توصيفگر ها :
كاتاليست مستعمل , پلاتين , ليچينگ كلريدي , ترسيب , استخراج حلالي
چكيده فارسي :
با توجه به طول عمر كاتاليزورهاي مصرفي در صنعت پتروشيمي، پس از مدتي كاتاليزور غيرفعال شده و قابل استفاده مجدد نمي باشند. لذا، بازيابي فلزات با ارزش آن¬ها با توجه به منابع محدود اين فلزات وكاهش خطرات زيست محيطي ناشي از حضور كاتاليست¬هاي مستعمل در محيط زيست، مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است. در اين پژوهش از روش ليچينگ كلريدي بعنوان يك روش سازگار با محيط زيست براي بازيابي پلاتين از كاتاليست مستعمل پالايشگاه كرمانشاه استفاده شد. ابتدا، پتانسيل برخي عوامل ليچينگ شامل هيدروكلريك اسيد، سديم هيپوكلريت، هيدروژن پراكسيد، آهن كلريد، مس كلريد، آلومينيم كلريد، آلومينيم نيترات، سديم كلريد، آمونيوم كلريد براي انحلال پلاتين مورد ارزيابي قرار گرفت. ليچينگ در محيط كلريدي، به دليل تمايل پلاتين به تشكيل كمپلكس با يون¬هاي كلر باعث تسهيل در انحلال پلاتين و كاهش مصرف اسيد شد. بالاترين درصد بازيابي فلز پلاتين در اين پژوهش حدود % 5/97 توسط هيدروكلريك اسيد پنج مولار و هيدروژن پراكسيد 1% در دماي 70 درجه سانتي گراد بدست آمد. اما جهت كاهش مصرف اسيد، روش ليچينگ كلريدي با بهره گيري ازهيدروكلريك اسيد، نمك سديم كلريد و آهن كلريد انتخاب شد. آزمايش¬ها با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح باكس-بنكن طراحي شدند. سه فاكتور غلظت هيدروكلريك اسيد، آهن كلريد و دما به عنوان متغير در طرح درنظر گرفته شدند. نتايج نشان داد كه با افزايش دما از 70 تا 90 درجه سانتي گراد، بازيابي پلاتين افزايش يافت و بازيابي پلاتين از حدود %52 در دماي 70 درجه سانتيگراد و غلظت يك مولار هيدروكلريك اسيد به حداكثر بازيابي % 5/88 در دماي 90 درجه سانتيگراد و غلظت سه مولار اسيد رسيد. بنابراين، افزايش غلظت هيدروكلريك اسيد تا غلظت 3 مولار، باعث افزايش بازيابي پلاتين شد. افزايش غلظت آهن كلريد در غلظت¬هاي پايين اسيد باعث افزايش بازيابي پلاتين و در غلظت¬هاي اسيد بالاتر از دو مولار، باعث كاهش ميزان بازيابي شد. بطوريكه در غلظت ثابت هيدروكلريك اسيد دو مولار و دماي 80 درجه سانتي گراد، بازيابي غلظت 7/0 تا يك مولار آهن كلريد بازيابي پلاتين از %78 به %73 كاهش و از غلظت 1 تا 3/1 مولار، بازيابي پلاتين تا حدود %76 افزايش يافت. يشترين بازيابي پلاتين برابر % 5/88 در غلظت يك مولار آهن كلريد، غلظت سه مولار هيدروكلريك اسيد و دماي 90 درجه سانتي گراد بود. در نهايت، پلاتين موجود در محلول ليچينگ توسط محلول اشباع آمونيوم كلريد بصورت آمونيوم هگزا كلروپلاتينات رسوب داده شد. به منظور استحصال پلاتين با خلوص بالاتر، روش استخراج با حلال آلي تري اكتيل آمين (TOA) و تهي¬سازي ترسيبي با استفاده از محلول آمونيوم كلريد و آمونياك به كار گرفته شد. طبق آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، پلاتين موجود در هر دو رسوب حاصل از هر دو روش ترسيب، نمك آمونيوم هگزا كلروپلاتينات تشخيص داده شد. در بهترين حالت، نمك توليد شده با استفاده از ترسيب مستقيم توسط آمونيوم كلريد با نسبت غني شدگي حدود 72 نسبت به كاتاليست مستعمل و با خلوص پلاتين 18% حاصل شد.
چكيده انگليسي :
Recovery of precious metals from spent catalysts due to the limited resources of these metals and the reduction of environmental hazards due to the presence of catalysts used in the environment, has been considered by many researchers. In this study, chloride leaching method was used as an environmentally friendly method to recover platinum from the catalyst used in Kermanshah refinery. First, the potential of some leaching agents including hydrochloric acid, sodium hypochlorite, hydrogen peroxide, iron chloride, copper chloride, aluminum chloride, aluminum nitrate, sodium chloride, ammonium chloride to dissolve platinum was evaluated. Leaching in chloride medium facilitated the dissolution of platinum and reduced acid consumption due to the tendency of platinum to form complexes with chlorine ions. The highest percentage of Pt recovery in this study was about 97.5% by 5 M hydrochloric acid and 1% hydrogen peroxide at 70 °C. But to reduce acid consumption, chloride leaching method was selected using hydrochloric acid, sodium chloride salt and iron chloride. The experiments were designed using the response surface methodology and the Box-Benken design. Three factors of hydrochloric acid concentration, iron chloride and temperature were considered as variables in the design. The results showed that with increasing temperature from 70 to 90 ° C, the recovery of Pt increased and the recovery of Pt from about 52% at 70 ° C and the concentration of one molar of hydrochloric acid to a maximum recovery of 88.5% at 90 ° C and The concentration reached three molar acid. Therefore, increasing the concentration of hydrochloric acid to a concentration of 3 M increased the recovery of Pt. Increasing the concentration of iron chloride in low concentrations of acid increased the recovery of Pt and in concentrations of acid higher than two molar, decreased the recovery rate. Thus, at a constant concentration of two molar hydrochloric acid and a temperature of 80 ° C, the recovery of 0.7 to one molar of iron chloride of platinum recovery decreased from 78% to 73% and from a concentration of 1 to 1.3 M, the recovery of platinum to about 76% Increased. The highest recovery of platinum was 88.5% at a concentration of one molar of iron chloride, a concentration of three molar hydrochloric acid and a temperature of 90 ° C. Finally, the platinum in the leaching solution was precipitated as ammonium hexachloroplatinate by ammonium chloride saturated solution. In order to extract platinum with higher purity, the method was extracted with organic solvent trioctylamine (TOA) and precipitated preparation using ammonium chloride and ammonia solution was used. According to X-ray diffraction (XRD) analysis, the platinum in both sediments from both precipitation methods was detected as the ammonium hexa chloroplatinate salt. In the best case, the salt produced was obtained by direct precipitation with ammonium chloride with an enrichment ratio of about 72 compared to the catalyst used and with a purity of 18% Pt.