СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ШЛАМА, СОДЕРЖАЩЕГО МЕТАЛЛЫ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ Российский патент 2002 года по МПК C22B11/00 C22B3/04 C22B7/00 

Предлагаемый способ относится к технологии извлечения шламов, содержащих металлы платиновой группы, с поверхностей и деталей аппаратов в производствах, использующих катализаторы платиновой группы.

При длительной эксплуатации агрегатов в производствах использующих катализаторы платиновой группы, например в производстве азотной кислоты, на поверхностях теплообмена происходит накопление платиноидов в основном за счет конденсации паров их оксидов. Кроме того, на внутренних стенках и деталях аппаратов оседают микроскопические частицы шлама, содержащие платиноиды, отделяющиеся от катализаторов в процессе их эксплуатации. В результате, значительные количества платиноидов как в виде шлама, так и в виде плотных осадков накапливаются на трубах холодильников-конденсаторов, тарелках колонной аппаратуры, стенках и днищах хранилища готовых продуктов.

Известен способ выделения металлов платиновой группы с поверхности отработанных трубчатых теплообменников на медно-никелевых заводах, по которому металлический лом, содержащий платиноиды, плавят вместе с обогащенной рудой. При этом платиноиды переходят в медно-никелевый концентрат и, частично, в шлак вместе с железом, хромом и другими примесями. Концентрат повторно переплавляют в конверторе, а затем рафинированием разделяют медь и никель. При электролизе никеля выделяются шламы. содержащие платиноиды. Эти шламы прокаливают, обрабатывают серной кислотой и далее перерабатывают известными способами. [ Технологический регламент производства рафинированных меди и никеля на Мончегорском ПО "Североникель", 1991 г.].

Недостатки этого способа - низкий коэффициент возврата платиноидов и невозможность применения способа на эксплуатируемых агрегатах.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения шламов, содержащих металлы платиновой группы, с поверхностей, по которому обработку поверхностей ведут кислым фторсодержащим раствором с последующим отделением шлама. [Тематический обзор. Извлечение ценных металлов из отработанных гетерогенных катализаторов. ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, вып.5, Москва, 1988 г. с.30].

Недостаток данного способа - коррозионное воздействие кислых фторсодержащих растворов на углеродистые стали, что исключает возможность применения этого способа для извлечения шлама с поверхностей действующего оборудования.

Техническим результатом является снижение коррозионного воздействия растворов на углеродистые стали при сохранении высокой эффективности извлечения шламов, содержащих металлы платиновой группы.

Технический результат достигается способом извлечения шлама, содержащего металлы платиновой группы, с поверхностей, включающим обработку этих поверхностей водными растворами фторида и(или) гидрофторида аммония с последующим отделением шлама, согласно изобретению обработку ведут при рН 3-9,5, предпочтительно при рН 5-9; при этом корректировку рН ведут аммиаком.

Способ обеспечивает осуществление процесса разрыхления осадка в присутствии фтористых соединений в среде, близкой к нейтральной, а по способу-прототипу разрыхление осадка ведут кислыми фторсодержащими растворами.

Пример 1. Отрезки труб теплообменных поверхностей, наружная поверхность которых покрыта плотным осадком шламов, содержащих металлы платиновой группы, помещают навалом в емкость, заливают 4%-ным раствором фторида аммония и выдерживают под заливом 24 часа, раствор сливают, фильтруют, отделяют осыпавшийся с обрезков труб шлам. Оставшийся на трубах разрыхленный слой шлама снимают металлическим скребком и объединяют со шламами, выделенными из раствора фильтрованием. Полученный шлам содержит 5,2% суммы металлов платиновой группы. Степень извлечения платиноидов составляет - 97,6%.

Пример 2. Отрезки труб теплообменных поверхностей, наружная поверхность которых покрыта плотным слоем осадка шламов, содержащих металлы платиновой группы, помещают навалом в емкость, заливают 4%-ным раствором фторида аммония и выдерживают 24 часа при одновременной подаче воздуха через диспергаторы, установленные в нижней части емкости. По окончании процесса раствор фильтруют, отделяют осыпавшийся шлам. Полученный шлам содержит 5,3% суммы металлов платиновой группы. Степень извлечения платиноидов составляет 96,6%.

Пример 3. Отрезки труб теплообменных поверхностей, наружная поверхность которых покрыта плотным осадком шламов, содержащих металлы платиновой группы, помещают навалом в емкость, заливают 4%-ным раствором фторида аммония и выдерживают под заливом 24 часа, раствор сливают, фильтруют, отделяют осыпавшийся с обрезков труб шлам. Емкость с отрезками труб заполняют водой и через диспергаторы, установленные в нижней части емкости, подают воздух, продолжительность обработки 5 часов. Осыпавшийся шлам отделяют фильтрованием, объединяют со шламом, выделенным из раствора фторида аммония. Полученный шлам содержит 5,4% суммы металлов платиновой группы. Степень извлечения платиноидов составляет 96,7%.

Пример 4. Берут 4%-ный раствор гидрофторида аммония, обрабатывают аммиаком до разных значений рН. Полученный раствор с заданным значением рН используют для обработки поверхностей по методике примера 3. Полученные результаты приведены в таблице.

Предлагаемый способ, по сравнению со способом-прототипом. позволяет обеспечить существенное снижение коррозионного воздействия реакционной среды на углеродистые стали при сохранении высокой эффективности извлечения платиноидов. Это, по-видимому, объясняется тем, что в составе шламов, содержащих металлы платиновой группы, входят и другие элементы, в частности кремний, который взаимодействует с фтористыми соединениями с образованием хорошо растворимого кремнефторида аммония, что приводит к разрушению структуры осадка и его разрыхлению.

Повышение значений рН раствора более 9,0 ведет к снижению степени извлечения платиноидов и недостаточному разрыхлению осадков вследствие замедления реакции
6NH₄F+SiO₂2•nH₂О=(NН₄)2SiF₆+4NH₃+(n+2)Н₂O
при увеличении содержания свободного аммиака в растворе. При значениях рН раствора 3,0 отмечаются следы коррозионного воздействия на углеродистую сталь.

Способ относится к технологии извлечения шламов, содержащих металлы платиновой группы, с поверхностей аппаратуры в производствах, использующих катализаторы платиновой группы. Способ включает обработку поверхностей водным раствором фторида и(или) гидрофторида аммония при рН 3-9,5, предпочтительно 5-9 с корректировкой рН аммиаком с последующим извлечением отделившегося шлама. Способ позволяет обеспечить высокую степень извлечения платиноидов при отсутствии заметного коррозионного воздействия на углеродистую сталь. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ извлечения шлама, содержащего металлы платиновой группы, с поверхностей, включающий обработку этих поверхностей водными растворами фторида и/или гидрофторида аммония с последующим отделением шлама, отличающийся тем, что обработку ведут при рН 3-9,5, предпочтительно 5-9. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что корректировку рН ведут аммиаком.