RU2075526C1 - Method of recovery of metals from metal-containing spent catalysts based on oxides of aluminium and/or silicon - Google Patents
Method of recovery of metals from metal-containing spent catalysts based on oxides of aluminium and/or silicon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075526C1 RU2075526C1 RU95113135A RU95113135A RU2075526C1 RU 2075526 C1 RU2075526 C1 RU 2075526C1 RU 95113135 A RU95113135 A RU 95113135A RU 95113135 A RU95113135 A RU 95113135A RU 2075526 C1 RU2075526 C1 RU 2075526C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- amount
- metals
- oxides
- slag
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам извлечения металлов из металлсодержащих катализаторов, представляющих собой пористый нерастворимый носитель (оксид алюминия и (или) кремния), с нанесенным на него в виде тонкой пленки металлом, покрывающим поверхность основы катализатора, и может быть использовано в химической промышленности, а также в металлургии. The invention relates to methods for extracting metals from metal-containing catalysts, representing a porous insoluble carrier (aluminum oxide and (or) silicon), with a metal deposited on it in the form of a thin film covering the surface of the catalyst base, and can be used in the chemical industry, and in metallurgy.
Известны гидрометаллургические способы извлечения металлов из металлосодержащих отработанных катализаторов, включающие обработку катализатора оксидами азота в присутствии воды (авт. св. СССР N 778752, МПК B 01 D 53/02) или раствором карбамида с последующей обработкой оксидами азота в присутствии воды (авт.св. СССР N 1114701, МПК C 22 B 71/00). Known hydrometallurgical methods for the extraction of metals from metal-containing spent catalysts, including the treatment of the catalyst with nitrogen oxides in the presence of water (ed. St. USSR N 778752, IPC B 01 D 53/02) or a urea solution followed by treatment with nitrogen oxides in the presence of water (ed. St. USSR N 1114701, IPC C 22 B 71/00).
Недостатками известных способов являются отсутствие комплексной переработки отработанных катализаторов, низкое извлечение металлов, высокая стоимость полученного металла, наличие экологических грязных стоков производства и отходов в виде загрязненной основы катализатора. The disadvantages of the known methods are the lack of integrated processing of spent catalysts, low metal recovery, high cost of the obtained metal, the presence of environmental dirty production effluents and waste in the form of a contaminated catalyst base.
Между тем, оксидная основа катализатора является ценным сырьем для производства цемента высоких сортов. Meanwhile, the oxide base of the catalyst is a valuable raw material for the production of high-grade cement.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является принятый в качестве прототипа способ извлечения металлов из отработанных катализаторов, включающий переработку при нагреве, например, хлоридом натрия и водяным паром (Biswas R.K. Warihava M, Janiguohi M. "Hydrometallurgy", 1985, 14, N 2, 219-230; РЖ "Химия", 1986г. N 4Л223). Closest to the claimed technical solution is the adopted as a prototype method for the extraction of metals from spent catalysts, including processing by heating, for example, sodium chloride and water vapor (Biswas RK Warihava M, Janiguohi M. "Hydrometallurgy", 1985, 14, N 2, 219-230; RJ "Chemistry", 1986, N 4L223).
К числу основных недостатков известного способа также следует отнести низкое извлечение металлов, отсутствие возможности комплексного использования отработанных катализаторов, наличие больших количеств растворов, подлежащих нейтрализации ввиду содержащегося в них высоких концентраций молибдена, хлора и канцерогенного кобальта. Способ экономически не выгоден. The main disadvantages of this method also include low metal recovery, the lack of the possibility of the integrated use of spent catalysts, the presence of large quantities of solutions to be neutralized due to the high concentrations of molybdenum, chlorine and carcinogenic cobalt contained in them. The method is not economically viable.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи комплексной переработки металлсодержащих отработанных катализаторов, выполненных на основе оксидов алюминия и (или) кремния, позволяющей достигнуть высоких показателей извлечения ценных компонентов, получить в результате ценные сорта высококачественных мертелей (высокоглиноземистые цементы, шамоты), обеспечить экологические требования, предъявляемые к процессу в современных условиях. The invention is aimed at solving the problem of complex processing of metal-containing spent catalysts made on the basis of aluminum oxides and (or) silicon, which allows to achieve high levels of extraction of valuable components, resulting in valuable grades of high-quality mortars (high-alumina cements, fireclay), to ensure environmental requirements to the process in modern conditions.
