СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ


RU (11) 2222626 (13) C1

(51) 7 C22B61/00, C22B7/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002111876/02 
(22) Дата подачи заявки: 2002.05.07 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.05.07 
(45) Опубликовано: 2004.01.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2159296 С1, 20.11.2000. DE 3615602 А1, 05.08.1986. GB 1364934, 06.11.1973. JP 59-73437 А, 15.07.1975. US 3798306, 19.03.1974. 
(72) Автор(ы): Синегрибов В.А.; Бочкарев В.М.; Серегин О.Д.; Штейнберг Г.С. 
(73) Патентообладатель(и): Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно- исследовательский институт химической технологии" 
Адрес для переписки: 115230, Москва, Каширское ш., 33, ГУП "ВНИИХТ", ИПО 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ И ДРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ 

Изобретение может быть использовано для выделения рассеянных и редких элементов, благородных и цветных металлов из сильно обводненных природных (например, фумарольных газов вулканов) и промышленных газов. Способ извлечения рения и других элементов включает сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений. При этом сбор вулканического газа проводят при давлении в сборнике 20-100 Па, охлаждение ведут до 300-400oC с концентрированием соединений рения и других элементов. Улавливание с отделением образовавшихся твердых соединений от газовой фазы проводят в электрофильтре или системе электрофильтров при поддержании температуры газа на выходе из электрофильтра или системы электрофильтров на уровне 200-250oС. Температуру газа в электрофильтре поддерживают с помощью испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход перед электрофильтром. Сбор вулканического газа проводят в устройстве, выполненном из коррозионностойких материалов. Способ позволяет выделить содержащиеся в газе компоненты комплексно и с высокой степенью извлечения, получая концентрат с высоким содержанием ценных элементов, пригодный для переработки пирогидрометаллургическими методами. 2 з.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение может быть использовано для выделения рассеянных и редких элементов, благородных и цветных металлов из сильно обводненных природных вулканических и промышленных газов.

Известен способ улавливания рения из отходящих обжиговых газов, получаемых при окислении молибденовых и медных концентратов [1]. По этому способу газы после очистки в горячем циклоне барботируют через мокрые поглотители (водные, кислотные или щелочные) различных конструкций. Улавливается до 96% рения, поступающего с газами. Однако для извлечения рения и других элементов из газов с высоким содержанием влаги, в частности из вулканических газов, данный способ улавливания не может быть применен, так как из-за низких концентраций ценных компонентов в газах их концентрации в пульпе (растворе) также будут низкими, недостаточными для рентабельного промышленного извлечения. Кроме того, использование мокрого метода улавливания соединений ценных элементов применительно к вулканическим, например фумарольным газам, содержащим 92-98% паров воды, приведет к большим затратам на охлаждение указанных газов и конденсацию содержащейся в них воды. Например, для отвода тепла от аппарата мокрого улавливания при охлаждении в нем через стенку одной тонны вулканических газов, содержащих 95% воды, с температурой 200oС до 90oС потребуется примерно 8,0 т охлаждающей воды с температурой 20oС.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ извлечения рения и других металлов, заключающийся в концентрировании рения и других металлов, содержащихся в вулканических газах, осаждением их сульфидов из газовой фазы в фильтрующем слое, состоящем из частиц носителя [2]. По этому способу вулканические газы, имеющие температуру 600oС и ниже (газы с температурой более 600oС предварительно охлаждают до 500-550oС), пропускают через фильтрующий слой, состоящий из частиц носителя, в течение 1-30 суток с последующей заменой носителя, а отработанный носитель, содержащий сульфиды рения и других металлов, направляют на гидрометаллургическую переработку. В качестве носителя предложено использовать минеральную вату, активированный уголь, гранулированный оксид алюминия, углеткань или, предпочтительно, природный цеолит фракции 1-8 мм.

Недостатки данного способа заключаются в следующем:

1. При его использовании происходит селективное улавливание только сульфида рения и соединений некоторых других элементов. Соотношение в исходном газе и выгруженном носителе практически одинаково для рения, кадмия, сурьмы и висмута. В то же время в сравнении с исходным газом носитель обеднен (по отношению к рению) по серебру - вдвое, по германию - в 5,4 раза, по золоту и индию в - 30-35 раз.

