RU2165471C1 - Способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси - Google Patents
Способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165471C1 RU2165471C1 RU99122740A RU99122740A RU2165471C1 RU 2165471 C1 RU2165471 C1 RU 2165471C1 RU 99122740 A RU99122740 A RU 99122740A RU 99122740 A RU99122740 A RU 99122740A RU 2165471 C1 RU2165471 C1 RU 2165471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhenium
- osmium
- solid reagent
- vapor
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ включает охлаждение парогазовой смеси, пропускание ее через слой твердого реагента - углеродсодержащего материала (металлургического или нефтяного кокса) с восстановлением летучих высших оксидов рения и осмия в нелетучие соединения и одновременным улавливанием при температуре 250-550°С, последующий перевод их в раствор и дальнейшее выделение целевых продуктов из растворов. Способ позволяет повысить степень улавливания рения (до 100%), обеспечить улавливание осмия (степень улавливания 85%), упростить технологию, обеспечить регенерацию и многократное использование твердого реагента (углеродсодержащего материала), улучшить экологию. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам получения редких металлов, и может быть использовано для извлечения рения и осмия из возгонов различных металлургических переделов.
Известны способы извлечения рения и осмия из парогазовой смеси путем улавливания в поглотительных растворах [см., например, А.Н. Зеликман "Металлургия редких металлов" - М.: Металлургия, 1980, с. 178-179, 328; М.П. Смирнов "Повышение извлечения рения в медном производстве Джезказганского комбината". - Цветные металлы, 1990, N 3, с. 40-42; Обзорная информация. Серия "Производство тяжелых цветных металлов. Производство металлов платиновой группы за рубежом". - М.: "Цветметинформация", 1975, c. 41-53; Н.М. Синицин и др. "Металлургия осмия", Алма-ата: Наука, 1981, с. 167-170; И.Н. Масленицкий и др. "Металлургия благородных металлов", М.: Металлургия, 1987, с. 409-414; патент РФ N 2051192, МПК C 22 B 61/00, заявл. N 93046525, 6.10.93, опубл. 27.12.95, БИ N 36; патент РФ N 2101373, МПК C 22 B 11/00, заявл. N 93049621, 27.10.93, опубл. 10.01.98, БИ N 1].
Основным недостатком известных способов является низкое извлечение рения и осмия (менее 50-60%), обусловленное невозможностью эффективного взаимодействия с поглотительным раствором пузырьков газов, диаметром 2-5 мм, содержащих незначительное количество (10-3-10-5 об.%) конденсированных оксидов рения и осмия с характерными размерами менее 1 мкм.
Кроме того, парогазовые смеси наряду с соединениями рения и осмия содержат значительное количество примесей в виде газообразных SO2, SO3, SeO2 и твердой пыли, состоящей из оксидов, сульфидов, сульфатов, хлоридов меди, кобальта, никеля и др. Взаимодействие сложной газовой составляющей с водными поглотительными растворами приводит к образованию различных сред: сульфато-хлоридных, сульфито-селенитных, карбонатных и т.д., что значительно усложняет процесс извлечения рения и осмия.
Известен также способ извлечения (улавливания) рения из газов, включающий охлаждение газов до температуры выше температуры точки росы паров серной кислоты и семиокиси рения на 30-80o и обработку в трубе Вентури водными растворами, подаваемыми по углом 45-90o к направлению движения газового потока [см. патент РФ N 2034081, МПК C 22 B 61/00, заявл. N 5058185, 7.08.92, опубл. 30.04.95, БИ N 12].
В описываемом способе общее извлечение рения может достигнуть более 90%, однако из-за большого расхода воды и малой концентрации рения в газовом потоке образуются разбавленные растворы, из которых извлечение рения затруднено. Следует отметить, что данное техническое решение непригодно для извлечения осмия, так как тетраоксид осмия улетучивается из раствора в связи с высокой упругостью его паров.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является способ извлечения рения из парогазовой смеси, включающий пропускание ее через слой твердого реагента с превращением летучих соединений рения в нелетучие при одновременном улавливании последних, перевод их с поверхности твердого реагента в раствор и дальнейшее выделение целевых продуктов из растворов традиционными методами. В качестве твердого реагента используют оксид кальция.
Образование нелетучих соединений рения идет при температуре выше 350oC по последующей реакции
(1)
[см. Ю. А. Никифоров, Е. И. Пономарева. Металлургическая и химическая промышленность Казахстана, Алма-Ата, 1960, N 5, с. 31; Сб. "Рений", Труды II Всесоюзного совещания по проблеме рения, М.: Наука, 1964, с. 80].
