СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО МОЛИБДЕН-КОБАЛЬТ-АЛЮМИНИЙ СОДЕРЖАЩЕГО КАТАЛИЗАТОРА Российский патент 2023 года по МПК C22B7/00 B01J23/92 C22B34/34 C22B23/06 C22B1/16 C22B3/04 B09B3/40 B09B101/95 

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано в технологии комплексной переработки отработанных катализаторов.

Известен способ извлечения ценных компонентов из отработанных молибденовых катализаторов, включающий обжиг сульфидных молибденовых концентратов с получением огарка с высоким содержанием МоО₃, а также MoO₂ и MoS₂. Выщелачивание молибдена из огарка проводят растворами аммиака, при этом триоксид молибдена переходит в раствор с образованием молибдата аммония (Зеликман А.Н., Коршунов Б.Г. Металлургия редких металлов. М.: «Металлургия», 1991 г.) Основными недостатками указанного способа являются высокие энергозатраты, существенное воздействие на окружающую среду в виде выбросов оксидов серы).

Известен способ извлечения молибдена из молибденсодержащего огарка путем обработки огарка раствором карбоната и нитрата калия (патент RU №2296802). Ключевым недостатком является сложная аппаратурная схема и низкая степень извлечения молибдена.

Известен способ утилизации отработанных катализаторов на основе окиси алюминия и содержащих молибден, кобальт, ванадий или их композиции пирометаллургической переработкой (а.с. №233919). Указанный способ характеризуется высокими энергозатратами и сложной аппаратурной схемой.

Известен способ извлечения молибдена из отработанного катализатора путем окислительного обжига при температуре 500°С с образованием водорастворимого молибдата натрия, который осаждается в виде молибденовой кислоты (рН 5,2-5,5) (Патент США №4075277). К недостаткам рассматриваемого способа следует отнести: значительный расход азотной кислоты и сравнительно низкую степень извлечения молибдена, узкий интервал значений рН на операции осаждения молибденовой кислоты, сложную аппаратурную схему и значительные объемы образуемых отходов.

Известен способ переработки отработанного молибденалюминийсодержащего катализатора, включающий спекание катализатора с содой, выщелачивание спека раствором щелочи с переводом в раствор алюминия и молибдена с последующим отделением раствора от кобальтсодержащего осадка (а.с №704654). Недостатками данного способа являются высокие затраты реагентов, сложная аппаратурная схема и высокая стоимость процесса переработки.

Известен способ использования отработанного молибденсодержащего катализатора в составе шихты для легирования чугуна или стали (Патент США №2367506). Ключевыми недостатками является низкое качество шихты, сложность переплавки и экологические проблемы, вызываемые данным процессом.

Известен способ переработки молибденсодержащего катализатора, включающий операции спекания катализатора, выщелачивания спека и осаждения из раствора алюминия на первой стадии и молибдена - на второй (RU №2466199). Недостатками представленного способа являются низкое качество получаемого полупродукта, значительные энергозатраты и значительные объемы образования сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения металла (ванадия) из отработанного катализатора, в процессе которого не размолотый катализатор выщелачивают водой в перколяторе при температуре не выше 30°C в присутствии восстановителя - сернистого газа с последующей экстракцией фосфорорганическими экстрагентами и реэкстракцией щелочными реагентами. Осаждают ванадий щелочным раствором (RU №2081834) (прототип). Ключевыми недостатками является отсутствие возможности применение данного способа для переработки молибденсодержащего катализатора.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка способа переработки отработанного молибденкобальталюминийсодержащего катализатора, повышение производительности процесса, упрощение аппаратурной схемы.

Поставленная задача решается путем разработки способа извлечения металла в процессе выщелачивания водой и последующим осаждением, при этом процессе катализатор сначала промывают водой при соотношении 1:5, затем продувают водяным паром или азеотропной смесью воды и серной кислоты при температуре 100-130°С, а образующийся остаток спекают с хлоридом аммония при температуре 280-300°С, затем выщелачивают водой.

Достижение технического результата подтверждается примерами.

Пример 1

Навеску отработанного катализатора массой 0,5 г промывают 25 мл воды в течение 30 минут. Из отмытого катализатора водяным паром при температуре 100°С в течение 120 минут отгоняют соединения молибдена. Полученный остаток измельчают до фракции 80-100 мкм, смешивают в массовом соотношении 1:1 с хлоридом аммония и прокаливают при температуре 280°С в течение 2 часов. Полученный пек и выщелачивают водой соединения кобальта. Степень извлечения в раствор молибдена составляет 86% и кобальта 70%.

Пример 2

Навеску отработанного катализатора массой 0,5 г промывают 25 мл воды в течение 30 минут. Из отмытого катализатора водяным паром при температуре 130°С в течение 60 минут отгоняют соединения молибдена. Полученный остаток измельчают до фракции 80-100 мкм, смешивают в массовом соотношении 1:1 с хлоридом аммония и прокаливают при температуре 300°С в течение 1 часа. Полученный пек измельчают и выщелачивают водой. Степень извлечения в раствор молибдена составляет 95% и кобальта 80%.

Пример 3

Навеску отработанного катализатора массой 0,5 г промывают 25 мл воды в течение 30 минут. Из отмытого катализатора водяным паром при температуре 120°С в течение 90 минут отгоняют соединения молибдена. Полученный остаток измельчают до фракции 80-100 мкм, смешивают в массовом соотношении 1:1 с хлоридом аммония и прокаливают при температуре 290°С в течение 1,5 часов. Полученный пек измельчают и выщелачивают водой. Степень извлечения в раствор молибдена 92% и кобальта 81%.

Отсутствие коррозионо-активного сернистого газа и фосфорорганических экстрагентов упрощает аппаратурной оформление процесса и повышает эффективность переработки. Применение последовательных процессов парогазовой отгонки и спекания позволяют применять данный метод для молибденкобальтсодержащих катализаторов.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано в технологии комплексной переработки отработанных катализаторов. Отработанный молибденкобальталюминийсодержащий катализатор промывают водой при соотношении 1:5, затем продувают водяным паром при температуре 100–130°С. Образующийся остаток спекают с хлоридом аммония при температуре 280–300°С и выщелачивают водой. Способ позволяет упростить аппаратурное оформление процесса переработки молибденкобальтсодержащих катализаторов и повысить эффективность переработки. 3 пр.

Способ переработки отработанного молибденкобальталюминийсодержащего катализатора, заключающийся в том, что катализатор промывают водой при соотношении 1:5, затем продувают водяным паром при температуре 100–130°С, образующийся остаток спекают с хлоридом аммония при температуре 280–300°С и выщелачивают водой.