PL180940B1 - Sposób utylizacji przemysłowych odpadów wanadowych - Google Patents

Abstract

Sposób utylizacji przemysłowych odpadów wanadowych, pozostałości po destylacji ropy naftowej zawierających co najmniej 1% związków wanadowych, znamienny tym, że odpady wpierw podaje się suszeniu, wyprażeniu lub wypaleniu w temperaturze od 100°C do 1000°C, a następnie dodaje się wody w ilości 1-2 krotności masy wysuszonych odpadów, zawiesinę przy stałym mieszaniu podgrzewa się do temperatury od 30°C do 80°C, zadaje się bezwodnym kwasem szczawiowym w ilości 0,05 do 0,20 cz.wag w stosunku do masy odpadów prowadząc dozowanie w czasie od 5 minut do 2 godzin, a następnie podgrzewa się do temperatury od 80°C do 100°C w czasie od 5 do 24 godzin i po odstaniu i ochłodzeniu poniżej 80°C po poddaje się filtracji.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób utylizacji przemysłowych odpadów wanadowych, zwłaszcza pozostałości po destylacji ropy naftowej, zawierającej co najmniej 1% pięciotlenku wanadowego.

Znany jest szereg technologii rozwarstwiania takich odpadów zawierających m. in. związki wanadowe kwasami lub alkaliami, a następuje oddzielenie z otrzymanych ekstraktów wanadanów amonowych, które po wysuszeniu lub lekkim wyprażeniu przechodzą na pięciotlenek wanadowy.

W przypadku roztwarzania związków wanadowych z odpadów przez ekstrakcję alkalicznymi roztworami wodorotlenku lub węglanu sodowego względnie potasowego, roztwory te są wykorzystywane do wytwarzania nowych katalizatorów stosowanych w produkcji kwasu siarkowego, bezwodnika ftalowego lub bezwodnika maleinowego. W razie nadmiaru soli sodowych, otrzymane związki wanadowe poddaje się kosztownemu oczyszczaniu, natomiast wanadany potasowe bezpośrednio mogą być stosowane do wytwarzania katalizatorów.

Znany jest również sposób spiekania odpadów wanadowych z dodatkiem węglanu sodowego, a z otrzymanego spieku wyługowywane są związki wanadowe przez cyrkulację roztworu do momentu otrzymania od 30 do 45 kg pięciotlenku wanadowego w m³.

Znana jest metoda roztwarzania odpadów zawierających związki wanadowe kwasami, a następnie wytrącanie z tych roztworów odpowiednio czystych związków wanadowych. Trudności polegają na zużyciu dużych ilości dodatkowych soli na jednostkę wytrąconych związków wanadowych. Poza tym sposób związany jest z powstawaniem ścieków o dużej zawartości soli, których utylizacja znacznie powiększa koszty odzyskania związków wanadowych.

Znany jest także sposób wytwarzania związków wanadowych polegający na ekstrakcji katalizatorów odpadowych z produkcji kwasu siarkowego w rozcieńczonych roztworach kwasu siarkowego w środowisku odpowiadającym pH powyżej 2 i w temperaturze 60-80°C. Otrzymany roztwór w temperaturze ekstrakcji pozwala na odzyskanie powyżej 95% siarczanów wanadowego i potasowego. Po ochłodzeniu roztworu, krystalizuje siarczan potasowy, który oddziela się przez filtrację, regulując w ten sposób stężenie siarczanów wanadowego i potasowego.

Istotą wynalazku jest, że odpady wpierw poddaje się suszeniu, wyprażeniu lub wypaleniu w temperaturze od 100°C do 1000°C, a następnie dodaje się wodę w ilości 1-2 krotności masy wysuszonych odpadów, zawiesinę przy stałym mieszaniu podgrzewa się do temperatury od 30°C do 80°C, zadaje się bezwodnym kwasem szczawiowym w ilości 0,05 do 0,20 cz. wag w stosunku do masy odpadów prowadząc dozowanie w czasie od 5 minut do 2 godzin, a następnie podgrzewa się do temperatury od 80°C do 100°C w czasie od 5 do 24 godzin i po odstaniu poddaje się filtracji.

180 940

Zastosowanie kwasu szczawiowego ma na celu utworzenie siarczanu wanadowego, który łatwo poddaje się dalszej obróbce.

Oprócz pięciotlenku wanadu, odpady stałe z przemysłu naftowego zawierają pewne ilości tlenku żelazowego, tlenku glinowego, dwutlenku tytanu, dwutlenku krzemowego i in., a także znaczne ilości jonu siarczanowego. Okazało się nieoczekiwanie, że poddając te odpady stałe: suszeniu, prażeniu czy nawet wypaleniu w temperaturze dochodzącej do 1000°C, prawie całkowicie wyeliminuje się z nich jon siarczanowy oraz organiczne substancje.

Gazy odlotowe z pieca po ochłodzeniu do umiarkowanej temperatury przepuszcza się przez kolumnę zraszaną zawiesiną wodorotlenku wapniowego, pochłaniającego szkodliwy dla środowiska gazowy trójtlenek siarki. Odpady wanadowe z przemysłu naftowego można także bezpośrednio przerabiać jeśli zawartość w nich siarczanów, liczona na trójtlenek siarki, jest nie wyższa niż 10%. Przy niskiej zawartości jonu siarczanowego w odpadach wanadowych, termicznie obrabianych lub nieobrabianych, zadaje sięje obliczoną ilościąwody, stale mieszając wolnoobrotowym mieszadłem. Stosunek odpadów wanadowych do dodanej wody waha się od 1 do 2.

Zawiesinę podgrzewa się do temperatury co najmniej 30°C, korzystniej od 30°C do 80°C i powoli zadaje się stałym kwasem szczawiowym w czasie co najmniej 5 minut, korzystniej od 5 minut do 2 godzin.

Ilość bezwodnego kwasu szczawiowego w stosunku do masy odpadu wanadowego wynosi od 0,05 do 0,20 cz. wag. Po zadaniu obliczoną ilością kwasu szczawiowego do zawiesiny, podgrzewa się ją do temperatury 80°C, korzystniej do temperatury 100°C, stale mieszając.

Zawiesina posiada pH nie wyższe niż 4. Roztwór przetrzymuje się w podwyższonej temperaturze przez co najmniej 3 godziny, korzystniej od 3 do 24 godzin. Po zatrzymaniu mieszadła i po ochłodzeniu zawiesiny do temperatury najwyższej 80°C, oddziela się roztwór od stałej pozostałości przez filtrację lub sedymentację. W ekstraktach, pozbawionych fazy stałej, oprócz jonu szczawiowego i siarczanowego, zawartość pięciotlenku wanadowego wynosi od 10 do 100 g/dm³, tlenku żelazowego o 5 do 80 g/dm³ i tlenku glinowego od 5 do 80 g/dm³. Roztwór służy do wytwarzania katalizatora do redukcji tlenków azotu z przemysłowych gazów wylotowych przez nasycenie nośnika obojętnego następnie wysuszeniu go i wyprażeniu.

Zawartość w roztworze oprócz pięciotlenku wanadowego, tlenku żelazowego i tlenku glinowego uaktywniają, katalityczne działanie tlenku wanadu i przedłużają okres jego stosowania. Zawartość tych tlenków metali stanowi od 3 do 45% masy katalizatora.

Przykład I. Do zamkniętego reaktora ze stali kwasoodpomej, zaopatrzonego w mechaniczne mieszadło wolnoobrotowe, odważono 1000 g odpadów wanadowych z przemysłu naftowego, a wypalonych w temperaturze 800°C, zawierających 127,0 g pięciotlenku wanadowego, 248,8 g tlenku żelazowego, 201,0 g tlenku glinowego, 42,0 g trójtlenku siarki i in. Odpady zadano wodą w ilości 1500 g i uruchomiono mieszadło. Zawiesinę podgrzewano do temperatury około 70°C i dodano w ciągu 20 minut 145,0 g bezwodnego kwasu szczawiowego. Zawiesinę o pH 1,8 podgrzewano do temperatury około 95°C stale mieszając i przetrzymano ją w tej temperaturze przez około 12 godzin. W czasie ogrzewania zawiesiny uzupełniano odparowanąwodę. Zawiesinę pozostawiono w spokoju do czasu ochłodzenia do temperatury poniżej 70°C i poddano ją procesowi filtracji.

Roztwór po filtracji o zawartości 85,2 g/dm3 pięciotlenku wanadowego, 63,4 g/dm3 tlenku żelazowego i 68,5 g/dm? tlenku glinowego służył do przyrządzania katalizatora do unieszkodliwienia tlenków azotu wydalanych z przemysłowymi gazami wylotowymi.

Przykia dll. Do reaktorajak w przykładzie I odważono 1500 g odpadów z przemysłu naftowego zawierających 8,9% pięciotlenku wanadowego, 15,6% tlenku żelazowego, 14,1% tlenku glinowego, 8,5% trójtlenku siarki i in. i zadano wodą w ilości 1300 g stale mieszając. Otrzymaną zawiesinę podgrzewano do temperatury około 65°C i dodano 125,0 g kwasu szcza4

180 940 wiowego w ciągu około 1 godziny. Zawiesinę o pH 1,5 podgrzewano do temperatury około 85°C i przetrzymywano ją w tej temperaturze przez około 10 godzin.

Odparowaną wodę uzupełniano. Po wyłączeniu mieszadła zawiesina samorzutnie się ochłodziła do temperatury poniżej 50°C i czysty roztwór oddekantowano. Zdekantowany roztwór zawierał 67,8 g/dm³ pięciotlenku wanadowego, 59,3 g/dm³ tlenku żelazowego i 71,8 g/dm³ tlenku glinowego. Roztwór służył do otrzymywania katalizatorów do redukcji tlenków azotu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób utylizacji przemysłowych odpadów wanadowych, pozostałości po destylacji ropy naftowej zawierających co najmniej 1% związków wanadowych, znamienny tym, że odpady wpierw podaje się suszeniu, wyprażeniu lub wypaleniu w temperaturze od 100°C do 1000°C, a następnie dodaje się wody w ilości 1 -2 krotności masy wysuszonych odpadów; zawiesinę przy stałym mieszaniu podgrzewa się do temperatury od 30°C do 80°C, zadaje się bezwodnym kwasem szczawiowym w ilości 0,05 do 0,20 cz.wag w stosunku do masy odpadów prowadząc dozowanie w czasie od 5 minut do 2 godzin, a następnie podgrzewa się do temperatury od 80°C do 100°C w czasie od 5 do 24 godzin i po odstaniu i ochłodzeniu poniżej 80°C po poddaje się filtracji.

   * * *