[см. Ю. А. Никифоров, Е. И. Пономарева. Металлургическая и химическая промышленность Казахстана, Алма-Ата, 1960, N 5, с. 31; Сб. "Рений", Труды II Всесоюзного совещания по проблеме рения, М.: Наука, 1964, с. 80].
Недостатки способа-прототипа состоят в следующем:
- непригодность для улавливания тетраоксида осмия OsO4 вследствие его высокой летучести (температура кипения - 131oC);
- низкая степень улавливания оксида рения Re2O7 (11-83%), обусловленная быстрым отравлением поверхности твердого реагента соединениями серы, вызывающим проскок и потери паров оксида рения;
- сложность аппаратурного оформления;
- образование гипса по реакции:
CaO + SO3 = CaSO4 (гипс), (2)
что отравляет поверхность твердого реагента, а также затрудняет процесс выделения целевых продуктов из растворов за счет цементации поверхности фильтров и другого технологического оборудования.
- непригодность для улавливания тетраоксида осмия OsO4 вследствие его высокой летучести (температура кипения - 131oC);
- низкая степень улавливания оксида рения Re2O7 (11-83%), обусловленная быстрым отравлением поверхности твердого реагента соединениями серы, вызывающим проскок и потери паров оксида рения;
- сложность аппаратурного оформления;
- образование гипса по реакции:
CaO + SO3 = CaSO4 (гипс), (2)
что отравляет поверхность твердого реагента, а также затрудняет процесс выделения целевых продуктов из растворов за счет цементации поверхности фильтров и другого технологического оборудования.
Задачей настоящего изобретения является повышение степени улавливания рения с обеспечением одновременного улавливания осмия при упрощении технологии.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе извлечения рения из парогазовой смеси, включающем пропускание ее через слой твердого реагента с превращением летучих соединений рения в нелетучие при одновременном улавливании последних, перевод их с поверхности твердого реагента в раствор и дальнейшее выделение целевых продуктов из растворов, согласно изобретению одновременно с рением из парогазовой смеси извлекают осмий, при этом перед пропусканием через слой твердого реагента парогазовую смесь охлаждают, а превращение летучих высших оксидов рения и осмия в нелетучие соединения осуществляют восстановлением при использовании в качестве твердого реагента углеродсодержащего материала.
В качестве углеродсодержащего материала применяют, например, металлургический кокс или нефтяной кокс. Восстановление ведут при температуре 250-550oC.
Заявляемые условия осуществления способа извлечения рения и осмия из парогазовой смеси необходимы и достаточны для решения поставленной задачи.
Осуществление способа извлечения рения и осмия из парогазовой смеси в заявляемых условиях обеспечивает:
- одновременное извлечение (улавливание) рения и осмия за счет интенсивного восстановления летучих высших оксидов рения и осмия до нелетучих низших оксидов и других соединений на поверхности твердого углеродсодержащего материала (например, металлургического или нефтяного коксов).
- одновременное извлечение (улавливание) рения и осмия за счет интенсивного восстановления летучих высших оксидов рения и осмия до нелетучих низших оксидов и других соединений на поверхности твердого углеродсодержащего материала (например, металлургического или нефтяного коксов).
Процесс восстановления идет в соответствии со следующими реакциями:
(3)
(4)
- повышение степени улавливания рения (до 100%) с одновременным улавливанием осмия (до 85%) в результате практически полного их осаждения на развитой поверхности и в порах углеродсодержащего материала;
- упрощение технологии за счет исключения операции удаления и замены твердого реагента, отравленного оксидами серы, а также за счет использования высокоемкого твердого реагента, позволяющего получать высококонцентрированные поглотительные растворы, содержащие целевые продукты в удобной для выделения форме.
- повышение степени улавливания рения (до 100%) с одновременным улавливанием осмия (до 85%) в результате практически полного их осаждения на развитой поверхности и в порах углеродсодержащего материала;
- упрощение технологии за счет исключения операции удаления и замены твердого реагента, отравленного оксидами серы, а также за счет использования высокоемкого твердого реагента, позволяющего получать высококонцентрированные поглотительные растворы, содержащие целевые продукты в удобной для выделения форме.
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое изобретение неизвестно из уровня исследуемой техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".
Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".
Возможность извлечения рения и осмия в заявляемых условиях с применением доступных материалов на отечественных металлургических предприятиях свидетельствует о соответствии изобретения критерию "промышленная применимость".
Заявляемый способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси прошел испытания в лабораторных и опытно-промышленных условиях металлургических предприятий Уральского региона (в частности, Института металлургии УФ РАН; Верх-Исетского металлургического завода и др.).
