PL210177B1

PL210177B1 - Sposób rekrystalizacji renianu (VII) amonu

Info

Publication number: PL210177B1
Application number: PL381174A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Chamer; Zbigniew Śmieszek; Zygmunt Kurek; Ewa Szydłowska; Ryszard Kalinowski; Jan Kopeć; Iwona Drabik; Franciszek Czechowski
Original assignee: Inst Metali Nieżelaznych
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2011-12-30
Also published as: PL381174A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rekrystalizacji renianu (VII) amonu, otrzymywanego w procesie odzyskiwania renu z kwaśnych roztworów zawierających ren, zwłaszcza z kwasów płuczących gazy z pieca zawiesinowego i z kwasów płuczących gazy z konwertorów kamienia miedziowego.

Znany jest sposób oczyszczania surowego renianu (VII) amonu przez rekrystalizację polegający na tym, że surowy renian (VII) amonu rozpuszcza się w wodzie demineralizowanej, w proporcji 2,5 - 4 części wagowych wody na 1 część wagową surowego renianu (VII) amonu. Proces rekrystalizacji prowadzi się w szklanym reaktorze o pojemności 75 dm³, wyposażonym w czaszę grzewczą z ogrzewaniem elektrycznym i mieszadło mechaniczne. Po osiągnięciu przez roztwór temperatury powyżej 80°C i całkowitym rozpuszczeniu kryształów, roztwór filtruje się i schładza do temperatury otoczenia. Otrzymuje się krystaliczny czysty renian (VII) amonu, zawierający minimum 69,2% Re, 30 ppm K, 5 ppm Cu, 5 ppm Fe, 5 ppm Mg, 5 ppm Mo, 5 ppm Na, 5 ppm Ni, 5 ppm Pb, 20 ppm Ca, poniż ej 0,1% H2O, stanowiący produkt końcowy. Czas trwania procesu rekrystalizacji wynosi 2,5 - 3,5 godziny.

Inny, znany z polskiego opisu patentowego PL 208785, sposób oczyszczania surowego renianu (VII) amonu przez rekrystalizację polega na tym, że surowy renian (VII) amonu rozpuszcza się w wodnym roztworze siarczanu amonowego o stężeniu 14 - 22%, w proporcji 4 części wagowe roztworu na 1 część wagową surowego renianu (VII) anionu, utrzymując pH roztworu w wysokoś ci 6,5 - 8. Oczyszczanie surowego renianu (VII) amonu przez rekrystalizację prowadzi się również tak, że surowy renian (VII) amonu rozpuszcza się w wodnym roztworze azotanu amonu o stężeniu 18 - 26%, w proporcji 4 części wagowe roztworu na 1 część wagową surowego renianu (VII) amonu, utrzymując pH roztworu w wysokości 6,5 - 8.

Każdy z procesów prowadzi się w szklanym reaktorze. Po osiągnięciu przez roztwór temperatury 90°C i całkowitym rozpuszczeniu kryształów, gorący roztwór filtruje się, a następnie zakwasza się kwasem siarkowym do pH 3 i schładza do temperatury 20°C. Po wykrystalizowaniu otrzymuje się czysty renian (VII) amonu, stanowiący produkt handlowy, zawierający 69,4% Re, 5 ppm Cu, 5 ppm Pb, 5 ppm Mo i średnio 16 ppm K. Czas trwania rekrystalizacji wynosi oko ło 3 godzin.

Proces rekrystalizacji renianu (VII) amonu można również prowadzić w wyparce próżniowej.

Wadą opisanych sposobów oczyszczania surowego renianu (VII) amonu przez rekrystalizację jest niska efektywność procesu, wynikająca z powolności i małej skuteczności nagrzewania roztworu, co powoduje wydłużenie czasu rozpuszczania kryształów surowego renianu (VII) amonu i trudności w uzyskaniu odpowiednio wysokiej temperatury, warunkującej ilość rozpuszczonego renianu (VII) amonu a zatem i jego stężenie w roztworze, a także wpływającej na skuteczność przebiegu chemicznych reakcji usuwania zanieczyszczeń.

Celem wynalazku jest poprawienie efektywności oczyszczania surowego renianu (VII) amonu poprzez rekrystalizację w wodzie lub w wodnych roztworach soli amonowych.

Sposób rekrystalizacji renianu (VII) amonu według wynalazku charakteryzuje się tym, że podczas prowadzenia procesu, w wyparce próżniowej utrzymuje się podciśnienie w zakresie od poniżej 1013 hPa do 100 hPa, korzystnie 800 hPa, i roztwór doprowadza się do temperatury wrzenia. Następnie zmniejsza się, przez odparowanie wody i nadmiarowego amoniaku, objętość roztworu do wielkości równej 0,9 - 0,3 jego objętości początkowej, po czym wyrównuje się ciśnienie w wyparce próżniowej do wartości ciśnienia otoczenia. Roztwór dogrzewa się do temperatury 90°C. Proces rekrystalizacji prowadzi się przy bezpośrednim kontakcie roztworu z elementem grzejnym wyparki próżniowej, który stanowi korzystnie parowy podgrzewacz. W parowym podgrzewaczu utrzymuje się temperaturę pary w wysokości najlepiej 120 -150°C i ciśnienie korzystnie 0,2 - 0,3 MPa.

