Мундарижа кириш 5 I боб. Платина ишлаб чиқариш бўйича дунё адабиётлари ва технологияларининг аналитик тахлили 12

1.1.2. Нефть ва кимё саноати катализаторлари чиқиндиларидаги платинани ажратиб олиш усуллари

Ўтган асрдан бошлаб платина нефтни қайта ишлаш ва автомобилсозлик саноатида катализаторлар таййорлаш учун қўлланила бошлади. Платинанинг энг муҳим иккиламчи хом ашё манбаларидан бири нефтни қайта ишлаш жараёнлари учун сарфланган, яроқсиз платина ёки платина-рений билан биргаликда фаол алюминий оксиди асосидаги катализаторлардир. Катализаторлар ишлатилганда, алюминий оксидининг юзаси ва каталитик фаоллиги камаяди ва платина ёки палладийнинг кичик кристаллари катталашади. Бироқ, катализаторларнинг зарарланишида уларнинг юзасига кокс қопланиб, юзани ёпиб қолишидир [18; 344 б., 19; 150 б.]. Одатда, кокс 550-700 °С ҳароратда ёқилади. Учувчи гептаоксид шаклидаги ренийни ёқотилишининг олдини олиш учун платина-рений катализаторларини 300-330 °C дан юқори бўлмаган ҳароратда ёқиш тавсия этилади.
Оксидли регенерацияси жараёнининг қайсидир даражасида, платина ва палладий катализаторлари оксидлар шаклига ўтади. Платинага келсак, баъзи муаллифларнинг фикрича нозик дисперсли металл оксидланиш платинада аллақачон 100 °C ҳароратда, бошқаларнинг фикрига кўра эса 500 °C ва ундан юқори ҳароратда бошланади [20; 144 б.]. Барча муаллифлар фақат палладий ва платинанинг кичик кристаллитларигина (1 нм дан 3 нм гача) оксидланишини айтмоқда.
Саноатда асосан платина, палладий ва платина-рений чиқинди катализаторлари гидрометаллургик усуллар билан қайта ишланади.
Алюминий оксиди асосидаги деактивацияланган катализаторлардан платиноидларни ажратиб олишнинг иккита асосий усули мавжуд бўлиб, улардан биринчиси алюминий оксидини танлаб эритиш [21; патент, 22; 400 б.], иккинчиси катализаторлар таркибидаги қимматли компонентларни танлаб эритишдан иборат [23; 416 б., 24; патент]. Биринчи усулга кўра, концентрланган ишқор ёки кислоталар, асосан сулфат кислотаси эритмаси билан катализаторлар суюқлантирилганда, платина ва палладий қаттиқ чўкмага, алюминий эса еритма фазасига ўтади. Агар катализатор таркибида рений мавжуд бўлса, у хам эритма фазасига ўтади. Иккинчи усулда, катализаторлардаги кимматбахо компонентлар бўлмиш платина ва палладийни (рений хам) танлаб эритиш йўли орқали эритма фазасига ўтади, алюминий оксидининг асосий қисми қаттиқ фазада қолади. Эритмадаги платина ва палладий (ренийни хам) оз эрийдиган бирикмалар кўринишида чўктириш, цементация, ион алмашиш ёки суюқ экстракция методлари билан ажратиб олинади.
Биринчи усулга кўра, [21; патент] ишлатилган платина-рений катализаторлари натрий гидроксиди билан куйдирилади, сўнгра сув билан ювиб эритилади ёки тўғридан-тўғри натрий гидроксиди эритмаси билан автоклавда ишланади. Шундан рений ва алюминийни ўз ичига олган ишқорли эритма, платина контцентрати бўлган қаттиқ қолдиқ чўкмадан ажратилади, платина концентрати пиро ёки гидрометаллургик усуллар ёрдамида ажратиб олинади. Шундан сўнг [25; патент], катта қисмини алюминий оксиди ташкил қилувчи қаттиқ қолдиқ, платина металлари контцентратини олиш учун ноорганик қайтарувчилар билан қайта ишланади. Бошқа вариантга кўра, катализаторлар консентрланган сульфат кислота эритмаси билан ишланади [26; патент]. Бу вариантда, катализаторларга худди натрий гидроксиди эритмаси билан ишлов беришда бўлгани каби, алюминий оксиди эрийди. Платина ёки палладий қолдиқ таркибида қолади.
Алюминий оксидини эритишга асосланган катализаторларни қайта ишлаш усулининг асосий камчилиги, платина гурухи металлларининг алюминий оксиди билан эритмаларга қисман ўтиши туфайли сезиларли ёқотилиши ҳисобланади. ПГМларнинг исроф бўлишини камайтириш учун алюминий оксидини эритишда ишлатиладиган эритмаларга қайтарувчи қўшимчаларни қўшиш таклиф этилади. Шундай қилиб [27; патент], платинали ишлатилган катализаторларни натрий гидроксиди эритмаси билан қайта ишлашда, системага чумоли алдегиди, изопропил спирти ва алюминий нитратини қўшиш тавсия этилади. Ушбу жараёнда тикловчи восита сифатида ёғоч қипиғи, кўмир ёки углерод таркибли моддаларни ишлатиш мумкин [28; патент]. Бироқ, бу усуллардан фойдаланганда хам, ПГМларнинг ёқолишининг тўлиқ олдини олиш мумкин эмас, гарчи янада самарали қайтарувчи воситалар хисобланмиш - заррачасининг катталиги 1-3 мм бўлган алюминий ёки рух кукуни билан хам уринишлари мавжуд бўлсада, ПГМлартни эритмага ўтишини олди тўлиқ олинмайди [29; патент]. Бундан ташқари, катализаторларни эритишга асосланган қайта ишлаш усулида яна бир камчилик мавжуд бўлиб, бу камчилик алюминий оксидини тўлиқ суюқланмаслигидир, шу туфайли қаттиқ қолдиқдаги ПГМларнинг паст консентрацияси, уни қайта ишлашни мураккаблаштиради.
