упомянутому загрузочному патрубку. Наличие циклона позволяет увеличить срок службы абсорбционных колонн, а абсорбционные колонны служат для удаления остатков пыли и примесей из воздуха с продуктами обжига.

В еще одном частном варианте осуществления выгрузной выход упомянутого циклона соединен с входом упомянутого питателя. Это позволяет повысить эффективность за счет возврата необработанного сырья в голову процесса.

В другом частном варианте осуществления обжиг катализатора при температуре 1200÷1300°С осуществляют в аппарате с вращающимся барабаном, один конец которого выполнен с неподвижным загрузочным патрубком, а другой - с выгрузным отверстием и впускным отверстием для воздуха с последовательно соединенными между собой по газовой фазе циклоном, батареей абсорбционных колонн, и вакуумным насосом, при этом питатель для подачи катализатора и вход газовой фазы циклона подключают к упомянутому загрузочному патрубку.

В предпочтительном варианте воплощения упомянутый газоотводный патрубок и/или упомянутый барабан выполнен из сплава марки Х28Н48В5Л или ХН45Ю.

В частном варианте осуществления упомянутый барабан вращают с круговой частотой 1÷20 оборотов в минуту.

В одном частном варианте осуществления в качестве насадки в упомянутых абсорбционных колоннах используют кольца Рашига или перфорированные тарелки.

В еще одном частном варианте осуществления абсорбцию в упомянутой батарее абсорбционных колонн осуществляют в противоточном режиме.

В частном варианте осуществления отработанный абсорбент из упомянутой батареи абсорбционных колонн подают в упомянутый барботер.

В предпочтительном варианте осуществления конденсат из упомянутого холодильника-конденсатора подают в упомянутую батарею.

В одном частном варианте осуществления в качестве абсорбента для питания упомянутой батареи абсорбционных колонн используют воду. В отличие от прототипа в качестве абсорбента в заявленном способе можно использовать воду вместо щелочного раствора, что позволяет исключить необходимость очистки продукта от щелочных реагентов и упростить аппаратурное оформление способа, так как не требуются средства контроля и регулирования концентрации реагентов.

В еще одном частном варианте осуществления выщелачивание осуществляют посредством реактора, снабженного паровой рубашкой, горизонтальной перфорированной перегородкой с фильтровальным материалом, уложенным поверх нее, и сливным патрубком, размещенным снизу от упомянутой перегородки; упомянутый сливной патрубок сообщен с герметичной емкостью для фильтрата, подключенной к вакуумному насосу. Совмещение процессов выщелачивания и фильтрации в одном реакторе позволяет исключить необходимость перегрузки кека между стадиями. Кроме этого становится возможным проводить выщелачивание при Т:Ж=1:1.

В другом частном варианте осуществления кек, полученный после выщелачивания, обжигают 1-3 часов при температуре 600÷800°С при непрерывном перемешивании, а сухие продукты удаляют однонаправленным током воздуха. Это позволяет получать кеки, не содержащие примесей цветных и щелочных металлов, кислот и влаги, которые возможно классифицировать по классу опасности отходов 3 или 4, что позволяет утилизировать их на полигонах бытовых отходов и не применять дальнейшую переработку и дорогостоящее захоронение.

В частном варианте осуществления выщелачивание платины осуществляют в растворе соляной кислоты концентрацией 100÷150 г/л в присутствии азотной кислоты с концентрацией 5÷30 г/л. Применение азотной кислоты в качестве окислителя позволяет получать кеки после выщелачивания с содержанием платины и рения не более 50 г/т, не требующие дальнейшей переработки.

В одном частном варианте осуществления выщелачивание осуществляют в растворе соляной кислоты концентрацией 100÷150 г/дм³ в присутствии окислителя до установления окислительно-восстановительного потенциала платинового электрода в пульпе относительно насыщенного хлорсеребряного, равного 850÷1000 мВ.

В еще одном частном варианте осуществления выщелачивание платины осуществляют при температуре 90÷98°С.

В предпочтительном варианте осуществления выщелачивание проводят при температуре 95÷98°С.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления длительность одной стадии выщелачивания составляет 1,5÷3 ч.

В другом частном варианте осуществления выщелачивание катализатора осуществляют, по меньшей мере, с двукратной заменой раствора сильной кислоты.

В частном варианте осуществления однонаправленный поток воздуха создают посредством вакуумного насоса за счет перепада давления 1÷50 мм рт.ст.