Opisany zestaw środków technicznych, umożliwiający prowadzenie procesu rekrystalizacji w podciśnieniu i przy bezpośrednim kontakcie roztworu z elementem grzejnym wyparki próżniowej, zapewnia znaczącą intensyfikację nagrzewania roztworu z jednoczesnym intensywnym samoczynnym jego mieszaniem w całej objętości, i powoduje zwiększenie szybkości oraz wydajności rozpuszczania kryształów renianu (VII) amonu, co prowadzi do skrócenia cyklu procesu do około 1 godziny. Przebieg procesu rekrystalizacji w podciśnieniu ułatwia ponadto zatężanie roztworu do stanu nasycenia oraz ułatwia usuwanie amoniaku z roztworu, powodując obniżenie pH roztworu do poziomu poniżej 7, wymaganego ze względu na uzysk renu i wydajność procesu krystalizacji renianu (VII) amonu do produktu końcowego. Utrzymywanie podciśnienia w wyparce próżniowej wpływa korzystnie na kinetykę i wydajność reakcji chemicznych usuwania z renianu (VII) amonu zanieczyszczeń w postaci pierwiastków

PL 210 177 B1 metalicznych. Wskaźnik wydajności jednostkowej procesu rekrystalizacji według wynalazku jest ponad pięciokrotnie wyższy niż w sposobach rekrystalizacji stosowanych dotychczas.

Wynalazek został objaśniony w poniższym przykładzie wykonania.

P r z y k ł a d. Kolbę destylacyjną wyparki próżniowej, o pojemności nominalnej 150 dm³, połączoną bezpośrednio z parowym podgrzewaczem, napełnia się, poprzez zassanie za pomocą podciśnienia, mieszaniną wodnego roztworu siarczanu amonowego o stężeniu 18% i pH 8,5, w ilości 100 dm³i 25 kg surowego renianu (VII) amonu o wilgotnoś ci 20%, zawierają cego w masie suchej 69,2% Re, 100 ppm Cu, 20 ppm Pb, 15 ppm Mo, 15 ppm Ni, 50 ppm K, 10 ppm Na, 60 ppm Ca.

W kolbie destylacyjnej ustala się podciś nienie 500 hPa. Do parowego podgrzewacza doprowadza się parę o temperaturze 120°C i pod ciśnieniem 0,2 MPa, i rozpoczyna się ogrzewanie zawartości kolby destylacyjnej. Po osiągnięciu temperatury roztworu w wysokości 80°C następuje jego wrzenie i intensywne samoczynne mieszanie, co powoduje odparowanie wody i nadmiarowego amoniaku, które odprowadza się do kolby zbiorczej kondensatu. Po całkowitym rozpuszczeniu kryształów renianu (VII) amonu i zmniejszeniu objętości roztworu do 0,75 jego objętości początkowej, wyrównuje się podciśnienie w kolbie destylacyjnej do wartości ciśnienia otoczenia. Następnie dogrzewa się roztwór do temperatury 90°C, wyłącza się dopływ pary, po czym roztwór filtruje i schładza. Po wykrystalizowaniu otrzymuje się 24,40 kg czystego renianu (VII) amonu o wilgotności 20%, zawierającego 69,45% Re, 3 ppm Cu, 5 ppm Pb, 5 ppm Mo, 5 ppm Ni, 15 ppm K, 3 ppm Na, 3 ppm Ca.

Łączny czas trwania pełnego cyklu rekrystalizacji, począwszy od napełnienia kolby do jej opróżnienia, wynosi 1 godzinę. Wskaźnik wydajności jednostkowej procesu rekrystalizacji surowego renianu (VII) amonu wynosi około 0,17 kg na godzinę na 1 dm³ pojemności nominalnej kolby destylacyjnej wyparki próżniowej.

Claims

Sposób rekrystalizacji renianu (VII) amonu, w którym surowy renian (VII) amonu rozpuszcza się w wodzie lub w wodnym roztworze soli amonowej w postaci siarczanu amonowego o stężeniu 14 - 22% lub azotanu amonu o stężeniu 18 - 26%, w proporcji 2,5 - 4 części wagowych wody lub wodnego roztworu soli amonowej na 1 część wagową surowego renianu (VII) amonu, roztwór podgrzewa się do temperatury 90°C, po całkowitym rozpuszczeniu kryształów surowego renianu (VII) amonu gorący roztwór filtruje się i schładza, a ponadto proces prowadzi się również w wyparce próżniowej, znamienny tym, że w wyparce próżniowej utrzymuje się podciśnienie w zakresie od poniżej 1013 hPa do 100 hPa, korzystnie 800 hPa, roztwór doprowadza się do temperatury wrzenia, następnie zmniejsza się, przez odparowanie, objętość roztworu do wielkości równej 0,9 - 0,3 jego objętości początkowej, po czym w wyparce próżniowej wyrównuje się ciśnienie do wartości ciśnienia otoczenia, roztwór dogrzewa się do znanej temperatury 90°C i gorący, w znany sposób, filtruje się i schładza, a ponadto proces rekrystalizacji prowadzi się przy bezpośrednim kontakcie roztworu z elementem grzejnym wyparki próżniowej, który stanowi korzystnie parowy podgrzewacz, a temperaturę pary w parowym podgrzewaczu utrzymuje się w wysokości najlepiej 120 - 150°C, przy ciśnieniu korzystnie 0,2 - 0,3 MPa.