Мазмұны

5.6.2 Ренийді қолданыстан шыққан немесе жарамсыз катализаторлардан бөліп алу әдістері

Қолданыстан шыққан немесе жарамсыз катализаторлардан ренийді негізінен екі әдіспен бөліп алады: катализатордың негізгі бөлігі алюмооксидті толығымен ыдырату немесе негізгі бөлікті ыдыратпай бағалы компоненттерді селективті бөліп алу.
Жарамсыз катализаторлардың инертті алюминий оксидті матрицасын толығымен ыдырату үшін өте агрессивті жағдайлар қажет. Ол үшін ұсақталған катализаторды сілтілі реагенттермен күйдіріп, спекті ерітеді (термохимиялық ыдырату) немесе сілті немесе қышқыл ерітінділерімен тікелей ерітеді, кейбір жағдайларда микротолқынды сәулелендіру мен қысым қолданылады.
1986 жылы КСРО Ғылым академиясының Химия және химиялық технологиялар институтының қызметкерлері катализаторды толық ыдырату әдісін жасаған. Ол үшін катализатор жоғары температурада натрий пероксидімен термиялық өңделеді, алынған спек суда ерітіліп, ерітінді тұз қышқылымен бейтараптандырылады да, қышқылдандырудан кейін платина мен ренийді ерітіндіден тұнбаға бөлініп алынады. Оңтайлы жағдайларда катализатордың негізгі матрицасы мен ілеспе металдардың 98% - ы ерітіндіге өтеді.
Катализаторларды тотықсыздандырғыш қатысында сілтімен термиялық өңдеп, артынан қышқыл ерітінділерімен шаймалағанда платина мен рений ерімеген қалдықта концентрленеді. КР-110 катализаторын ұсақтап сілтімен (NaOH) және белсендірілген көмірмен мұқият араластырып (катализатор : сілті : көмір = 1 : 1.4 : 0.5) ауасыз ортада біртіндеп 950 ℃ дейін қыздырғанда платина мен рений металдық формаға, ал алюминий оксиді суда ерігіш формаға өтеді. Алынған спекті қашқылмен шаймалағанда алюминий оксиді толығымен ерітіндіге өтіп, ерімеген бөлікке 98,9 % - ға рений мен 99.9% - ға дейін платина бөлініп алынған.
Платина-рений концентраты жаңа катализаторлар дайындау үшін пайдаланылады.
Қайта өңдеуге түсетін залалсыздандырылған оргсинтез катализаторлары органикалық қоспалармен ластанғандықтан, көптеген жағдайларда гидрометаллургиялық өңдеуден бұрын мұндай қоспаларын кетіру үшін күйдіріледі. Платина-рений катализаторларының бетінен күйені кетіру үшін одан әрі өңдеу технологиясына байланысты 500-ден 850 ℃-қа дейінгі температурада күйдіру жеткілікті. Кейде концентрацияланған күшті қышқылдарды пайдаланған жағдайда катализаторды жоғары температуралы декарбонизация жасамауға да болады.
Жарамсыз катализаторлардың негізгі бөлігін ыдырату үшін сілтілі де, қышқылдық та реагенттер қолданылады. Катализаторлардың автоклавта сілтілі өңдеу схемасы 2-суретте көрсетілген. Процесс 120-130 ℃ температурада, 0.5 МПа қысымда, 4-5 моль/л NaOH ерітіндісін қолдана отырып жүзеге асырылады
Платина концентраты 70 ℃ температурада H2O2 қатысуымен тұз қышқылымен шаймалау арқылы өңделеді, содан кейін платина алюминий ұнтағыменмен цементтеледі. Құрамында 65-80% платина бар тұнба тазартуға жіберіледі. Құрамында рений, алюминий және сілті бар шаймалау ерітіндісі АВ-17 анион алмасу шайырына ренийді сорбциясына жіберіледі. Ренийдің десорбциясы 1 моль/л H2SO4 ерітіндісімен жүзеге асырылады. Рений сульфатты ерітіндіден калий перренаты түрінде тұндырылады. Ренийді тауарлық тұзға бөлінуі 95-96%, платинаны концентратқа бөліп алу 98.8 %. Схемада сонымен қатар алюминийді тауарлық өнім Al(OH)3 түрінде алу қарастырылған.
Катализаторларды сілтілі ерітінділермен шаймалауға негізделген әдістердің жалпы кемшілігі - тұтқыр сілтілі алюминий ерітінділерінің түзілуі. Бұл кемшілікті катализатордың субстратын еріту үшін минералды қышқылдарды қолдану арқылы жеңуге болады.

Залалсыздандырылған алюминий-платина-ренийлі катализаторларды ыдырату үшін күкірт қышқылымен шаймалау әдісі жиі қолданылады. Алдымен катализаторларды 10-20 % күкірт қышқылымен 100-104 ℃ температурада 10-12 сағат бойы өңдеу ұсынылады, содан кейін температураны 45-50 ℃ дейін төмендетіп, 3-5 сағат бойында 30 % H2O2 (1 г катализаторға 0.7-0.3 мл) порциямен қосып тұру ұсынылады. Бұл жағдайда алюминийдің негізгі бөлігін, ренийді 94-96% ерітіндіге өткізуге болады, ал платина шаймалау қалдығында шоғырланады. Ерітіндіден ренийді аминдермен экстракциялау арқылы бөліп алуға болады.
Катализаторды күкірт қышқылының концентрацияланған ерітінділерімен шаймалаудың автоклавты әдісі бойынша залалсыздандырылған катализаторлар гидрометаллургиялық өңдеуден бұрын көмір шөгінділерінен тазарту үшін 500-600 ℃ температурада күйдіріледі. Әрі қарай, 35-75 % H2SO4 ерітіндісімен жоғары температурада (145℃) және қысымда (0.4-0.5 МПа) шаймалау жүргізіледі. Мұндай жағдайларда тұрақты алюминий силикатының субстраты 3 сағат ішінде ериді. Көрсетілген жағдайларда ренийдің 92-95% және платинаның 10-15% ерітіндіге ауысады. Алынған ерітіндіден платина алюминий ұнтағымен цементтеу арқылы бөлінеді. Құрамында 0,3-0,4 г/л рений, 10-15 г / л алюминий, 50-75 г / л сульфат иоиндері бар тазартылған күкірт қышқылы ерітіндісінен ренийді төмен негізді анионитпен сорбциялап алады (сурет. 3). Бұл жағдайда ренийдің 98% сорбцияланып, 3