Отмеченный выше технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения металлов из металлсодержащих отработанных катализаторов на основе оксидов алюминия и (или) кремния, включающем переработку их при нагреве, согласно данного изобретения переработку ведут путем плавления катализаторов в смеси с известковыми флюсами и (или) глиноземом с использованием плазменно-дугового нагрева при температуре 1600-1650oC с подачей углеродсодержащего восстановителя в количестве 0,06-0,08 от веса исходного материала и железа в количестве не менее 0,15 от веса исходного материала с последующей продувкой полученного расплава нейтральным газом с удельной интенсивностью дутья 0,2-0,4 м3/т•мин.The technical result noted above is achieved by the fact that in the known method for extracting metals from metal-containing spent catalysts based on aluminum and (or) silicon oxides, including processing them by heating, according to the present invention, the processing is carried out by melting the catalysts in a mixture with lime fluxes and (or) alumina using plasma-arc heating at a temperature of 1600-1650 o C with the supply of a carbon-containing reducing agent in the amount of 0.06-0.08 from the weight of the starting material and iron in the amount of n e less than 0.15 by weight of the starting material, followed by purging the obtained melt with neutral gas with a specific intensity of the blast of 0.2-0.4 m 3 / t • min.
Сущность заявляемого способа состоит в следующем. The essence of the proposed method is as follows.
Проведенные исследования позволили установить оптимальный с точки зрения перерабатываемого объекта метод и режим извлечения металлов из металлосодержащего отработанных катализаторов на основе оксидов алюминия и (или) кремния. The studies made it possible to establish the optimal method and mode of extraction of metals from metal-containing spent catalysts based on aluminum and (or) silicon oxides from the point of view of the processed object.
Было установлено, что в результате плазменно-дугового нагрева в заявляемых условиях исходной шихты, содержащей указанные выше отработанные катализаторы в смеси с известковыми флюсами и (или) глиноземом, ценные компоненты, содержащиеся в катализаторах (такие как никель, кобальт, вольфрам, молибден и др. металлы), переходят в железистые сплавы, тогда как отвальный шлак по своей структуре и составу представляет собой расплавленный мертель. It was found that as a result of plasma-arc heating in the claimed conditions of the initial mixture containing the above spent catalysts in a mixture with lime fluxes and (or) alumina, valuable components contained in the catalysts (such as nickel, cobalt, tungsten, molybdenum, etc. . metals), go into ferrous alloys, while dump slag in its structure and composition is a molten mortar.
Исследования показали, что железо, подаваемое в виде железной стружки в расплаве, выполняет роль коллектора и тем самым способствует максимальному извлечению ценных компонентов. Studies have shown that the iron fed in the form of iron chips in the melt, acts as a collector and thereby contributes to the maximum extraction of valuable components.
Экспериментально было подтверждено, что для организации оптимального процесса существенно важным является также температурный режим, количество подаваемого восстановителя (таблица 1) и коллектора (железа) (таблица 2), а также инертного газа на продувку шлака. It was experimentally confirmed that for the organization of the optimal process, the temperature regime, the amount of reducing agent (table 1) and collector (iron) (table 2), as well as inert gas for slag purging are also essential.
При этом, если температура шлака поддерживается ниже 1600oC, повышается содержание металлов в шлаке свыше 0,1% при повышении температуры шлака выше 1650oC резко снижается стойкость огнеупорной кладки плазменной печи.Moreover, if the slag temperature is maintained below 1600 o C, the metal content in the slag rises above 0.1%, while the slag temperature rises above 1650 o C, the resistance of the refractory masonry of the plasma furnace decreases sharply.
При содержании углеродсодержащего восстановителя менее 0,06 от веса исходного материала растет содержание металлов в отвальном шлаке, при повышении этой величины выше 0,08 не происходит снижение металла в шлаке. When the content of the carbon-containing reducing agent is less than 0.06 of the weight of the starting material, the metal content in the dump slag increases, with an increase of this value above 0.08, the metal in the slag does not decrease.
Продувка шлака инертным газом требуется для снижения содержания металла в шлаке. При отсутствии продувки содержание металла в шлаке не снижается до уровня отвального. При продувке интенсивностью ниже 0,2 м3/т•мин содержание металла в шлаке продолжает оставаться выше достигнутого при заявляемом режиме, при повышении интенсивности дутья выше 0,4 м3/т•мин дальнейшего снижения содержания металла в шлаке не наблюдается.Inert gas purging of the slag is required to reduce the metal content in the slag. In the absence of purging, the metal content in the slag does not decrease to the level of the dump. When purging with an intensity below 0.2 m 3 / t • min, the metal content in the slag continues to be higher than that achieved under the claimed mode, while increasing the intensity of the blast above 0.4 m 3 / t • min, there is no further decrease in the metal content in the slag.
При отношении количества вводимого железа к весу исходного материала менее 0,15 наблюдается значительное увеличение содержания металла в шлаке. When the ratio of the amount of introduced iron to the weight of the starting material is less than 0.15, a significant increase in the metal content in the slag is observed.
Ниже приведены примеры конкретной реализации заявляемого способа, подтверждающие как возможность осуществления изобретения с реализацией указанного назначения, так и возможность получения указанного выше технического результата. Below are examples of specific implementations of the proposed method, confirming both the possibility of carrying out the invention with the implementation of the specified purpose, and the possibility of obtaining the above technical result.
Примеры конкретной реализации заявляемого способа. Examples of specific implementations of the proposed method.
Пример 1. Переработке подвергли отработанный катализатор, содержащий 17% вольфрама и 3% никеля, выполненный на основе оксида алюминия. Шихту, состоящую из 200 кг катализатора и 100 кг известняка, загружали в полупромышленную плазменно-дуговую печь с садкой 300 кг. Плавку ведут при температуре - 1650oC, плазмообразующий газ-азот. После направления шихты на ванну непрерывно подавали восстановитель-кокс, общий расход составили 27 кг при содержании в нем углерода 85% В первую половину плавки на ванну расплава подавали железную стружку в количестве 42 кг. После ее расплавления провели продувку ванны нейтральным газом-азотом с удельной интенсивностью дутья 0,2 м3/т•мин. Образовавшийся ферросплав, содержал 29,8% вольфрама и 5,3% никеля, его выпустили из печи с температурой 1370oC. Шлак из печи выпустили с температурой 1600oC. По своему составу и структуре полученный шлак соответствовал высокоглиноземистому цементу состава 75% Al2O3 и 25% CaO.Example 1. Processing was performed on the spent catalyst containing 17% tungsten and 3% nickel, based on aluminum oxide. The mixture, consisting of 200 kg of catalyst and 100 kg of limestone, was loaded into a semi-industrial plasma-arc furnace with a charge of 300 kg. Melting is carried out at a temperature of 1650 o C, a plasma-forming nitrogen gas. After directing the charge to the bath, reducing agent-coke was continuously fed, the total consumption was 27 kg with a carbon content of 85%. In the first half of the heat, iron chips in the amount of 42 kg were fed to the melt bath. After its melting, the bath was purged with neutral nitrogen gas with a specific intensity of 0.2 m 3 / t • min. The resulting ferroalloy, containing 29.8% tungsten and 5.3% nickel, was discharged from the furnace at a temperature of 1370 o C. Slag was discharged from the furnace at a temperature of 1600 o C. The slag obtained in its composition and structure corresponded to a high-alumina cement with a composition of 75% Al 2 O 3 and 25% CaO.
