Молибден из колошниковой пыли плавильных печей

Этот процесс, разработанный X. Кастанья, предназначен для выделения молибдена в виде молибденовой кислоты из отходов, в частности, из отработанных катализаторов, содержащих носитель - у-оксид алюминия и молибден в виде оксида или сульфида.

Процесс включает обработку отходов карбонатом натрия и нагревание для перевода молибдена в молибдат натрия. Последний превращают в молибденовую кислоту, обрабатывая концентрированной азотной кислотой. При этом получается очень чистая молибденовая кислота, которая может быть использована как для производства соединений молибдена, так и для выделения чистого металла. Схема этого процесса представлена на рис.119.

Отработанный катализатор предварительно обжигают в окислительной атмосфере при температуре ~500°С, в результате чего происходит удаление основных количеств летучих продуктов, углерода, а также части серы.

Катализатор находится в виде небольших цилиндрических нли круглых гранул. В его состав входит 8% Мо, 1,5% S и ~2% Со; носителем является у-оксид алюминия.

Далее катализатор обрабатывают во вращающемся смесителе водным раствором, содержащим 400 г/л Na₂C0₃, при температуре 70 °С. Обработку проводят в периодическом режиме, загружая по 100 кг сырья, которые в течение 30 мин обрабатывают 37,5 л раствора. На обработку 1 кг сырья расходуется 150 г Na₂C0₃.

Расчет показывает, что количество Na₂C0₃, теоретически необходимое для перевода содержащихся 8% Мо в молибдат натрия составляет £~87 г/кг сырья. Для перевода 1,5% S в сульфат натрия требуется 44 г Na₂C0₃ на 1 кг сырья. Таким образом, избыток Na_aC0₃ составляет 19 г/кг сырья, т.е.1,9%.

Обработку проводят в двух смесителях, соединенных параллельно, таким образом, чтобы во время выгрузки сырья из одного смесителя в другом смесителе проводилась обработка следующей порции сырья.

Сырье из смесителя подается во вращающуюся печь длиной ~4,2 м и внутренним диаметром 630 мм, нагреваемую пропановой горелкой до температуры 650-750 "С.

Сырье поступает непрерывно со скоростью £~Ю0 кг/ч. Время пребывания сырья в горячей зоне печи составляет ~1 ч.

На выходе из печи продукт охлаждается до 70-80 С в холодильнике, стенки которого охлаждаются циркулирующей водой.

Около 95% молибдена, содержащегося в катализаторе, находится в виде молибдата натрия.

Молибдат натрия растворяют, промывая продукт (слой толщиной ~10 см) на непрерывном ленточном фильтре с фильтрующей поверхностью 1 м². Промывка проводится в шесть стадий.

На последней стадии подают горячую воду (80 °С) со скоростью 120 л/ч.

С первой стадии выводится концентрированный раствор молибдата натрия, содержащий 45-50 г/л Мо, со скоростью =^104 л/ч. Твердый продукт после промывки на последней стадии чистой водой удаляют с фильтра. Он содержит ~0,27% Мо. Выход на стадии промывки составляет - 97%.

Раствор, содержащий молибден, подают с постоянной скоростью л/ч в первый реактор нейтрализации. Одновременно насосом через расходомер в реактор подается 53% -ный раствор HN0₃.

Реактор снабжен охлаждающей рубашкой, по которой циркулирует вода, в результате чего температура в нем не превышает 20 °С. Объем реактора составляете 150 л, а время пребывания раствора несколько более 1 ч. В реакторе непрерывно проводится контроль величины рН, которая должна составлять 5,2-5,5. Для достижения такой величины средняя производительность кислотного насоса должна составлять 8 л/ч.

Раствор, в котором начинается осаждение частиц оксида алюминия, далее поступает во второй реактор такого же объема как и предыдущий, в который таким же образом подается такое же количество того же самого раствора азотной кислоты, что и в первый реактор. Температура во втором реакторе в результате охлаждения водой не превышает 30 °С.

В этих условиях происходит растворение выпадающих частиц оксида алюминия и раствор становится прозрачным.

Затем раствор подают в третий реактор, такого же объема, который нагревают до 100 °С циркулирующим водяным паром.

В этом реакторе происходит осаждение молибденовой кислоты, в то время как большая часть алюминия остается в растворе. Осадок поддерживается в виде суспензии с помощью мешалки.

Суспензию направляют на вращающийся фильтр, на котором осадок отделяют и непрерывно промывают деминерализованной водой, содержащей 2% (объемн) концентрированной HN0₃.

Затем осадок сушат горячим воздухом при ~ 100 °С.

Осадок состоит в основном из молибденовой кислоты и среднее содержание Мо в нем составляет 61,2%, а содержание алюминия - только 0,004%; его средняя плотность равна 2.

Схема процесса выделения молибдена из отработанных катализаторов: 1 - раствор Na,CO_s; 2 - импрегнирование; 3 - спекание; 4 - горячая вода; 5 - растворение; 6 - концентрированная HNO_a; 7 - нейтрализация; 8 - отстаивание; 9 - осаждение; 10 - 1% -ный раствор HNO,; 11 - фильтрация и промывание; 12 - сушка; 13 - сухая молибденовая кислота; 14 - отходы; 15 - удаленный твердый продукт; 16 – промывная.

Выход Мо в виде молибденовой кислоты, в расчете на Мо, содержащийся в отработанном катализаторе, составляет ~85%.

Сходный процесс описан Г. Гравии. Этот процесс включает смешивание катализатора с порошкообразным карбонатом натрия, добавление воды и повторное перемешивание для того, чтобы частицы катализатора абсорбировали воду. Затем смесь нагревают для превращения присутствующего молибдена в молибдат натрия, обрабатывают при комнатной температуре углекислым газом, добавляют горячую воду для растворения молибдата натрия, нейтрализуют азотной кислотой и осаждением выделяют молибденовую кислоту высокой чистоты, которая может быть использована для производства соединений молибдена и для выделения чистого металла.