2. В процессе улавливания происходит уменьшение порозности слоя носителя, как за счет образующихся кристаллов, так и механического улавливания пыли. Это ведет к повышению сопротивления слоя и, как следствие, снижению расхода газа, изменению температурного режима и необходимости частой замены слоя (раз в 1-30 суток). Таким образом, процесс практически неуправляем, а степень улавливания ценных элементов резко снижается из-за периодов замены носителя.

3. Агрессивная среда (вода в сочетании с кислотообразующими газами - НСl, HF, SO2) не позволяет рассчитывать на эффективную механизацию процесса при частой замене носителя вследствие сильной коррозии механизмов.

4. Использование носителя резко увеличивает объем транспортируемого и перерабатываемого материала.

Указанные недостатки устраняются при использовании предлагаемого способа.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, - достижение практически полного и комплексного извлечения ценных элементов из вулканического и аналогичных газов в богатый обезвоженный коллективный концентрат. Для ее решения необходимо

1. Обеспечить условия для перехода в жидкое и твердое состояние соединений указанных элементов, содержащихся в газе. Как видно из прилагаемой таблицы, это достигается при охлаждении газа до температуры 400oС (за исключением "Tl2S2, который переходит в твердое состояние при 260oС).

2. Предотвратить конденсацию воды, основного компонента вулканического газа, т. е. отделение коллективного концентрата от газовой фазы производить при температуре выше 100oС.

3. Предотвратить выделение из вулканического газа элементарной серы по реакции, протекающей при температуре 250oС [4] и ниже

2Н2S+SO2=2Н2O+3S.

Из-за относительно высокого содержания сероводорода и диоксида серы в вулканическом газе (пример) количество выделяющейся жидкой серы может на порядок увеличить количество редкометального концентрата, соответственно ухудшив его качество. При этом существенно усложнятся как работа системы улавливания концентрата, так и переработка последнего. Технический результат, который достигается по предлагаемому способу, заключается в выделении из вулканического газа 90-96% содержащихся в нем рения и других ценных элементов в виде богатого коллективного концентрата.

Технический результат достигается тем, что способ включает сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений, причем сбор вулканического газа проводят при давлении в сборнике 20-100 Пa, охлаждение ведут до температуры 300-400oC с концентрированием соединений рения и других элементов, а улавливание с отделением образовавшихся твердых соединений от газовой фазы проводят в электрофильтре или системе электрофильтров при поддержании температуры газа на выходе из электрофильтра или системы электрофильтров на уровне 200-250oС. Температура газа в электрофильтре поддерживается с помощью испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход перед электрофильтром. Сбор вулканического газа проводят в устройстве, выполненном из коррозионностойких материалов.

Сбор вулканического газа осуществляется с помощью специального устройства в условиях, препятствующих его смешиванию с воздухом. Это исключает возможность окисления сульфида рения с получением более трудно конденсируемого из газовой фазы оксида [1], а также препятствует конденсации воды с растворением в ней кислотообразующих газов (НСl, HF, SO2) и образованием крайне коррозионноактивной жидкости.

Частичное охлаждение собранного газа происходит за счет естественных потерь тепла в футерованном (для защиты от коррозии) газоходе, по которому газ транспортируют от сборника к электрофильтру. Величину теплопотерь можно при монтаже регулировать толщиной теплоизоляции газохода, и она должна быть рассчитана на наиболее жесткие (зимние) условия окружающей среды. Окончательную (точную) корректировку температуры до заданной величины по предложенному способу производят водой, подаваемой в газоход через форсунку с механическим распылением. Расход воды минимален за счет рационального использования высокой теплоты парообразования. Например, на охлаждение 1 кг водяного пара с 500 до 400oС расходуется ~0,06 кг воды и за счет увеличения объема перерабатываемого газа на 6-7% (с поправкой на другие компоненты вулканического газа) отпадает необходимость в строительстве сложных и дорогостоящих теплообменников.

