close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Извлечение соединений церия и железа из отработанного металлоксидного катализатора.

код для вставкиСкачать
 УДК 542.973
О. И. Ахмеров
ИЗВЛЕЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ЦЕРИЯ И ЖЕЛЕЗА
ИЗ ОТРАБОТАННОГО МЕТАЛЛОКСИДНОГО КАТАЛИЗАТОРА
Ключевые слова: отработанный катализатор, церий, железо, извлечение.
Исследовано извлечение церия и железа из отработанного катализатора в виде их кислородных соединений с
высокой селективностью процесса.
Keywords: spent catalyst, cerium, iron, extracting.
Studied the extraction of cerium and iron from the spent catalyst in the form of oxygen-containing compounds with a
high selectivity of the process.
Введение
железоцерийоксидного катализатора с получением
соединений церия и железа.
В настоящее время выделение и повторное
использование
веществ
и
материалов
из
промышленных отходов приобретает все большее
значение. Это связано с уменьшением запасов
природных руд и усилением требований по
контролю за состоянием окружающей среды и
выбросом вредных веществ.
Особое место среди отходов различных
промышленных производств занимают твердые
отходы, в частности, отработанные катализаторы
различных процессов нефтепереработки, синтеза
органических и неорганических соединений.
В
промышленности
сложные
железооксидные
катализаторы
широко
используются для получения бутадиена, стирола и
изопрена из бутенов, этилбензола и метилбутенов
соответственно. В последние годы их начали
поставлять на российский рынок и западные
компании [1-3].
Утилизация
отработанных
жеелезоцерийоксидных катализаторов позволит
снизить загрязнение окружающей среды за счет
ликвидации отходов подвергаемых захоронению, и
повысить
экономическую
эффективность
существующих производств.
Извлечение дефицитного и дорогостоящего
церия из отработанного катализатора позволит
возвратить ценный металл и его соединения в
технологический цикл производств различных
отраслей
промышленности:
производство
различных видов стекол, ядерная техника,
металлургия,
машиностроение,
производство
катализаторов и т.д.
Потенциальные потребители продуктов
переработки
отработанного катализатора –
соединений железа – металлургия, машиностроение,
производство
катализаторов,
сорбентов,
лакокрасочная
промышленность,
магнитные
материалы, радиоэлектроника.
Учитывая дефицитность и
широкие
области применения соединений церия и железа
можно прогнозировать высокий и устойчивый спрос
на продукты переработки отхода катализатора.
Цель исследования – извлечение отдельных
компонентов
из
отработанного
Экспериментальная часть
Для исследования морфологии поверхности
использовался
электронный
сканирующий
микроскоп
ISM-6400LV
совмещенный
с
энергодисперсионным
рентгеновским
спектрометром EDS для элементного анализа
образцов.
Определение концентрации железа ( II) или
железа (III) в растворе или в твердой фазе после ее
предварительного
растворения
проводилось
фотоколориметрическим методом.
Гравиметрическим методом по изменению
массы твердой фазы – разница масс до и после
эксперимента
–
определяли
количество
растворившегося осадка, изменение массы вещества
после обжига или сушки и т.д.
Обсуждение результатов
Отработанный
железоцерийоксидный
катализатор представляет собой гранулы близкой к
цилиндрической формы черного цвета.
Состав отхода приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Состав отработанного катализатора
№
образца
1
2
3
4
5
Содержание элемента, % масс.
Fe
Ce
O
C
67,4
16.6
16,0
59,46 13,53 22,16 4,85
59,69 9,54
21,45 9,33
59,55 9,59
30.87 60,11 14,42 25,47 -
Как видно, в состав отработанного
катализатора входят кислородные соединения
железа и церия, содержание которых несколько
меняется, иногда фиксируется наличие углерода,
который
видимо
образуется
в
процессе
эксплуатации катализатора за счет термической
диссоциации углеводородов.
Анализ отхода на содержание железа в
различных степенях окисления
показал, что
отношение Fe(III):Fe(II) близко к 2,2, причем
порошок
обладает
хорошо
выраженными
магнитными свойствами. Это свидетельствует о
51
- промывка гидроксосоединений железа от
наличии в отходе частично восстановленных форм
примесей;
железа, например, магнетита.
- сушка гидроксосоединений железа;
Для
изучения
процесса
извлечения
- выпарка растворов и кристаллизация хлоридных
соединений
церия
и
железа
из
отхода,
предварительно было исследовано раздельное
соединений.
растворение оксидов железа (III) и церия (IV) в
Степень извлечения церия достигала 98щелочных и кислых растворах различной природы.
99%, железа – близка к 100%.
Оксид
железа
(III)
был
получен
Выводы
высокотемпературным окислением магнетита или
терморазложением гидроксооксида железа (III),
Установлен
состав
отработанного
оксид церия синтезировали путем терморазложения
железоцерийоксидного катализатора.
в окислительной среде нитрата церия (III).
Определены основные стадии процесса
Анализ литературных данных показал, что
утилизации
отхода
катализатора,
их
для удаления сажи с поверхности различных
последовательность и условия проведения.
катализаторов необходимо обжигать их в
Достигнута высокая степень извлечения
окислительной
среде при
температуре
до
компонентов.
700-750оС [4].
Продуктами
переработки
являются
После окислительного обжига цвет отхода
кислородные соединения церия и железа.
катализатора меняется с черного на темнокоричневый. Магнитные свойства уменьшались.
Работа
выполнена
при
финансовой
Видимо здесь наряду с окислением углерода
поддержке Минобрнауки РФ в рамках базового
происходит и окисление железа (II) магнетита.
государственного задания (ПНИЛ 02.14)
Основные стадии процесса извлечения
церия и железа из отработанного катализатора:
Литература
- измельчение гранул отработанного катализатора;
1. А.А. Ламберов, Х.Х. Гильманов Модернизация
- обжиг отхода катализатора в окислительной среде;
катализаторов и технология синтеза изопрена на ОАО
- разложение отхода катализатора в растворе
«Нижнекамскнефтехим». Казан. ун-т, Казань, 2012, 404
соляной кислоты;
с.
- отделение оксида церия от раствора фильтрацией;
2. А.А. Емекеев, О.И. Ахмеров, Г.И. Федоров, Х.Э.
- промывка оксида церия от водорастворимых
Харлампиди. Вестник Казан. технолог. ун-та, 2, 61-63
примесей;
(2008)
- сушка оксида церия;
3. О.И. Ахмеров, Вестник Казан. технолог. ун-та, 14, 17,
- кристаллизация гидроксосоединений железа из
262-264 (2011)
маточного раствора и промывной жидкости при
4. И.П. Мухленов, Е.И. Добкина, В.И. Дерюжкина, В.Е.
Сороко. Технология катализаторов. Химия. Ленинград,
введении осадителя;
1989.
272 с.
- отделение гидроксосоединений железа от раствора
фильтрацией;
________________________________________________________________________________________
© О. И. Ахмеров - к.х.н., доц. каф. технологии неорганических веществ и материалов КНИТУ, m.a.bochkov@gmail.com.
© O. I. Akhmerov - Ph.D., associate professor of Department of Nonorganic Substances and Materials Technology KNRTU,
m.a.bochkov@gmail.com.
52
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
189 Кб
Теги
извлечения, церия, металлоксидных, катализаторы, железы, соединений, отработанного
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа