196718. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nikkel kinyerésére használt nikkeltartalmú katalizátorokból és nikkeltartalmú hulladékokból, nikkel-tetrakarbonil formában
1 2 A találmány szerinti eljárás nikkel kinyerésére vonatkozik nikkel-tetrakarbonil formában, használt élelmiszer-, gyógyszer-, nitrogénipari és egyéb vegyipari katalizátorokból és más nikkeltartalmú hulladékanyagokból. t Az eljárással az inaktívvá vált katalizátorokból, galvániszapbój lehet a nikkelt 95% feletti hozammal nikkel-tetrakarbonilként visszanyerni. A vegyiparban, áz élelmiszer- és gyógyszeriparban keletkező, szerves, szervetlen anyagokkal szennyezett vagy mérgezett dezaktiváit katalizátorokból, a galvanotechnikai eljárásokban keletkező nikkeltartalmú iszapokból a fémnikkelt kémiai úton vonják ki. A kémiai eljárások egy része szerint a nikkeltartalmú hulladékot, használt katalizátort erős szervetlen savakkal kezelik, a képződő nikkelsót kicsapják, majd elektrolitikusan vagy pirometallurgiai úton tisztítják. (Adamski, Z. et al.: Rudy Met. Niezelaz. 1981, 26 (5), 2524 (Pol)., Burzynska, L. et al.: Rudy Met. Niezelaz. 1981, 26 (6) 325-7 (Pol)., Darolina, R. et al.: Fr. Demande Fr 2,472,620., Manolache, C. et al.: Rom. 70,780 15 Apr. 1980., Goryachev, A.A., Ropkova, E.K.: U.S.S.R. 831,839 23 May 1981., Kontopoulos, A.: fr. Demande 2,459,295 09 Jan 1981., Schneider, L.G., Zacheria, M.: Extr. Metall. 81, Pap. Symp. 1981. 413-20 (Eng)., Wynn, N.P., Zabelka, M.;- U.S. US 4,376,653 15 Mar 1981., Mulak, W. et al.: Pol. PL 113,896 31 May 1981., Loboiko, A. Ya. et al.: U.S.S.R. SU 1,011,237 15 Apr. 1983.) A kémiai eljárások másik része alkalikus ömlesztéssel kezdi a bonyolult műveletet, mely után savas feltárás, kicsapás és finomtisztítás következik: Drule, M. L. et al.: Rom RO 67,818 01 Oct. 1979., Nihon Jiryoku Senko Inc. Jpn. Kokai Tokkyo Kolio JP 81 78,431 27 Jun. 1981., A lúgos hidroxidos, karbonátos vagy ammóniás oldással való feltárás is a kémiai eljárásokhoz sorolható: Oatraszku, R., Simionuk, G.: Powloki Ochr. 1981, 9 (4-5), 53-6 (Pol)., Rokukawa, N. : Kogai Shigen Kenkyusho Iho 1983,13 (1), 59-63 (Jap). A galvániszapokból, salakanyagokból, meddőből, zagyból a nikkelt a fenti kémiai eljárások kombinálásával vonják ki. A kémiai eljárások azaz a kioldáson alapuló eljárások hátránya, hogy oldatba kerülnek a nikkelt kísérő elemek és más szennyeződések, nem szelektívek és a hozamok nem érik el a 90%-ot. Szelektívebb és valamivel jobb hozam érhető el az elektrolízisen alapuló eljárással.: Furukawa Kinzoku Kogyo K.K. Jpn. Kokai Tokkyo Koho JP 81,123,335 28 Sept. 1981., Tomlinson, D., Brown, D.: Galvanotechnica 1981, 32 (4), 73-5 (Ital). A módszer hátránya, hogy elektrolízis előtt tiszta nikkelsóhoz illetve annak oldatához kell eljutni, mely ugyancsak bonyolult folyamat. Hulladékból képződő nikkeloldatból a nikkel elektrodialízissel is visszanyerhető: Heller, H.C., Markovac, V.: Anal. Chem. 1983,55 (4), 551A- 552A, 556A-557A (Eng)., Galimi, G., Montalto, M.: Galvanotechnica 1981,34 (4), 67-75 (Ital). A katalizátorgyártásnál képződő hulladék impregnáló oldatból, vagy egyéb hulladékból képződő nikkeltartalmú oldatból a nikkel ioncserélő gyantával is visszanyerhető: Figurovskaya et al.: Deposited Doc. 1982, SPSTL498 Khp-D82, 5., Hsu, T.J. et al.