Определяет нормальную работу последнего электрофильтра температура газа на выходе из аппарата, практически равная температуре начала образования элементарной серы из диоксида серы и сероводорода и существенно превышающая температуру конденсации воды. Более высокая температура газа на входе в электрофильтр (систему электрофильтров) обеспечивает запас тепла на компенсацию теплопотерь в процессе улавливания товарного продукта. Работа в указанных условиях таких высокоэффективных аппаратов, как электрофильтр, обеспечивает полноту и комплексность улавливания ценных компонентов (до 90-96%).

Отделенный от вулканического газа коллективный концентрат собирают в бункере, выгружают и направляют на переработку пирогидрометаллургическими методами.

Газ после отделения концентрата, содержащего соединения редких и рассеянных элементов, благородных и цветных металлов, а также сопутствующих им элементов, направляют в систему мокрого улавливания для выделения серы, соединений фтора и не уловленной в электрофильтре пыли.

Пример.

Имеем вулканический газ состава, мол. %: Н2O 92-98; Н2 0,002-1,3; CO2 0,5-2,5; СО до 0,2; SO2 0,1-2,3; H2S 0,1-0,7; HCl 0,01-0,8; НF до 0,08; N2 0,06-0,6; O2 до 0,15; Ar до 0,005; СН4 до 0,21; содержащий, г/т: Re 0,8; Ge 0,6; Ag 0,08; Au 0,2; In 0,8; Bi 0,5; Tl 0,12; Zn 70; Cd 0,3; Sb 1,5; Ni 40; Со 5,8; Мо 0,12. Температура газа - 500-600oС, давление в сборнике - 60 Пa.

Перед подачей в электрофильтр вулканический газ охлажден до 400oС. Температура газа на выходе из электрофильтра равна 250oС.

Суммарное содержание сульфидов и других соединений, переходящих в твердое состояние при охлаждении указанного газа до рабочей температуры электрофильтра и улавливаемых в нем, составляет примерно 0,9 кг на тонну вулканического газа.

Продукт, выгружаемый из электрофильтра, содержит, г/т: Re 890; Ge 670; Ag 89; Au 220; In 890; Bi 550; Tl 130; Cd 330; Zn 75000; Sb 1700; Ni 44000; Со 6400; Мо 130.

Полученный концентрат по сравнению с концентратом, полученным способом, принятым за прототип, отличается существенно более высоким содержанием ценных элементов, сопутствующих рению в вулканическом газе. Он пригоден для извлечения рения и других элементов пирогидрометаллургическими методами.

Техническая эффективность предлагаемого способа извлечения рения и других элементов из вулканического газа заключается в том, что при использовании предлагаемого способа возможно и экономически целесообразно комплексное извлечение ценных компонентов из вулканического газа, нового сырьевого источника в первую очередь рассеянных элементов. Предлагаемый способ позволяет осуществить практически полное выделение в комплексный концентрат рассеянных и благородных элементов, редких и цветных металлов в форме, пригодной для дальнейшей пирогидрометаллургической переработки.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Лебедев К.Б. Рений. - М.: Металлургиздат. 1959. 102 с.

2. Шадерман Ф. И. , Кременецкий А.А., Штейнберг Г.С. Способ извлечения рения и других металлов. Патент РФ 2159296, МПК С 22 В 61/00, В 01 D 7/02, заявл. 10.06.1999, опубл. 20.11.2000. Бюл. 32.

3. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. - Киев: Наукова думка. 1974. 992 с.

4. Краткая химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1965. Т.4. 1182 с. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ извлечения рения и других элементов, включающий сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений, отличающийся тем, что сбор вулканического газа проводят при давлении в сборнике 20-100 Па, охлаждение ведут до температуры 300-400C с концентрированием соединений рения и других элементов, а улавливание с отделением образовавшихся твердых соединений от газовой фазы проводят в электрофильтре или системе электрофильтров при поддержании температуры газа на выходе из электрофильтра или системы электрофильтров на уровне 200-250С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру газа в электрофильтре поддерживают с помощью испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход перед электрофильтром.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сбор вулканического газа проводят в устройстве, выполненном из коррозионно-стойких материалов.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru