Problémák és módon történő feldolgozását hulladék kénsav előállítására vanádium katalizátor
PROBLÉMÁK ÉS feldolgozási hulladék vanádium katalizátor kénsavtermeléshez
Társításához professzor Bezrukov IY Prof. KLEIN SE professzor Naboichenko SS
Ural Állami Műszaki Egyetem
Vanádium katalizátorokat (VC) alkalmazva a termelés kénsav 1937 A számú őket az egyes növényeken meghatározzuk teljesítményt, r. E. per 1 tonna napi felszabadulási sav kell egy kontaktor 100 kg katalizátor, amely tartalmaz 10% v 2 5 [1 ].
A különböző nyersanyagok és a fejlett gyártási technológia és a savas vc vc eredményezte a használata különböző típusú [2].
Bárium-alumínium-vanádium katalizátor (BAV) általános képletnek megfelelő N-V2 O5 · 12SiO2 · 0,5Al2 O3 · 2K2 O · 3BaO · m KCl, és tartalmazza, tömeg. aránya,%: 8V 2 O5; 11K2 O; 35SiO2; 28VaO; 4Al 2 O3 · 5Sl 8 és más vegyületek.
Sulfovanadat szilikagélen (SHS) tartalmaz tömeg. aránya,%: 8, V 2 O5; 12K2 O; 55-60 SiO 2; 3A1 legalább 2 O 3; 10-15--szulfát (számítva SO 3).
IR 1-6 A katalizátorok (Catalysis Institute) tartalmaznak, tömeg. aránya,%: 9V 2 O5; 30K2 SO4; 55-60 SiO2.
A fűtőfelülettel ellátott ágyas katalizátort (CC) tartalmaz, tömeg. aránya,%: 7V 2 O5; 7K2 O; 4-6 Al2 O3; 55-60 SiO 2; 16% - szulfát (számítva SO 3). A folyamat során, ő viselt, és elviszik a por formában.
Katalizátor élettartama 1-2 év egy felsővezeték rendszert és 4-5 év - az alsó rétegekben. Csökkentése katalitikus aktivitás annak köszönhető, hogy az átmenet egy jelentős része a vanádium tetravalens állapotúvá és módosítsa a közeg pórusszerkezet megsérti a termikus mód VC, és ennek eredményeként a felhalmozódása a kapcsolati mérgek - arzén, vas-szulfát (II), a kénsavgőz, elveszti részét a vanádium formájában illékony képzett vegyületek néhány alkotóelemét a gáz a gáz kezelés szegény.
A kiégett vanádium katalizátor (HVAC) tartalmaznak erősen mérgező vegyületek egyaránt jól oldhatók vanádium, kénsav, arzén, és így kell ártalmatlanítani lezárt temetkezési helyek. Összetétel HVAC sok tényezőtől függ, az alkalmazott katalizátor típusától, a készítmény a nyersanyag, a gáz tisztítás minősége, a hely és a tartózkodás időtartama érintkező berendezés, időtartamát és a tárolási körülmények kiürítés után a kapcsolati egységet. Közelítő összetétele HVAC Ural régió a táblázatban megadott.
A magas érték a fő összetevői a HVAC tagadhatatlan, és a megfelelő ártalmatlanítás. A hiányzó feldolgozás HVAC okoz nagy környezeti károkat régióban, ahol gyakran együtt ártalmatlanítani szabályok megsértése, vagy egyszerűen eldobjuk.
HVAC használata a magban iparágakban vanádium - Csuszovoj Metallurgical Works és a civil szervezetek „Tulachermet” - lehetetlen Pyro szakaszban miatt a magas kén- és kálium, és hidrometallurgiai -, mert a nagyon magas savtartalma. Ezen túlmenően, amikor ez helyrehozhatatlanul elveszne káliumsó és a majdnem teljesen kész hordozó - szilícium-dioxid.
Bizonyos esetekben lehetőség van arra, hogy visszaállítsa a katalitikus aktivitását HVAC meglehetősen egyszerű művelet. Például, 1939-ben, G. K. és M. A. Boreskov Guminskaya javasolt forralás vagy szinterelő őket különböző káliumsók - K 2CO 3. K2 Si03 vagy KC1. A katalizátor aktivitása eredményeként a regenerálás gyakorisága jelentősen megnőtt, de ennek ellenére alacsonyabb, mint a friss katalizátor aktivitását. Ezért egyes üzemek katalizátorok gyakran használják adalékanyagként HVAC. További drasztikus intézkedés kivonat értékes komponensek a HVAC és azok használatáról előállítására friss katalizátor. Ez különösen fontos, hogy a katalizátor távolról a felső perem a kapcsolati eszközhöz.