Пример 2. Переработке подвергали отработанный катализатор окисления диоксида серы, содержащий 8% пятиокиси ванадия, 74% оксида кремния. Шихту состоящую из 200 кг катализатора и 200 кг известняка, загружали в полупромышленную плазменно-дуговую печь с садкой 300 кг. Плавку ведут при температуре 1620oC, плазмообразующий газ-азот. После расплавления шихты на ванну непрерывно подавали восстановительный кокс в количестве 16 кг и железо в виде железной стружки в количестве 50 кг. После расплавления железной стружки провели продувку ванны нейтральным газом-азотом с удельной интенсивностью дутья 0,35 м3/т•мин. Образовавшийся ферросплав содержал 25% ванадия, его выпустили с температурой 1350oC. Шлак из печи выпустили с температурой 1620oC. По своему составу и структуре шлак соответствовал цементу марки 400.Example 2. The spent catalyst for the oxidation of sulfur dioxide containing 8% vanadium pentoxide, 74% silicon oxide was subjected to processing. A mixture consisting of 200 kg of catalyst and 200 kg of limestone was loaded into a semi-industrial plasma-arc furnace with a charge of 300 kg. Melting is carried out at a temperature of 1620 o C, a plasma-forming nitrogen gas. After the charge was melted, reducing coke in the amount of 16 kg and iron in the form of iron shavings in the amount of 50 kg were continuously fed to the bath. After melting the iron chips, the bath was purged with neutral nitrogen gas with a specific blast intensity of 0.35 m 3 / t • min. The resulting ferroalloy contained 25% vanadium, it was released at a temperature of 1350 o C. Slag from the furnace was released at a temperature of 1620 o C. In its composition and structure, the slag corresponded to cement grade 400.
Пример 3. Переработке подвергали отработанный алюмо-силикатный платиновый катализатор, содержащий 63,5% оксида кремния: 23,5% оксида алюминия и 0,9% платины. Шихту, состоящую из 300 кг катализатора и 321 кг глинозема, загружали в полупромышленную плазменно-дуговую печь с садкой 300 кг. Плавку ведут при температуре 1650oC, плазмообразующий газ-азот. После расплавления шихты непрерывно на ванну подавали восстановитель кокс в количестве 18 кг и железо в виде стружки в количестве 20 кг. После расплавления железа ванну продували нейтральным газом азотом с удельной интенсивностью дутья 0,4 м3/т•мин. Образовавшийся ферросплав содержал 16% платины, его выпустили из печи с температурой 1380oC. Шлак из печи выпустили с температурой 1600oC. Состав шлака: 60% оксида кремния и 40% оксида алюминия. После помола он представляет собой шамотный мертель.Example 3. The spent aluminosilicate platinum catalyst containing 63.5% silica: 23.5% alumina and 0.9% platinum was processed. The mixture, consisting of 300 kg of catalyst and 321 kg of alumina, was loaded into a semi-industrial plasma-arc furnace with a charge of 300 kg. Melting is carried out at a temperature of 1650 o C, a plasma-forming nitrogen gas. After the charge was melted, a coke reducing agent in the amount of 18 kg and iron in the form of chips in the amount of 20 kg were continuously fed to the bath. After the iron was melted, the bath was purged with neutral gas with nitrogen with a specific blast intensity of 0.4 m 3 / t • min. The resulting ferroalloy contained 16% platinum, it was discharged from the furnace with a temperature of 1380 ° C. Slag was released from the furnace with a temperature of 1600 ° C. Slag composition: 60% silicon oxide and 40% aluminum oxide. After grinding, it is a fireclay mortar.
Результаты экспериментальных исследований по выявлению оптимальных условий проведения заявляемого способа приведены в таблицах 1,2. The results of experimental studies to identify optimal conditions for the proposed method are shown in tables 1,2.
Как следует из анализа приведенных данных, наилучшие результаты достигаются при поддержании температуры расплава загружаемого в плазменную печь отработанного катализатора в смеси с известковыми флюсами на уровне 1600-1650oC, с подачей на ванну расплава углеродистого восстановителя, подаваемого в количестве (0,06-0,08) от веса исходного материала (отработанного катализатора) и железа, подаваемого в количестве не менее 0,15 от веса исходного материала, с последующей продувкой расплава нейтральным газом с удельной интенсивностью дутья, составляющей 0,2-0,4 м3/т•мин.As follows from the analysis of the data, the best results are achieved by maintaining the temperature of the melt loaded into the plasma furnace spent catalyst in a mixture with lime fluxes at a level of 1600-1650 o C, with the supply of molten carbon reducing agent to the bath, supplied in an amount (0.06-0 , 08) by weight of the starting material (spent catalyst) and iron supplied in an amount of at least 0.15 by weight of the starting material, followed by purging the melt with a neutral gas with a specific intensity of blasting, 0.2-0.4 m 3 / t • min.
