Технологія отримання сполук ванадію та молібдену з відпрацьованих каталізаторів - Автореферат

Технологія отримання сполук ванадію та молібдену з відпрацьованих каталізаторівВанадій, молібден та нікель знаходять широке використання в хімічній, металургійній та інших галузях промисловості. Через відсутність діючих підприємств з переробки рудної сировини, яка містить ванадій та молібден, Україна змушена імпортувати сполуки цих металів. Через багатокомпонентний склад такої сировини в Україні відсутні технології переробки відпрацьованих каталізаторів нафтохімічної промисловості, котрі враховують усі екологічні та економічні вимоги до сучасних технологій. Фізико-хімічні властивості багатокомпонентних систем, що включають перехідні метали, практично повністю відсутні, тому вивчення хімізму та властивостей багатокомпонентних систем, що містять полівалентні та перехідні метали має актуальне наукове значення і дозволить розробити технологію переробки нікель-молібденових каталізаторів та поширити отримані закономірності на інші технології. дослідити процес термохімічної підготовки відпрацьованого каталізатору до процесу вилучення компонентів;Для зясування шляхів переводу компонентів каталізатора в розчинну форму необхідно виконати термодинамічну оцінку можливого складу відпрацьованого каталізатору та взаємодії компонентів каталізатору з киснем; провести дослідження складу відпрацьованого каталізатора на різних стадіях переробки та експериментальні дослідження процесу окиснювального випалу каталізатора; дослідити багатокомпонентну систему, що містить одночасно сполуки ванадію, молібдену та нікелю у водних розчинах аміаку; провести експериментальні дослідження процесів вилучення компонентів каталізатора у розчин та вивчити процес осадження сполук ванадію та молібдену з робочих розчинів і на підставі проведених досліджень запропонувати послідовність технологічних рішень у вигляді принципової технологічної схеми. Дослідження масового складу відпрацьованого каталізатору показало, що він містить до 20% вуглеводнів, які представлені фракціями до С36; 1,5% молібдену, 1,3% нікелю, а також ванадій в кількості 3,6%, а масовий вміст сірки та вуглецю складає 4,8 та 4,3% відповідно. Установлено, що властивості складових відпрацьованого каталізатору не дозволяють проводити вилучення компонентів без попередньої обробки, тому для вилучення компонентів з відпрацьованого каталізатору запропоновано попереднє видалення вуглеводнів, вуглецю та сполук сірки за допомогою випалу киснем повітря. У третьому розділі проведено термодинамічні дослідження зміни складу каталізатору в процесі роботи та оцінка термодинамічної імовірності протікання твердофазних реакцій між компонентами відпрацьованого каталізатору та киснем і зясовано, що в процесі випалу при температурі більше 573 К ймовірне окислення сульфідів та карбідів металів до оксидних сполук ванадію, молібдену та нікелю у вищих ступенях окислення. При дослідженні кінетики процесу розчинення МОО3 установлено, що процес розчинення є також багатостадійний: на першій стадії концентрація МОО3 у розчині може досягати 400 г./л, на другій стадії, яка триває 10 хвилин, концентрація зменшується в 1,7 раза, що повязано з утворенням полімолібдатів та на третій стадії концентрація МОО3 у розчині сягає 150 г./л і залишається далі без змін.Дисертаційна робота присвячена розробці технології отримання сполук ванадію та молібдену з відпрацьованих каталізаторів, яка дозволяє отримувати важливу хімічну продукцію та зменшити шкідливий вплив промислових токсичних відходів. Досліджено склад відпрацьованого Ni-Mo каталізатору та встановлено, що до його складу входять сульфіди ванадію та сульфіди ванадію-молібдену, вуглець та вуглеводні. Проведено термодинамічний аналіз реакцій компонентів каталізатору в процесі роботи та взаємодії з киснем. Установлено, що оптимальна температура процесу випалу складає 773-873 К, а розмір часток каталізатору повинен бути не більше 0,5 мм. Вивчено кінетику процесу розчинення МОО3 та встановлено, що процес розчинення МОО3 у розчинах аміаку багатостадійний: на першій стадії концентрація МОО3 у розчині може досягати 400 г./л, на другій стадії, яка триває 10 хвилин, концентрація зменшується в 1,7 раза, що повязано з утворенням полімолібдатів та на третій стадії стабілізується значення концентрації МОО3 у розчині на рівні 150 г./л.

Основний зміст роботи