Курсовая работа: Вторичная переработка отходов сульфидных руд для выделения молибдена
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,COs ; 2 - импрегнирование; 3 - спекание; 4 - горячая вода; 5 - растворение; 6 - концентрированная HNOa ; 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.
3.4 Молибден из отходов процесса производства вольфрамовых ламп накаливания
При производстве вольфрамовых нитей накала, в особенности спиральных и биспиральных, для получения первой спирали очень тонкую вольфрамовую нить наматывают на маленький молибденовый сердечник. Вольфрамовую спираль и молибденовый сердечник затем наматывают на второй сердечник таким образом, что получается двойная вольфрамовая спираль. Ее снимают со второго сердечника, а первый молибденовый сердечник остается внутри витков маленькой вольфрамовой спирали. После срезания до требуемых размеров спираль погружают в смесь серной и азотной кислот, в которой происходит растворение молибденового сердечника, который таким образом удаляется из вольфрамовой спирали.
Получаемая спираль используется в лампах накаливания. При изготовлении односпиральных нитей накаливания также используются молибденовые сердечники.
Для растворения можно использовать смесь серной и азотной кислот различного состава. Хорошие результаты достигаются со смесью 13 н. серной кислоты и 7 н.
Схема процесса выделения молибдена из отработанных кислых растворов, образующихся при производстве вольфрамовых нитей накаливания: 1 - раствор 40-75 г/л молибдена в 15 н. кислоте; 2 - аммиак; 3 - установка рН = 2 - i - 3 н перемешивание в течение 10 ч при температуре 70-80 °С; 4 - промывная вода; 5 - декантирование; 6 - промывка; 7 - маточный раствор; 8 - фильтр; 9 - высокочистый продукт азотной кислоты.
При растворении в кислоте достаточно большого количества молибдена (~40-75 г/л) скорость растворения молибдена значительно снижается и раствор кислот рассматривается как отработанный. До последнего времени не существовало экономичного процесса выделения молибдена из этого раствора и поэтому он, после соответствующей обработки, направляется в сток.
Процесс для выделения молибдена разработан А.Д. Кулькарни (Этот процесс, схема которого представлена на рис.2, предусматривает выделение молибдена из отработанных растворов серной и азотной кислоты путем добавления гидрооксида аммония до установления величины рН раствора 1,5-3, предпочтительно 2-3.
Затем раствор перемешивают, одновременно нагревая до температуры не превышающей 95 °С до тех пор, пока практически весь растворенный молибден не выпадает в виде осадка комплекса молибдата аммония. После этого осадок отделяют от раствора.
Список использованной литературы
1. Ахметов Н.С. "Общая и неорганическая химия" М.: Высшая школа, 2001.
2. Берт Р.О. "Технология гравитационного обогащения" М.: Недра, 1990.
3. Бусев А.И. Аналитическая химия молибдена. М.: Издательство АН СССР, 1962, - 300с.
4. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн.2. Физико-химические методы анализа: Учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Дрофа, 2002. - 384 с.
5. Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1988. - 702 с.
6. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии К.: Издательство АН СССР, 1962, 658 с.
7. Жарский И.М., Новиков И.Г. Физические методы исследования в неорганической химии. М.: Высшая школа, 1988, 271 с.