21243

۲۱۲۴۳

بازيابي لانتانيوم و سريم از كاتاليست هاي پالايشگاهي مستعمل فرايند FCC

كارشناسي ارشد

استخراج فلزات

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۷/۱۰

دكتر محمدرضا طالبي - دكتر سيد حسين سيدين

دكتر ماندانا عادلي

مواد و متالورژي

امروزه بازيابي و بازيافت مواد از منابع ثانويه به دليل ايجاد ارزش افزوده و ملاحظات زيست محيطي در تمامي كشور ها از اهميت خاصي برخوردار مي باشد. با توجه به محدوديت منابع و مقرون به صرفه نبودن استخراج عناصر نادر خاكي از منابع معدني در ايران، بازيابي اين عناصر از منابع ثانويه از اهميت ويژه اي برخوردار است. در اين تحقيق با استفاده از روش هيدرومتالورژي به بازيابي لانتانيوم و سريم از كاتاليست هاي مستعمل فرايند FCC در صنايع پالايشگاهي پرداخته شده است. براي اين كار ابتدا اين كاتاليست ها در دماي 750 تشويه شده اند و سپس با استفاده از نرم افزار Design-Expert7 كه در آن تابع هدف راندمان انحلال عناصر نادر خاكي در نظر گرفته شده طراحي آزمايشي براي انحلال كاتاليست ها انجام شده است كه سه فاكتور دما غلظت اسيد كلريدريك و زمان در سه سطح مختلف (بازه دما 20-80 درجه سانتي گراد، بازه غلظت اسيد كلريدريك 2-4 مولار و بازه زمان 2-4 ساعت)مورد بررسي قرار گرفته شده است. هر سه پاسخ راندمان لانتانيوم، سريم و آلومينيم شديدا متاثر از تغيير دماي واكنش بودند. در شرايط 4 مولار غلظت اسيد و دماي 80 درجه و زمان 4 ساعت راندمان 100 در صد انحلال لانتانيوم و سريم و راندمان انحلال 30 در صد آلومينيم حاصل شد. در ادامه براي جدا سازي لانتانيوم و سريم از آلومينيم كه به عنوان ناخالصي در محلول حضور دارد از روش استخراج حلالي با استخراج كننده D2EHPA استفاده شده است كه در آن تاثير pH و غلظت فاز آلي در كروزن بر راندمان استخراج و فاكتور جدايش لانتانيوم، سريم و آلومينيم بررسي شده است. آزمايش هاي استخراج حلالي در بازه 5/2-5/0pH= و Mol1-2/0Conce(org)= انجام شد. كه بهترين فاكتور جدايش در 2-5/1pH= و Mol8/0Conce(org)= اتفاق افتاد درحاليكه راندمان مطلوب در 5/2-2pH= و در غلظت فاز آلي 1 مولار اتفاق مي افتد. و در نهايت با مطالعه واكنش استخراج لانتانيوم و سريم مشخص شد كه اين دو عنصر به صورت تك ظرفيت و به شكل LaCl2+ و CeCl2+ از محلول استخراج مي شوند.

1398/08/11

Recovery of Lanthanium and Cerium from FCC catalystes

10/2/2019 12:00:00 AM

Nowadays, recovery of materials from secondary sources has received extensive attention for its added value and environmental provisions. Considering decadent sources of rare earth elements and economic considerations in Iran, recycling of these elements plays an important role in saving resources and protection of the environment. In this research, hydrometallurgical recovery of lanthanum and cerium from used catalysts of FCC process has been studied. The catalysts were first roasted at 750oC. DESIGN-EXPERT 7 commercial software was utilized to design procedure of experiment for leaching of catalysts by considering three major controlling factors, temperature, concentration of hydrochloric acid, and time in three different levels including temperature of 20-80oC, HCl concentration of 2-4M and leaching time of 2-4 hours. Efficiency of lanthanum, cerium, and aluminum recovery was severely influenced by leaching temperature. In 4M concentration of HCl, temperature of 80oC and leaching time of 4 hours, leaching efficiencies of %100, %100 and% 30 were obtained for lanthanum, cerium and aluminum, respectively. In order to separate lanthanum and cerium from aluminum as an impurity, D2EHPA was used as extractant. In the solvent extraction process, the experiments were performed in pH range of 0.5-2.5 and organic phase concentration in kerosene of 0.2-1M. The results showed that the best separation factors were obtained in pH=1.5-2 and concentration of organic phase equal to 0.8M. However, the best extraction efficiency of extraction of lanthanum and cerium was achieved in PH=2-2.5, and organic phase concentration of 1 mular. Finally, by studying lanthanum and cerium extraction reactions, it was found out that these two elements were extracted from the solution in their monovalent state and in the form of LaCl2+ and CeCl2+.