A TSNIICHERMET NIIUIFe javasolt és kohászati feldolgozási technológia HVAC [H], amely égetés HVAC eltávolítására és megsemmisítésére a kén-dioxid, majd olvasztása elektromos kemencében vanádium-szilícium ötvözet és kapjunk kötőanyag-alapú szublimál alkálifém-oxidok és szilícium.
TP szíriai Krasnenko és TI [4] javasoljuk HVAC égési és dobja a kén-dioxid, majd a maradékot a kapott kalcium-vanádium koncentrátum és oldatok készítéséhez műtrágyák. Eddig sem ezeket az ajánlásokat nem hajtották végre.
Javasolt több hidrometallurgiai technológiák épületgépészeti, amelyek közül néhány már tesztelték félüzemi, sőt épített műhely Ukrajnában javasolt technológia JV Vinarova munkatársai [5, 6]. A technológia már nagyon nehéz. Ez biztosítja a primer kilúgozást 2M H 2SO 4 105-110 ° C-on és mosás három vízben oldhatatlan hordozóanyagot tartalmaz. Szárítás után 200 ° C-on és kalcinálás 600 ° C-on a hordozó visszatér a friss katalizátor előállítására. Vanádium-tartalmú savas oldatokat ammóniával semlegesítjük, pH = 2,8 arzén cementálás réz forgácsból annak szétválasztás. A tisztított oldatot ammóniával semlegesítjük, pH = 8,5, vanádium oxidáljuk hidrogén-peroxiddal hőmérsékleten 90 ° C-on kicsapjuk az elsődleges koncentrátum, amely szárítás után és kalcinálás tartalmazott 40% V 2O 5. A forralt alatt vizet J. T = 2-on 1 órán, kétszer mossuk és szárítjuk. A késztermék tartalmaz 90% vanádium-pentoxid. Ez a technológia bizonyult veszteséges, bár termel elég környezetbarát termékek. Az így kapott kálium-és ammónium-szulfátok alkalmasak csak mint műtrágya.
Szerint KA Kiseleva et al. [7] Ukrmehanobrom tesztelt két másik technológia. Javasolt technológia TSNIICHERMET lehetővé teszi, hogy távolítsa el 50-65% vanádium. Ez magában foglalja a reduktív kimosódás jelenlétében fémes vas kicsapódása tetravalens vanádium lúggal vagy ammóniával, vanádium hidrogén-peroxiddal oxidálunk a cellulóz, a szennyező anyagok eltávolítása, hidrolitikus kicsapódása vanádium-pentoxid, a szárítással és kalcinálással. Vanádium elvész lépésben tisztítás a szennyeződések képződése miatt nehezen oldható vas vanadát. A hidrogén-peroxid használatát, mint oxidálószer (2-3-szeres felesleg) aligha gazdaságilag indokolt.
A ILSA NAS RK (Almaty) fejlesztették és végrehajtani „Vostokredmet” újrahasznosítási technológia HVAC [8] lehetővé teszi, hogy megkapjuk védjegye vanádium-oxid és a folyékony műtrágyák. Továbbá, uo [9] javasolja két irányban feldolgozására a HVAC. Az első kiviteli alak leached: víz - kálium-szulfát, kénsav, része a „kapcsolati mérgek” kálium-hidroxid-oldatot egy autoklávban - szilícium-dioxid és a vanádium-oxid. A további feldolgozás a anyalúgok galvanokontaktnym vagy szorpciós eljárások. A végtermék - szilícium-dioxid szál szerkezetét, vanádium-oxid, kálium-szulfát és kálium-folyékony műtrágya.
Csak költséghatékony technológia képes megoldani a problémát rendelkezési HVAC. Ezért az ajánlás a közelítés feldolgozás helyére a VC és a termelés drasztikusan csökkenti a költségeit a nyersanyagok, a folyamat hő, víz és ami a legfontosabb, ki kell zárni műveletek előkészítése a kész termékeket a szállítás és a szállítás is. Ezen túlmenően a javasolt technológia megbízhatónak kell lennie, egyszerű, de legalább nyersanyag.