Таким образом, заявляемый способ успешно позволяет решать проблему комплексной экономичной переработки отработанных металлсодержащих катализаторов, выполненных, выполненных на основе окиси алюминия и (или) кремния с точки зрения достижения высоких показателей извлечения ценных компонентов, содержащихся в отработанных катализаторах получения в результате переработки дорогостоящих сортов цемента, шамота высокого качества, а также обеспечить экологические требования, предъявляемые процессу. Thus, the inventive method successfully solves the problem of complex cost-effective processing of spent metal-containing catalysts made on the basis of aluminum oxide and (or) silicon in terms of achieving high levels of extraction of valuable components contained in spent catalysts to obtain expensive cement grades from processing, high-quality fireclay, as well as provide environmental requirements for the process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95113135A RU2075526C1 (en) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | Method of recovery of metals from metal-containing spent catalysts based on oxides of aluminium and/or silicon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95113135A RU2075526C1 (en) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | Method of recovery of metals from metal-containing spent catalysts based on oxides of aluminium and/or silicon |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2075526C1 true RU2075526C1 (en) | 1997-03-20 |
RU95113135A RU95113135A (en) | 1997-07-10 |
Family
ID=20170620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95113135A RU2075526C1 (en) | 1995-07-31 | 1995-07-31 | Method of recovery of metals from metal-containing spent catalysts based on oxides of aluminium and/or silicon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075526C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462522C2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-09-27 | Поль Вурт С.А. | Method of extraction of molybdenum, nickel, cobalt, or mixtures thereof from used or regenerated catalysts |
RU2529264C1 (en) * | 2013-08-09 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Aluminium production method |
-
1995
- 1995-07-31 RU RU95113135A patent/RU2075526C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Химия.- 1986, N 4, с.223. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462522C2 (en) * | 2007-03-30 | 2012-09-27 | Поль Вурт С.А. | Method of extraction of molybdenum, nickel, cobalt, or mixtures thereof from used or regenerated catalysts |
RU2529264C1 (en) * | 2013-08-09 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Aluminium production method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100387110B1 (en) | Copper converting | |
CA2040316C (en) | Process for recovering valuable metals from a dust containing zinc | |
EA011796B1 (en) | Process and apparatus for recovery of non-ferrous metals from zinc residues | |
EA021212B1 (en) | Method for producing ferroalloy containing nickel | |
EA004622B1 (en) | Treatment of metal sulphide concentrates | |
CN101333603B (en) | Processing and refining method of copper-containing raw material | |
KR100269897B1 (en) | Process for desulphurising irons metals with minimal slag production and suitable device therefor | |
Su et al. | A novel route to denitrify, recover chlorines and prepare pre-melted refine slag of 12CaO· 7Al2O3 (C12A7) from secondary aluminum dross (SAD) | |
KR100291250B1 (en) | Process for reducing the electric steelworksdusts and facility for implementing it | |
KR101189182B1 (en) | Method for separating vanadium from vanadium-containing melt | |
RU2075526C1 (en) | Method of recovery of metals from metal-containing spent catalysts based on oxides of aluminium and/or silicon | |
KR20220102147A (en) | Improved copper smelting process | |
FI94538C (en) | Process for the manufacture of nickel fine stone and metallised stone | |
JP2007517137A (en) | Steel desulfurization agent and its use in steel desulfurization | |
NO146995B (en) | PROCEDURE FOR MELTING RECOVERY OF LEAD AND SOIL FROM BLUE SOIL REMAINS. | |
US4075284A (en) | Process for the removal of sulfur oxides by the use of activated alumina | |
JP2009167469A (en) | Method for treating copper-containing dross | |
RU2310694C2 (en) | Ferronickel production process | |
KR101189183B1 (en) | Recovery method of valuable metals from spent petroleum catalysts | |
FI91284B (en) | Manufacture of non-ferrous metals | |
RU2058407C1 (en) | Method for processing of secondary copper-zinc raw materials | |
RU2154680C1 (en) | Method of preparation of charge material in form of briquettes for melting | |
SU755853A1 (en) | Method of raw ferronickel refining | |
RU2176276C2 (en) | Method of depleting slags containing heavy nonferrous and noble metals | |
RU2227169C1 (en) | Method of smelting of copper and copper alloys |