Қимматбаҳо компонентларни танлаб эритишга асосланган иккинчи усул, самарали натижаларни кўрсатади. Бу усул катализаторлардан платина гурухи металларини хлорид кислота эритмалари билан фаол хлор иштирокида эритишга асосланган. Катализаторлардан ПГМларни танлаб эритиш учун шох ароғи эритмалари [30; 26-29 б,. 31 патент;], хлор гази ўтказадиган (гидрохлорлаш усули), водород пероксид, натрий персульфат ёки хлор кислотаси қўшилган хлорид кислота эритмалари қўлланилади [32; патент]. Юқорида айтиб ўтганимиздек, ПГМ таркибли эритмалардан, ПГМ ионларини оз эрийдиган бирикмалар кўринишида, цементациялаш ёки ион алмашиниш усули билан чўктириб олинади [33; патент].
Катализаторларнинг айрим маркалари таркибида ренийнинг миқдори кўпроқ, у платина билан бирга танлаб эритилади. Рений ва платина хлорид эритмаларини қайта ишлаш қийинчилик туғдирмоқда. Бу муаммони ечими сифатида бир қатор усуллар [34; патент] таклиф этилди, унга кўра аввал рений суюлтирилган кислоталар (сульфат, хлорид ёки нитрат) эритмаларида танлаб эритилади йоки сода билан танлаб эритилиб, эритмадан ион алмашиниш усули билан ажратиб олинади [35; 86 б.]. Сўнгра платина консентрланган хлорид кислотасида оксидловчила иштирокида эритилади. Бу усуллрнинг камчилиги ренийни танлаб эритиш жараёнида катализатор таркибидаги платинанинг 7-8% қисми эритмага ўтади. Катализаторлардан платинани хлорид кислота эритмалари билан оксидловчи моддалар таъсирида эритишга асосланган усулнинг яна бир камчилиги - бу қимматбаҳо компонентли чўкмнинг ювилишини мураккаблиги бўлиб, бу уларнинг ёқотилишига олиб келишидир.
Россия федерацияси, Рязан вилоятидаги Приокс рангли металлар заводи (ПЗЦМ) да, аввал чиқинди катализаторларга иссиқлик билан ишлов берилади ва майдалашдан сўнг қимматбаҳо компонентларни фаол хлор иштирокида хлорид кислота эритмалари билан эритилади (гидрохлорлаш). Хосил бўлган бўтанани суюқ ва қаттиқ фазаларга ажратмасдан, тўғридан-тўғри ВП-1п аниони билан сорбсия қилиш орқали қайта ишланади [36; 58 б.]. Дастлаб, ПГМ ларни аммиак эритмаси билан анионитдан десорбция қилинади, десорбция жараёнида платина аммиак эритмасидан кислотали тиомочивина эритмасига ўтади.
Платина-ренийли катализаторларидан биринчи навбатда, хлорид кислотасининг суюлтирилган эритмаси билан рений танлаб эритилади, шу билан бир вақтда ренийни анионит оркали бўтана сорбция (сорбционли суюқлантириш) амалга оширилади. Сўнгра гидрохлорлаш йўли билан платинани танлаб эритилади ва у хам бўтанали сорбция қилиш усули билан ажратиб олинади. Бу технологиянинг афзаллиги биринчи навбатда, жараённи кўп меҳнат талаб қиладиган филтрлаш ва ювиш операцияларини ёқлигидир, бу эса мақсадли компонентларнинг тикланишини ошириш, ишлов бериш даврини қисқартириш ва ишлаб чиқариш харажатларни камайтириш имконини беради. Шу билан бирга, катализаторлардан қимматли компонентларни тўлиқроқ ажратишга эришилади, десорбатлар анча юқори тозаликка эга бўлиб, бу платина металларининг ёқотилишини ва қайта тозалаш харажатларини камайтиради. Афсуски, Приокский рангли металл заводи (ПЗЦМ) даги ВП-1п анионитининг захиралари ҳозирги кунда тугаган ва бу анионит узоқ вақтдан бошлаб ишлаб чиқарилмайди. Бу эса саноат миқёсида ишлаб чиқариладиган, хусусиятлари бўйича ВП-1п анионитидан кам бўлмаган ва уни алмаштиришга қодир бўлган бошқа ион алмашинувчини қидириш керак эканлигини билдиради [37; дисс].
Дунё бўйича қимматбахо металларни аффинажлаш жараёнларида таркибида платина гурухи металлари сақловчи катта хажмдаги нордон эритмалар хосил бўлади. Ушбу қайта ишлашни талаб этувчи эритмаларда платина металининг миқдори бир неча юз мг/л ни ташкил қилади. Одатда платинанинг концентрацияси кам бўлган ушбу эритмалардан платинани ажратиб олиш учун цементация, ноэрувчан бирикма кўринишида чўктириш, экстракция усулларидан фойдаланилади. Хозирги кунда олтин, кумуш ва платина гурухи металларини ишлаб чиқарувчи кўплаб йирик корхоналар мавжуд бўлиб уларнинг технологик жараёнлари бир-бириникидан фарқ қилади. Бунинг асосий сабаби хомашёнинг ва иқлимнинг хилма хиллигидадир. Юқорида санаб ўтилган усулларни хар бирининг ўз афзалликлари ва камчиликлари мавжуд.