Журналы →  Цветные металлы →  2017 →  №11 →  Назад

К 85-летию академической науки Урала
Название Особенности извлечения вольфрама из отработанных катализаторов нефтеоргсинтеза
DOI 10.17580/tsm.2017.11.06
Автор Пикулин К. В., Селиванов Е. Н., Галкова Л. И., Гуляева Р. И.
Информация об авторе

Институт металлургии Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия:

К. В. Пикулин, младший научный сотрудник, аспирант, эл. почта: pikulin.imet@gmail.com
Е. Н. Селиванов, заведующий лабораторией, эл. почта: pcmlab@mail.ru
Л. И. Галкова, научный сотрудник, эл. почта: galkowa@mail.ru
Р. И. Гуляева, старший научный сотрудник, эл. почта: pcmlab@mail.ru

Реферат

Обоснованы режимы обработки отработанных катализаторов NiW/-Al2O3, обеспечивающие получение вольфрамата кальция. За основу принята разработанная ранее технология, позволяющая выделять указанные продукты из низкокачественного вольфрамсодержащего сырья, предусматривающая окислительный обжиг, спекание огарка с содой, выщелачивание спека водой и осаждение вольфрамата кальция из раствора. В качестве исходного образца взят отработанный катализатор гидроочистки нефтяных фракций состава, %: 13,7 W; 2,7 Ni; 28,2 Al; 7,8 S; 0,3 Si; 2,6 Fe; 20,0 C. Согласно данным рентгенофазового анализа (РФА), основу катализатора составляет оксид алюминия (γ-Al2O3). Вольфрам, никель и железо находятся в виде оксидов (WO3, NiO, Fe2O3), сульфидов (WS2, NiS, FeS) и соединений типа NiWO4. Высокое содержание углерода затрудняет гидрометаллургическую переработку катализатора, а серы — его использование для прямого легирования стали. Для снижения содержаний углерода и серы применяют окислительный обжиг катализатора. По данным термического анализа и РФА установлены особенности фазообразования при окислительном обжиге (900 оС) отработанных катализаторов. Помимо окисления углерода и сульфидов процесс сопровождается образованием оксидов вольфрама, никеля, железа и Al2(WO4)3. Образование Al2(WO4)3 препятствует полному извлечению вольфрама в раствор при выщелачивании. Перевести вольфрам в водорастворимую форму можно спеканием обожженного катализатора с карбонатом натрия при температуре 800 оС. По данным РФА, основу спека составляет вольфрамат натрия, помимо которого идентифицированы оксиды алюминия, железа и никеля. После водного выщелачивания (Ж:Т = 4:1, t = 90–100 оС) в кеке концентрируются оксиды алюминия, никеля и железа. Вольфрамат кальция, осажденный из раствора нитратом кальция при pH 10–12 и температуре 90–95 оC, содержал, %: 58,9 W; 13,9 Ca; 0,37 S. Извлечение вольфрама в товарный продукт близко к 90 %.

Ключевые слова Отработанный катализатор, вольфрам, оксид алюминия, никель, сера, окислительный обжиг, спекание, выщелачивание, вольфрамат кальция
Библиографический список

1. Томина Н. Н., Пимерзина А. А., Моисеев И. К. Сульфидные катализаторы гидроочистки нефтяных фракций // Российский химический журнал. 2008. Т. 52, № 4. С. 41–52.
2. Назаров Т. Э., Долматов Л. В. Развитие катализаторов гидрокрекинга // Башкирский химический журнал. 2013. Т. 20, № 2. С. 119–124.
3. Павлов А. В., Римошевский В. С. Способы утилизации отработанных молибденсодержащих катализаторов нефтехимического синтеза // Известия вузов. Черная металлургия. 2016. Т. 59, № 1. С. 5–10.
4. Медведев А. С., Малочкина Н. В., Балгаева Ф. Ш. Гидрометаллургический способ переработки отработанных катализаторов нефтеочистки // Научная сессия МИФИ-2007. Т. 9. — М. : МИФИ, 2007. С. 136, 137.
5. Hoda S. Ahmed, Mohammed F. Menoufy. New Trends in Hydroprocessing Spent Catalysts Utilization // Petrochemicals. — Rijeka, Croatia : In Tech, 2012. DOI: 10.5772/38595
6. Палант А. А., Брюквин В. А., Петрова В. А. и др. Современные гидроэлектрохимические технологии комплексной переработки нетрадиционных видов сырья // Ресурсы. Технологии. Экономика. 2005. № 10. С. 2–9.
7. Akcil A., Veglio F., Ferella F., Okudan M. D., Tuncuk A. A review of metal recovery from spent petroleum catalysts and ash // Waste Management. 2015. Vol. 45. P. 420–433.
8. Al-Sheeha H., Marafi M., Raghavan V., Rana M. S. Recycling and recovery routes for spent hydroprocessing catalyst waste // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2013. Vol. 52. P. 12794–12801.
9. Sahu K. K., Agrawal A., Mishra D. Hazardous waste to materials: Recovery of molybdenum and vanadium from acidic leach liquor of spent hydroprocessing catalyst using alamine 308 // Journal of Environmental Management. 2013. Vol. 125. P. 68–73.
10. Berrebi G., Dufresne P., Jacquier Y. Recycling of spent hydroprocessing catalysts: Eurecat technology // Resources, Conservation and Recycling. 1994. Vol. 10, No. 1/2. P. 1–9.

11. Ситдиков Ф. Г., Галкова Л. И., Пикулин К. В., Селиванов Е. Н. Получение вольфрамата кальция из низкокачественных концентратов // Труды науч.-практ. конф. «Абишевские чтения-2016. Инновации в комплексной переработке минерального сырья». — Алматы, 2016. С. 548–553.
12. Пикулин К. В., Галкова Л. И., Селиванов Е. Н., Ситдиков Ф. Г. Извлечение вольфрама из отработанных катализаторов нефтеоргсинтеза // Труды конгресса «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных обра зований». — Екатеринбург : УрО РАН, 2017. С. 578–581.
13. Matthews S., Taliana F., James B. Heat treatment of plasmas prayed Al2O3 and Al2O3 – WO3 coatings between 500 and 1000 oC // Surface and Coatings Technology. 2012. Vol. 212. P. 109–118.
14. Nikolov I., Nikolov V., Peshev P. Regions of phase crystallization and new double tungstates in the system Na2O – Al2O3 – WO3 // Journal of Alloys and Compounds. 2003. Vol. 351, No. 1/2. P. 202–207.
15. Селиванов Е. Н., Фролова Л. Г., Сорокин А. А., Кузнецов Л. П. Распределение элементов-примесей при электроплавке вторичного сырья на ферроникель // Цветная металлургия. 1996. № 11/12. С. 25–27.

Полный текст статьи Получить
Назад