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炼油废加氢催化剂中有价金属回收工艺的研究

文献类型:学位论文

作者李萌芳
答辩日期2022
文献子类硕士
授予单位中国科学院过程工程研究所
导师杨良嵘 and 谢铿
关键词废加氢催化剂,外场强化,浸出萃取一体化,选择性浸出
英文摘要

石油化工行业的快速发展,导致大量含有价金属的废催化剂堆积。采取湿法工艺回收废催化剂中有价金属是目前常用的方式,但在实际回收应用中,会产生大量难处理的酸碱废水、废渣等。因此,在加强对浸出机制和强化浸出措施的研究,完善传统的湿法回收工艺的同时,开发降低试剂消耗量及能耗,使废催化剂回收过程集成化、绿色化的环境友好型新技术,将是湿法工艺未来发展的方向。本文以改善湿法回收废加氢催化剂工艺中的环境问题为出发点,针对浸出反应速率低、分步反应分离效率有限等问题,引入了微波法来强化浸出反应,建立了浸出萃取一体化新型萃取分离体系,并优化了两种湿法回收工艺(钠化焙烧-水浸-萃取和氧化焙烧-碱浸-萃取)的工艺参数,分析了有价金属钼钒镍选择性浸出的可行性。针对浸出反应速率低的问题,在钠化焙烧-水浸-萃取回收工艺中引入微波辅助浸出反应,研究了焙烧时间、焙烧温度、碳酸钠用量、固液比、浸出时间、浸出温度和搅拌速率等因素对金属Mo的浸出率的影响。其中碳酸钠用量和固液比对Mo的浸出反应影响显著。微波辅助浸出效果优于常规加热浸出,能显著缩短浸出反应时间,提高反应速率。采用N235、仲辛醇和磺化煤油组成的有机相对水浸出液中金属Mo进行萃取,并以氨水为反萃剂进行反萃,考察了水相pH、萃取时间、萃取温度、萃取油相与水相比(O/A)和氨水浓度、反萃时间、反萃温度、反萃油相与水相比(O/A)等对萃取和反萃反应的影响。其中水相pH对萃取率和O/A对反萃率的影响显著。在最优工艺参数下,Mo的浸出率为95.5%,萃取率为99.6%,反萃率为88.6%。采用氧化焙烧氨浸法对废加氢催化剂中金属Mo、Ni进行浸出,N263、仲辛醇和煤油组成的有机相对氨浸出液中金属Mo进行萃取分离,NaCl、NaOH混合溶液对Mo进行反萃,最后通过盐酸调节钼酸钠溶液pH,得到产物MoO3。分别研究了焙烧时间、焙烧温度、NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液的pH、总铵离子浓度、浸出时间、浸出温度、固液比和氨水浓度对金属Mo、Ni浸出率的影响,pH<10的弱碱性环境下适宜Mo和Ni的同步浸出;在浸出液的萃取分离过程中,考察了浸出液中杂质离子、初始钼离子浓度、N263阴离子类型、萃取时间、萃取温度、萃取油相与水相比O/A、有机相组成浓度和反萃剂NaCl、NaOH浓度、反萃时间、反萃温度、反萃油相与水相比O/A分别对金属Mo的萃取和反萃反应的影响,其中杂质离子Cl-、NH 4+存在不利于萃取反应进行,N263(Cl-)萃取低浓度氨水作为浸出剂得到的浸出液中钼的萃取效果优于N263(CO32-)。在最优工艺参数下,Mo、Ni的浸出率为97.8%、84.4%。在氧化焙烧-氨浸-萃取法的基础上,于室温下构建浸出萃取一体化新型萃取分离体系,通过反应分离耦合方式,缩短反应时间,提高反应分离效率,Mo的回收率为80.9%,比浸出、萃取分步进行时高7.0%。通过加入盐酸调整钼酸钠溶液pH得到沉淀产物MoO3,并对反应温度、时间进行优化,Mo的沉淀率为88.0%。在氧化焙烧-氨浸法的基础上,利用Mo、Ni和V在不同pH下的存在形式,通过调整NH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液的浸出体系pH,完成重油废加氢催化剂中有价金属的选择性回收。在浸出体系pH=9时对Mo、Ni的选择性浸出,然后在pH=12时对滤渣中的V进行浸出,两步浸出Mo、Ni和V的浸出率分别为93.7%、85.5%、68.0%。关键词:废加氢催化剂,外场强化,浸出萃取一体化,选择性浸出

语种中文
源URL[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/60732]  
推荐引用方式
GB/T 7714
李萌芳. 炼油废加氢催化剂中有价金属回收工艺的研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 2022.

入库方式: OAI收割

来源:过程工程研究所

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