Пример 1. Осуществление извлечения рения и осмия.
Для получения парогазовой смеси, содержащей рений и осмий, предварительно в лабораторных условиях 50 г молибденового промпродукта, содержащего частицы сульфидов молибдена, рения, осмия и других металлов размером менее 0,1 мм и 1 г связующего перемешивали, гранулировали и сушили до постоянного веса при температуре 150oC. Гранулы размером 3-5 мм нагревали в трубчатой электрической печи в присутствии кислорода воздуха в течение 2 ч.
При нагреве (обжиге) сульфиды окислялись с образованием оксидов: MoO3, OsO4, Re2O7, SO2 и получением соединений: молибдатов железа, меди, кальция, цинка и др.
Высшие оксиды рения и осмия, у которых температура кипения ниже 400oC, переходили в газовую фазу и смешивались в ней с оксидами серы и составляющими воздуха: азотом, парами воды, углекислым газом, кислородом.
Парогазовую смесь охлаждали до температуры 250oC и пропускали через слой твердого реагента - углеродсодержащего материала (металлургический кокс по ГОСТ 9521-74, толщина слоя - 35 мм, крупность зерен - 1-3 мм) в количестве 100 л/ч.
При этом происходило восстановление высших летучих оксидов рения и осмия до низших нелетучих оксидов, которые улавливались (осаждались) на поверхности и в порах углеродсодержащего материала.
Остальные составляющие парогазовой смеси беспрепятственно проходили через слой твердого реагента, не вступая с ним в химическое взаимодействие.
Твердый реагент с селективно осажденными на нем нелетучими соединениями рения и осмия подвергали обработке кислыми растворами для выделения целевых продуктов традиционными методами.
В условиях, аналогичных примеру 1, осуществляли извлечение рения и осмия в примерах 2-5 с варьированием температуры восстановления в заявляемых пределах (в примерах 2, 3) и с выходом за указанные пределы (в примерах 4, 5). Одновременно осуществляли извлечение рения и осмия из парогазовой смеси в условиях способа-прототипа [см. Сб. "Рений", Труды II Всесоюзного совещания по проблеме рения, М.: Наука, 1964, с. 80].
Условия осуществления способа и результаты исследований приведены в таблице.
Следует отметить, что аналогичные результаты получены в результате использования в качестве углеродсодержащего материала нефтяного кокса (ГОСТ 9521-74).
Как видно из данных таблицы, при уменьшении температуры восстановления (улавливания) ниже 250oC происходит образование кислот в результате взаимодействия оксидов серы и паров воды. При этом наблюдается коррозия технологического оборудования и снижается степень улавливания рения и осмия (см. пример 4).
При увеличении температуры восстановления (улавливания) выше 550oC наблюдается интенсивное окисление углерода твердого реагента кислородом и оксидами серы. Образующиеся при этом газы (оксиды углерода) ухудшают доступ паров оксидов металлов к поверхности углерода и как следствие снижают степень улавливания рения и осмия (см. пример 5).
Использование заявляемого "Способа извлечения рения и осмия из парогазовой смеси" по сравнению с известным способом, взятым за прототип [см. Сб. "Рений", Труды II Всесоюзного совещания по проблеме рения, М.: Наука, 1964, с. 80], обеспечивает следующие технические и общественно-полезные преимущества:
- повышение степени улавливания рения (до 100%);
- обеспечение улавливания осмия (степень улавливания 85%);
- упрощение технологии за счет использования высокоемкого твердого реагента, позволяющего получать высококонцентрированные поглотительные растворы, содержащие целевые продукты в удобной для выделения форме;
- возможность регенерации и многократного использования твердого реагента (углеродсодержащего материала);
- улучшение экологии в результате отсутствия твердых отходов (гипса).
- повышение степени улавливания рения (до 100%);
- обеспечение улавливания осмия (степень улавливания 85%);
- упрощение технологии за счет использования высокоемкого твердого реагента, позволяющего получать высококонцентрированные поглотительные растворы, содержащие целевые продукты в удобной для выделения форме;
- возможность регенерации и многократного использования твердого реагента (углеродсодержащего материала);
- улучшение экологии в результате отсутствия твердых отходов (гипса).