Следует понимать, что способу могут быть присущи все или некоторые из неисключающих друг друга признаков вышеописанных частных и предпочтительных вариантов осуществления, и такие комбинации признаков также включены в объем настоящего изобретения.

Изменения и модификации описанного способа, а также дополнительные применения принципов настоящего изобретения, могут быть сделаны средними специалистами в данной области техники без отклонения от духа и области настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нижеследующие примеры даются только для иллюстрации изобретательской идеи. Ничто в настоящем разделе описания не должно быть истолковано как ограничение объема притязаний. Должно быть понятно, что средний специалист, знакомый с идеями настоящего изобретения, может использовать его главные отличительные особенности и внести эквивалентные замены с достижением поставленной задачи и без отклонения от духа и области настоящего изобретения.

В лучшем варианте осуществления заявленный способ реализуют следующим образом.

На первом этапе от партии катализатора отбирают пробу, перерабатывают ее и определяют оптимальные параметры основных технологических процессов, в частности время и температуру обжига в присутствии кислорода, длительность стадий выщелачивания и количество реагентов.

На втором этапе осуществляют обжиг в присутствии кислорода. Для этого используют аппарат с расчетной производительностью 500 кг/сутки в непрерывном режиме и массой загрузки не менее 50 кг, содержащий печь, имеющую барабан, выполненный с возможностью вращения относительно продольной оси с круговой частотой 1÷20 оборотов в минуту, один конец упомянутого барабана снабжен неподвижным загрузочным патрубком, а другой - выгрузным отверстием и впускным отверстием для воздуха, питатель для подачи катализатора, подключенный к загрузочному патрубку, и последовательно соединенные между собой по газовой фазе циклон, батарею абсорбционных колонн и вакуумный насос, при этом колонны батареи заполнены кольцами Рашига или перфорированными тарелками и соединены между собой таким образом, чтобы обеспечить противоток абсорбента и абсорбата, вход циклона подключен к упомянутому загрузочному патрубку, а выпускное отверстие - к входу упомянутого питателя для возврата пыли в голову процесса.

Барабан печи ориентируют под углом и непрерывно подают в него катализатор посредством питателя, осуществляя обжиг при температуре 600÷850°С 2÷6 ч с непрерывным отсасыванием выделяющихся продуктов вакуумным насосом. Наклон печи, скорость подачи катализатора, скорость вращения барабана и температуру определяют на первом этапе.

На третьем этапе полученный продукт дополнительно обжигают при температуре 1200÷1300°С. Для этого используют аппарат, содержащий печь, имеющую барабан, выполненный с возможностью вращения относительно продольной оси с круговой частотой 1÷20 оборотов в минуту, один конец упомянутого барабана снабжен неподвижным загрузочным патрубком а другой - выгрузным отверстием и впускным отверстием для воздуха, питатель для подачи катализатора, подключенный к загрузочному патрубку, и последовательно соединенные между собой по газовой фазе охлаждаемый барботер, батарею абсорбционных колонн, холодильник-конденсатор, колонну с силикагелем и вакуумный насос, при этом упомянутый барботер подключен к упомянутому загрузочному патрубку через газоотводный патрубок. Колонны батареи соединены между собой таким образом, чтобы обеспечить противоток абсорбента и абсорбата, отработанный абсорбент из батареи подают в барботер. Упомянутый газоотводный патрубок и барабан выполнен из жаропрочных сплавов.

Высокотемпературный обжиг катализатора осуществляют в периодическом или непрерывном режиме.

При работе в периодическом режиме во вращающийся барабан печи, наклоненный на угол 5÷100 градусов, посредством упомянутого питателя загружают расчетное количество катализатора, добиваются равномерного распределения катализатора по всей длине барабана, переводят его в горизонтальное положение и обжигают катализатор 2,5÷3 ч при температуре 1200÷1300°С.

При работе в непрерывном режиме катализатор посредством упомянутого питателя непрерывно подают во вращающийся барабан печи, ориентированный под наклоном в несколько градусов, и обжигают при температуре 1200÷1300°С. Наклон барабана, скорость его вращения и скорость подачи катализатора выбирают таким образом, чтобы обеспечить время пребывания катализатора в печи 2,5÷3 ч.

