CS211655B1 - Způsob zpracováváni použitých katalyzátorů obsahujících drahé kovy - Google Patents

Description

Vynález se týká zpracování použitých katalyzátorů, obsahujících drahé kovy, např. platinu, paládium, rhenium, rhodium, iridium.

Tyto katalyzátory, v nichž je drahý kov nanesen na kysličník hlinitý nebo kysličník křemičitý, se v současné době využívají ve velkém množství v petrochemickém průmyslu,a to především při hydrogenačních a dehydrogenačních procesech. Původně užívané katalyzátory, obsahující pouze jeden kov, jsou stále ve větší míře nahrazovány katalyzátory bimetálickými nebo polymetalickými, které obsahují několik drahých kovů o celkovém obsahu do 1 %.

Vzhledem k vysokým cenám drahých kovů je třeba zpracovávat použité katalyzátory co nejefektivněji, aby se z nich získalo oo nejvíce těchto kovů pro výrobu nových katalyzátorů.

Katalyzátory na bázi platiny nebo jiných drahých kovů na kysličníku hlinitém se dosud zpracovávaly postupy, jejichž základem je buJ loužení, nebo chlorace.

Při chlorační metodě se drahé kovy převedou na těkavé chlorované sloučeniny, které se v plynné fázi odvedou z reaktoru a pohltí se ve vodě. Z roztoku se kov získá různými redukčními způsoby.

Dosud známé loužicí postupy je možno rozdělit v zásadě na způsoby, při nichž se používá k rozpouštění katalyzátorů minerálních kyselin a na způsoby alkalické, používající roztoků alkalických hydroxidů.

Před vlastním zpracováním loužením je ve většině případů použité katalyzátory nutno vyžíhat na vysokou teplotu, která se pohybuje zpravidla v rozmezí 800 až 1 200 °C, aby se odstranily organické, látky.

Při kyselém loužení se používá především kyselina sírová nebo kyselina solná. Pracuje še při zvýšené teplotě, zpravidla 100 až 150 °C a velmi často je nutno použít i zvýšeného tlaku až do 5,0 MPa.

U některých postupů se používá i lučavka královská nebo kyselina solná s přídavkem chloru.

Při alkalických postupech je nutno tavit použitý katalyzátor s přebytkem alkalického hydroxidu při teplotách 100 až 150 °C.

Dosud známé postupy přepracování použitých katalyzátorů'na bázi platiny , případně paládia, rhenia, rhodia, iridia, nanesených na kysličníku hlinitém, případně na kysličníku křemičitém mají nevýhody spočívající zejména v tom, že nároky na energii jsou vysoké, loužení katalyzátoru probíhá při vysoké teplotě a v některých případech i při vysokém tlaku, doba loužení je poměrně dlouhá, ztráty drahých kovů jsou vzhledem k velkému počtu následných operací dosti vysoké a činí 3 až 5 $. Při těchto známých postupech vzniká značné množství odpadních látek, které se nedají nijak využít a znečišťují životní prostředí.

Tyto nedostatky odstraňuje způsob zpracování uvedených katalyzátorů podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se použitý katalyzátor obsahující jeden nebo více drahých kovů, např. platinu, paládium, rhenium, rhodium, iridium, nanesených na kysličníku hlinitém nebo kysličníku křemičitém,podrobí působení 10 až 80% kyseliny fluorovodíkové a vzniklý roztok kyseliny fluorohlinité,případně kyseliny fluorokřemičité se oddělí od uvolněného drahého kovu.

í

Použitý katalyzátor se před loužením kyselinou fluorovodíkovou s výhodou zbaví uhlíku a zbytků organických látek, které v katalyzátoru zůstaly z výrobního procesu.

Je výhodné použitý katalyzátor obsahující zbytky organických látek a uhlík zahřát na teplotu od 300 do 900 °C a vystavit jej působení oxidační atmosféry, například kyslíku nebo vzduchu.

Z hlediska komplexního zpracování uvedených upotřebených katalyzátorů je výhodné zpracovat získaný roztok kyseliny fluorohlinité uhličitanem nebo' chloridem sodným na fluorohlinitan sodný, tj. syntetický kryolit, který je možno dále využít pro výrobu hliníku.

V případě zpracování katalyzátoru, kde je jako nosič použit kysličník křemičitý, se oddělený .roztok kyseliny fluorokřemičité zpracuje uhličitanem sodným na fluorokřemičitan.

Postup podle vynálezu je výhodný zejména tím, že se dosahuje vysoké výtěžnosti drahých kovů, která dosahuje 99,6 % až 99,8 % hmot., a že je universální, tj. hodí se jak pro katalyzátory obsahující jeden z drahých kovů, tak i pro katalyzátory polymetalické. Popsaný technologický postup zpětného získávání drahých kovů je velmi jednoduchý, nevyžaduje žádné zvláštní zařízeni a má relativně nízkou spotřebu energie i pomocných surovin.

Jedná se prakticky o bezodpadovou technologii, při niž nevznikají žádné exhalace ani sa neznečišťují odpadní vody. Postup řeší i otázku využití vedlejších produktů, například syntetický kryolit získaný ze zpracování nosiče katalyzátoru (AljOj) je cennou surovinou pro výrobu hliníku.

Způsob podle vynálezu a jeho výhody jsou blíže popsány v dále uvedených příkladech jeho provedení.

Přikladl

Byl zpracován jeden kilogram detoxikačního platinového katalyzátoru, o obsahu platiny 0,6 % hmot., naneseném na nosiči tvořeném vysokopovrchovým AlgOy

Katalyzátor byl oxidován vzduchem ve vertikálním násypném nerezovém reaktoru předehřátém na 600 °C. Během reakce teplota vystoupila na 700 až 800 °C. Vody, grafitu a organických zbytků zbavený katalyzátor byl rozpouštěn v polypropylénovém rozpouštěči v 38% kyselině fluorovodíkové. Reakce byla exotermická a reaktor bylo nutno chladit, veškerý nosiě se rozpustil za vzniku H^AlFg a surová platina se usadila na dně nádoby. Pevná usazenina byla odfiltrována, promyta vodou a získán 85% platinový koncentrát. Filtrací získaný roztok byl neutralizován roztokem NagCO^ a z roztoku se vyloučil nerozpustný, průmyslově využitelný Na-jAlFg. Výtěžek platiny činil 99,85 %.

Příklad 2

Byl zpracován ječen kilogram reformingového platinového katalyzátoru s obsahem platiny 0,5 % a naneseného aa granulovaném AlgO^.

Katalyzátor byl zbaven vody a zbytků organických látek ve vakuové sušárně vyhřáté na 200 °C. K rozpouštění bylo použito 20% kyseliny fluorovodíkové. Rozpouštění bylo uskutečněno v polypropylenové rozpouštěcí nádobě opatřené zpětným chladičem. Při rozpouštění vzrostla teplota roztoku z původních 20 °C na 60 až 70 °C. Nosič katalyzátoru AlgO^ se rozpustil za vzniku H^AlFg. Platina se usadila na dně rozpouštěče. Další postup zpracování jako v příkladu 1. Výtěžek platiny činil 99,9 %.

Příklad 3

Byl zpracován jeden kilogram syntézního katalyzátoru na přípravu vysokooktanových benzinů s obsahem 0,25 % platiny a 0,25 % rhenia, naneseného na aktivním AlgOy Katalyzátor byl vyhříván ne vakuovém reaktoru při teplotě 200 až 250 °C. Vysušený a organických zbytků zbavený katalyzátor byl rozpuštěn v 25%> kyselině fluorovodíkové a polypropylénové rozpouštěcí nádobě. Nosič se kvantitativně rozpustí za vzniku H^AlFg (nebo A1F^.3HF), platiny a rhenium se usadily na dně rozpouštěcí nádoby. Kovová platina a rhenium byly odfiltrovány a promyty vodou a vysušeny. Roztok byl zneutralizován Ka Na^AlFg, jak je uvedeno v příkladu 1. Výtěžek platiny činil 99,9 %, rhenia 99,75 %. Získaný koncentrát obsahoval 80 až 85 % platiny a rhenia.

Příklad 4

Byla zpracována platina a rhodium ze sít konvertorů na výrobu kyseliny dusičné.

Do konvertoru nanesený kuličkový vysokopovrchový granulovaný AlgO^ sloužil k usazování platiny a rhodia z katalyzátorových sít. Obsah platiny k rhodiu byl 9:1. Bylo zpracováno cca 20 kg materiálu s obsahem 0,2 až 10 % drahých kovů. K rozpuštění bylo použito 40% kyseliny fluorovodíkové. Krystaly kovu byly větších rozměrů, proto po rozpouštění daleko rychleji sedimentovaly než jemné podíly z předcházejících případů. Získaný pevný produkt obsahoval až 90 % drahých kovů. Výtěžek drahého kovu se pohyboval na úrovni 99,5 %. Zpracování roztoku bylo analogické příkladu 1.

1655

Příklad 5

Bylo získáváno iridium z materiálu, kde bylo použito vyšokopóvréhové křemeliny jako nosiče.

Obsah iridia se pohyboval v rozmezí 0,2 až 0,4 %. Materiál byl před zpracováním suSen ve vakuové sušárně při teplotě 300 °C za účelem odstranění vlhkosti a jiných většinou organických nečistot.

Dále byl materiál rozpouštěn v 60% kyselině fluorovodíkové, reakce byla exotermická, polypropylénový rozpouštěč byl opatřen zpětným chladičem a vnější stěny aparátu chlazeny vodou. Po rozpuštění se iridium usadilo na dně rozpouětěče.

Rozpuštěním vznikla kyselina fluorokřemičitá, která se neutralizovala roztokem NajCO^. Roztok byl odpařováním zahuštěn, až vypadle sloučenina NagSiFg průmyslově využitelná. Výtěžek iridia činil 99,8 %.

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob zpracování použitých katalyzátorů obsahujících drahé kovy, zejména platinu, paládium, rhenium, rhodium, iridium, nanesených na kysličníku hlinitém nebo křemičitém, vyznačující se tím, že sena použitý katalyzátor působí 10 až 80% roztokem kyseliny fluorovodíkové a od reakcí uvolněného drahého kovu se oddělí roztok kyseliny fluorohlinité,případně fluorokřemičité.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se použitý katalyzátor nejdříve zbaví zbytků organických látek a kyslíku.
3. 3. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se použitý katalyzátor obsahující zbytky organických l‘átek a uhlík zahřeje na teplotu od 300 do 900 °C a vystaví se přitom působení oxidační atmosféry, například kyslíku nebo vzduchu.
4. 4. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se na oddělený roztok kyseliny fluorohlinité působí uhličitanem nebo chloridem sodným a vzniklý fluorohlinitan sodný se oddělí.
5. 5. Způsob podle bodu 1 vyznačující se tím, že se na oddělený roztok kyseliny fluorokřemičité působí uhličitanem sodným a vzniklý fluorokřemičitan se vydělí.