Claims (3)
1. Способ извлечения рения из парогазовой смеси, включающий пропускание ее через слой твердого реагента с превращением летучих соединений рения в нелетучие при одновременном улавливании последних, перевод их с поверхности твердого реагента в раствор и дальнейшее выделение целевых продуктов из растворов, отличающийся тем, что одновременно с рением из парогазовой смеси извлекают осмий, при этом перед пропусканием через слой твердого реагента парогазовую смесь охлаждают, а превращение летучих высших оксидов рения и осмия в нелетучие соединения осуществляют восстановлением при использовании в качестве твердого реагента углеродсодержащего материала.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют металлургический кокс или нефтяной кокс.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что восстановление ведут при температуре 250 - 550oC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122740A RU2165471C1 (ru) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122740A RU2165471C1 (ru) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2165471C1 true RU2165471C1 (ru) | 2001-04-20 |
Family
ID=20226344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99122740A RU2165471C1 (ru) | 1999-11-02 | 1999-11-02 | Способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2165471C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010413B1 (ru) * | 2005-01-03 | 2008-08-29 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | Удаление загрязнителей из питающего газа в мембранных системах ионного транспорта |
| CN111876597A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-03 | 国家地质实验测试中心 | 一种从辉钼矿中提取放射性成因187Os的方法 |
-
1999
- 1999-11-02 RU RU99122740A patent/RU2165471C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НИКИФОРОВ Ю.А. и др. Металлургическая и химическая промышленность Казахстана. Алма-Ата, 1960, № 5, с.31. Сб. "Рений". Труды II Всес. Совещания по проблеме рения. - М.: Наука, с.89.RU 2051192 С1 27.12.1995. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA010413B1 (ru) * | 2005-01-03 | 2008-08-29 | Эр Продактс Энд Кемикалз, Инк. | Удаление загрязнителей из питающего газа в мембранных системах ионного транспорта |
| CN111876597A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-03 | 国家地质实验测试中心 | 一种从辉钼矿中提取放射性成因187Os的方法 |
| CN111876597B (zh) * | 2020-08-03 | 2022-02-22 | 国家地质实验测试中心 | 一种从辉钼矿中提取放射性成因187Os的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shibayama et al. | Treatment of smelting residue for arsenic removal and recovery of copper using pyro–hydrometallurgical process | |
| US10626482B2 (en) | Acid digestion processes for recovery of rare earth elements from coal and coal byproducts | |
| CN101412538B (zh) | 从含砷金精矿粉焙烧烟尘中提取三氧化二砷的方法 | |
| FI70565C (fi) | Foerfarande foer behandling av arsenikhaltiga avfall | |
| US11938527B2 (en) | Process for the purification of waste materials or industrial by-products comprising chlorine | |
| CN104451126B (zh) | 一种强化铁酸锌选择性分解的方法 | |
| RU2165471C1 (ru) | Способ извлечения рения и осмия из парогазовой смеси | |
| Weng et al. | Fixing sulfur dioxide by feeding calcine oxide into the rotary volatilization kiln in zinc smelting plant | |
| CN109439918A (zh) | 一种分段焙烧提取高钛渣中钛、铁、铝、镁组分系统 | |
| Zhong et al. | Recovery of antimony from antimony-bearing dusts through reduction roasting process under CO—CO2 mixture gas atmosphere after firstly oxidation roasted | |
| CN114737059B (zh) | 一种采用无氧焙烧-过硫酸盐浸出联合技术处理氰化尾渣的方法 | |
| CN104059714A (zh) | 一种以含铁冶金尘泥为主要原料制备Fe2O3/Al2O3载氧体的方法 | |
| Yuan et al. | Preparation of high purity cadmium with micro-spherical architecture from zinc flue dust | |
| Mamyachenkov et al. | Extraction of Nonferrous Metals and Arsenic from Thin Dusts of Copper Fuel Production by Combined Technology | |
| CN113122727A (zh) | 一种钢铁烟尘的处理方法 | |
| EP3362582A1 (en) | A method for producing a concentrate containing metais, rare metals and rare earth metals from residuals generated in the zinc production chain and concentrate obtained by said method | |
| WO2020075288A1 (ja) | ニッケル酸化鉱石の処理方法及び処理装置 | |
| RU2191840C1 (ru) | Способ переработки молибденитовых концентратов и промпродуктов | |
| RU2154690C1 (ru) | Способ извлечения триоксида молибдена из огарков | |
| Kylyshkanov et al. | Non-radioactive scandium oxide receiving out of uranium ISR solutions | |
| RU2227814C1 (ru) | Способ отгонки осмия в газовую фазу из сернокислотных шламов медного производства | |
| SE442595B (sv) | Forfarande for behandling av ett pyrithaltigt metalliskt ramaterial | |
| RU2173726C1 (ru) | Способ переработки сульфидных медных руд и/или концентратов | |
| RU2703757C1 (ru) | Способ переработки сульфидных и смешанных молибденсодержащих концентратов | |
| Pourhossein et al. | Thermal pretreatment of spent button cell batteries (BCBs) for efficient bioleaching |