-.Huan Ching Pao Hu (Taipei) 1982, 5 (3), 17-25 (Ch). A használt nitrogénipari katalizátorokból a nikkelt tetrakarbonil formában nyerik vissza 80%-os hozammal a Kacsó, F., Almáá, M., Cimpian, J., Szabó, L.: Rom. RO 67,180 29 May. 1979. sz. szabadalomban közölt eljárás szerint. A közölt módszer nem alkalmas élelmiszer-, gyógyszer- és szerves vegyipari nikkeltartalmú hulladékok feldolgozására, mert a maradék 20% nikkel újabb kinyerési eljárást igényel. Az ismertetett eljárások az általunk kidolgozott eljárásnál sokkal bonyolultabbak, többlépésűek, nem gazdaságosak. A kiindulási hulladékanyagból az aktív fémet csak előzetes kémiai, elektrokémiai előkezelés, feltárás után lehet kivonni. Nem szeketívek, mert a nikkel a kísérő más szennyező fémekkel együtt kerül kioldásra. A hozamuk nem érik el az általunk elért hozamokat. A feldolgozásnál képződő maradék a magasabb nikkeltartalom miatt környezetszennyező, nem lehet a természetbe visszajuttatni. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával a nikkeltartalmú hulladékanyagokat eredeti állapotukban, vagy előkezelten lehet feldolgozni. Az előkezelés az alábbi műveleteket tartalmazza: zsírtalanítás, centrifugálás, ülepítés, oldószeres extrahálás, nem piroforos anyagok esetében szárítás. Piroforos anyagokat nedvesen kell betölteni a reaktorba. A találmány szerinti eljárással a nikkeltartalmú hulladékanyagokat két lépésben, de ugyanabban a készülékben dolgozzuk fel. Az eljárás első lépése a nikkeltartalmú anyag aktiválása, a második lépés az aktivált anyag karbonilezése. A két műveletet általunk tervezett, porfeldolgozásra is alkalmas reaktorban lehet kivitelezni. Ez a reaktor 500 ml térfogatú, hőálló acélból készült, álló hengeralakú, fűtőköpennyel, mágneses keverővei, gázbevezető és gázelvezető vezetékkel, manométerekkel, nyomásszabáIyozó,szelepekkel ellátott nagy nyomású test. A nagy szén-monoxid nyomás alatt működő mágneses porkeverő tömszelence nélküli lencsetömítéssel biztosítja a gáztömörséget. A spirál alakú függőleges helyzetű keverő jól megmozgatja a porszerű, vagy iszapszerű anyagot. A hulladékanyag aktiválása atlhoszférikus nyomáson, hidrogén, vagy szintézisgáz jelenlétében, 250-450 ÖC hőmérséklettartományban történik. Aktiváláshoz frissen készített higany szulfidot, rézszulfidot, vagy ezek keverékét használtuk. Az aktivált töltet karbonilezése 60—125 °C hőmérsékleten és 10-35 bar szén-monoxid nyomáson játszódik le. A szén-monoxidot a hidrogén áramlással ellentétben a reaktor felső részén vezetjük be és a képződő nikkel-karbonillal együtt a reaktor aljáról, vezetjük le. A gázáramból a nikkel-karbonilt nyomás alatt hűtve kondenzáljuk és nyomás alatti tartályban fogjuk fel. A gázárammal távozó karbonilt mélyhűtésű csapdázással fagyasztjuk ki. Az eljárás szerint előállított végtermék nagytisztaságú nikkel-tetrakarbonil. Forrpontja 42,2 °C, olvadáspontja: -17,2 °C, néhány bar szénmonoxid nyomás alatt bomlás nélkül évekig tárolható. 1. példa 500 ml-es hőálló acélból készített, fűtőköpennyel, mágneses porkeverővei, gázbevezető- és elvezető vezetékekkel, manométerrel és szabályozó szelepekkel ellátott nyomásálló edénybe 350 g zsírtalanított, használt, étolajhidrogénező katalizátort mérünk be. Nikkeltartalma 36,6 tömegszázalék. Aktivátorként hozzákeverünk 3,5 g frissen készített HgS-ot. Nitrogénnel történő szellőztetés után a készülék gáztömörségét 196 718 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