Под действием разрежения, создаваемого упомянутым насосом, воздух при обжиге поступает в печь через отверстие, расположенное с выгрузного конца барабана, проходит через весь реакционный объем, насыщаясь соединениями рения, и через газоотводный патрубок попадает в упомянутый барботер, где при контакте с жидким абсорбентом пыль и соединения рения переходят в раствор. Выхлоп из барабатера далее подают в батарею абсорбционных колонн, заполненных насадкой, непрерывно орошаемой абсорбентом. Пары абсорбента из батареи конденсируют в упомянутом холодильнике-конденсаторе, а остаток соединений рения из сухой газовой фазы адсорбируют в колонне на силикагеле. Конденсат из упомянутого холодильника-конденсатора возвращают на вход батареи, откуда отработанный абсорбент подают в барботер. Абсорбент с концентрацией соединений рения 10÷25 г/л выгружают из барботера и используют для получения перрената аммония. Огарок используют для извлечения платины.

На четвертом этапе огарок выщелачивают для извлечения платины. Для этого используют титановый реактор объемом 500 л с расчетной загрузкой 350 кг, снабженный паровой рубашкой, горизонтальной перфорированной перегородкой с фильтровальным материалом, уложенным поверх нее, и сливным патрубком, размещенным снизу от упомянутой перегородки; упомянутый сливной патрубок сообщен с герметичной емкостью для фильтрата, подключенной к вакуумному насосу.

В предпочтительном варианте осуществления катализатор выщелачивают смесью соляной и азотной кислот, с концентрацией соляной кислоты, по меньшей мере, 100 г/л, причем азотную кислоту добавляют по 10 литров на каждую стадию выщелачивания. Каждую стадию выщелачивания проводили при температуре 95÷98°С 1,5÷3 ч.

Выщелачивание осуществляют в противоточном режиме в несколько стадий. На первых двух стадиях катализатор выщелачивают нагретым раствором кислоты, на третьей промывают водой с кипячением, а на четвертой и пятой - без кипячения. После первой стадии щелок упаривают. Раствор с каждой последующей стадии используют на предшествующей стадии. При содержании платины в кеке более 0,005% проводят дополнительную отмывку кека водой.

Щелок первой стадии выщелачивания упаривают до концентрации алюминия, самое большее 30 г/л, отстаивают, декантируют, фильтруют и осаждают черновой хлор-платинат аммония (ХПА) добавлением концентрированного раствора хлорида аммония до расчетного соотношения платина:хлорид аммония в фильтрате 1:1,5. Осадок помещают в кварцевый стакан, ступенчато нагревают на 100°С в час до конечной температуры 900°С и обжигают 8 ч. Черновую губку очищают растворением и повторным осаждением чистового ХПА, который затем обжигают аналогичным образом. Чистовую губку с содержанием платины, по меньшей мере, 99,8% используют для аффинирования платины. Степень извлечения платины в чистовую губку составляет 98÷99%.

На пятом этапе получают перренат аммония. Для этого соединения рения из жидкого абсорбента на выходе из барботера адсорбируют на активированном угле или экстрагируют в органическую фазу и выделяют товарный перренат аммония известными методами.

На шестом этапе кеки сушат. Для этого кеки выщелачивания, загружают в барабанную печь и сушат 3÷5 ч при температуре 650°С. Содержание примесей, влаги и кислоты после процесса сушки при указанных параметрах позволяет получать отходы производства третьего класса опасности, что позволяет утилизировать их с минимальными затратами на полигонах бытовых и промышленных отходов.

ПРИМЕР 1

В качестве исходного продукта используют платино-рениевый катализатор риформинга РБ-33У с активной алюминийоксидной основой согласно ТУ 2177-005-23092878-2000 с изм.1, массовые доли компонентов катализатора в пересчете на прокаленный при 850°С продукт (мас.%): платина 0,30±0,02, рений 0,30±0,02, хлор 1,3±0,2, железо не более 0,01, натрий (в пересчете на оксид натрия) не более 0,01, оксид алюминия - остальное; насыпная плотность катализатора 0,75±0,05 г/см³; удельная поверхность не менее 200 м²/г; коэффициент прочности катализатора не менее 1,2 кг/мм (средний) и не менее 0,7 кг/мм (минимальный); диаметр экструдатов 1,6±0,2 мм; массовая доля частиц менее 1 мм не более 0,5%; массовая доля экструдатов длиннее 15 мм не более 1,0%. Потери при обжиге (далее ППП) при 850°С составляют 10,2%. В качестве абсорбента используют деминерализованную воду.

Катализатор общим весом 20 кг в периодическом режиме обжигают 2 ч при температуре 850°С в электропечи с постоянно вращающимся барабаном, в токе воздуха от вакуумного насоса. Обожженный катализатор содержит, мас.%: платина - 0,3, рений - 0,3. ППП составил 0,1 мас.%.

После этого весь катализатор обжигают в периодическом режиме 2,5 ч при температуре 1250°С в печи с постоянно вращающимся барабаном в токе воздуха от вакуумного насоса. Прокаленный катализатор содержит, мас.%: платина - 0,3, рений - 0,003. Насыпной вес обожженного катализатора уменьшился с 0,7÷1 г/см³ без изменения формы.

Все растворы, содержащие соединения рения, в том числе и раствор после промывки силикагеля, собирают, упаривают, черновой перренат аммония выделяют, перекристаллизовывают и высушивают. Извлечение рения в перренат аммония составляет 90,2%.

Платину из обожженного катализатора выщелачивают в пять стадий в реакторе объемом 50 л, совмещенном с нутч-фильтром. До окончания процесса выщелачивания кек не выгружают из реактора. Концентрация соляной кислоты на 1-ой и 2-ой стадиях составляет 100 г/л, концентрация азотной кислоты - 10 г/л. На 3-й, 4-й и 5-й стадиях кек промывают водой, причем на 5 стадию подают 28 л воды. После 3-й стадии в воду вводят 12÷13 л соляной кислоты. Таким образом, получают объем щелока, равный объему загруженного на выщелачивание катализатора, и соотношение Т:Ж процесса составляет 1:1. Скорость фильтрации более 500 дм³/м²ч.

Щелок упаривают, платину выделяют в губку. Степень извлечения платины в губку составляет 98,2%, а чистота - 99,5%.

Полученный кек высушивают в барабанной электропечи при температуре 700°С. Содержание платины в сухом кеке составляет, мас.%: платина - 0,001%, рений - 0,001%.

Полученные показатели являются оптимальными для опытно-промышленной установки и позволяют вести данный процесс с высокой эффективностью.

ПРИМЕР 2 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Осуществляют способ по примеру 1 без предварительного обжига катализатора в присутствии кислорода.

В результате при высокотемпературном обжиге в растворах улавливания рения наблюдают наличие органических примесей (черный цвет, маслянистый состав). При переработке данных растворов из них не удается выделить весь рений обычной упаркой. Кроме того, для получения чистого перрената аммония необходима дополнительная перекристаллизация. Извлечение рения в перренат аммония составляет 85,2%.

Таким образом, эффективность переработки катализатора по извлечению рения на 15% ниже.

ПРИМЕР 3 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Осуществляют способ по примеру 1 без перемешивания катализатора при высокотемпературном обжиге.

Содержание рения после обжига в первых двух партиях катализатора варьирует в пределах 0,007÷0,009%, то есть значительно хуже результатов, полученных с применением перемешивания. Только при увеличении времени процесса с 2,5 часов до 5,5 часов достигают содержания рения в обожженном катализаторе как в примере 1. Увеличение времени процесса приводит к снижению производительности.

ПРИМЕР 4 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Осуществляют способ по примеру 1 с тем отличием, что воздух не вытягивался из печи за счет разрежения в цепи аппаратов, создаваемого вакуумным насосом, а нагнетался компрессором.

Извлечение рения в данном случае составляет 67,2%. Остальные показатели остаются без изменения.

Низкое извлечение рения обусловлено потерями рения, вследствие повышения давления в цепи аппаратов выше атмосферного.

ПРИМЕР 5 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Осуществляют способ по примеру 1 с тем отличием, что в системе улавливания используют раствор гидроксида натрия с концентрацией 50 г/л.

Показатели процесса при этом не улучшились по сравнению с таковыми в примере 1.

Таким образом, применение раствора гидроксида натрия усложняет технологический процесс, в связи с необходимостью контроля концентрации раствора и применения дополнительного оборудования для его приготовления, а также в связи с увеличением количества отходов производства.

ПРИМЕР 6 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Осуществляют способ по примеру 1 с тем отличием, что из системы улавливания исключают колонну с силикагелем.

В результате извлечение рения в готовый продукт снижается до 86,5%.

ПРИМЕР 7 (СРАВНИТЕЛЬНЫЙ)

Осуществляют способ по примеру 1 с тем отличием, что платину выщелачивают в реакторе с якорной мешалкой.

После каждой стадии выщелачивания пульпу из реактора сливают на нутч-фильтр и фильтруют, после чего, для проведения следующей стадии, кек вновь загружают в реактор.

В результате общее время процесса выщелачивания увеличилось с 6 часов до 14 часов, что свидетельствует о существенном снижении производительности.