A keresés ilyen technológia már tartott USTU [10, 11]. Haladva a HVAC és mivel a számos tanulmány kioldás Amint a választott oldószerben a víz. A reakciót kálium-piroszulfát vízzel formák kénsavat, amely már nemcsak elősegíti az átmenetet a vanadil-szulfát, de részben öt vegyértékű vanádium. Mivel a ötvegyértékű vanádiumot rosszul oldódik savakban, majd hozzáadjuk a redukálószert szintjének növelésére vanádium eltávolítását. Együtt ezeket a folyamatokat, kálium-szulfát válik biszulfát, és annak oldhatósága növekszik öt alkalommal. Ezért, az első szakaszban vizes kimosással kell elvégezni, tekintetben J. T és hőmérséklet oldott vanádium és maximálisan mozgatható gyakorlatilag teljesen-szulfát.
Ha teljes mosási művelet vizes kilúgozási közeget ismételjük meg, de a szűrletet azonnal felhasználjuk az első kilúgozási.
A kapott savas (pH = <1) почти насыщенный сульфатами раствор содержит до 20 г/л ванадия и большую часть (около 80 % находящегося в ОВК) мышьяка. Наиболее рациональный способ окисления ванадия в кислом растворе — это электролиз. Чтобы избежать возможности образования арсина (Нз Аs), рекомендована оригинальная конструкция трехкамерного электролизера. В нем две катодные камеры, заполненные 5 %-ным раствором сульфата калия, отделены от анодной ионитовыми мембранами типа МА-41. Анодом служит либо платиновая сетка, либо платинированный титан. Катоды из нержавеющей стали.
Egy ilyen eljárás gazdaságos vanádium oxidációs. Környezetbarát, menti a savas oldatot, és a szulfátok, és a vanádium csapadékot lehetővé teszi az egyszerű fűtés. Ahhoz, hogy több tiszta csapadék az oldatot beoltjuk - kristályos vanádium-pentoxid, és a csapadék - a kristályosodás - át végezzük alacsony pH = 1-1,5, hogy kicsapjuk a arzén nem telt el, a megoldás formájában Hg AS0 4 disszociálatlan arzénsav.
Lúgos oldatot semlegesítettük pH = 3 savas anyalúgot elválasztása után a csapadékot vanádium. Ugyanebből a célból a kipufogó katolit. A kapott csapadékot tartalmaz hidroxidok és arzenátok, t. E. Basic szennyeződéseket, és egy kis mennyiségű kovasav. Ha ez lenne a sok kálium szulfát csapadék, meg kell mosni a szűrőt forró vízzel. A keletkező kis mennyiségű iszapot tartalmazó arzént, vannak elhelyezve.
Maradékok és fáradt lúg hengerelt együtt a tisztított savat megoldás átalakítani biszulfit kálium-maradékok sokkal kevésbé oldható kálium-szulfát. Az elegyet ezután lehűtjük, és kristályosítjuk a kálium-szulfát, amely elkülönül, és elkészítéséhez felhasznált friss katalizátort és a katolit.
Ebben az esetben, ha a technológia megvalósítása távol gyártási katalizátorok, a művelet előkészítése az impregnáló oldat helyettesíthető maradék anyalúg kristályosítás után K 2 SO4 szárazra pároljuk. A kapott szilárd maradékot alkalmas a gyártás a friss katalizátor, valamint a kondenzátum használják kilúgozódás a szakterületen.
Folyamatábra ábrán látható. 1. Általában, a technológia gyakorlatilag hulladékmentes. A pelletet arzéntartalmú formájában rosszul oldódó arzenát- annyira jelentéktelen, hogy a problémákat a rendelkezésére álló saját merülnek fel.
Ábra. 2. kiszámítása a pénzügyi struktúra a vállalati projekt
1. Boreskov GK katalízis a termelés kénsav kisloty.- Goskhimizdat M., 1954.- 175 pp.
2. Technológia Katalizátorok / Muhlenov IP Dobkin EI Deryushkina V., VI Soroko V. UE L. Chemistry, 1989.
5. A. a. 1162093 Szovjetunióban. Az MKI 01 F 23/92. Az extrakció módszere V 2 O5 HVAC / Auto. feltalálták. IV Vinarov, RG Yankelevich, O. Vladimirov, IV Pochinok.- Publ. 05.23.90. Bull. № 19.