Определение потерь металлов платиновой группы в технологии азотной и синильной кислот

Abstract

Представлены основные результаты исследований по определению безвозвратных потерь катализатора в производствах неконцентрированной азотной кислоты, а также синильной кислоты. Основным сырьем для получения нитратных удобрений является неконцентрированная азотная кислота, методом получения которой основано на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха на сетчатом платиноидном катализаторе с последующим поглощением оксида азота (II) водой. Промышленное производство синильной кислоты является основой производства одного из важных компонентов в золотодобыче - цианида натрия. На сегодняшний день основной способ производства цианистого натрия базируется на нейтрализации синильной кислоты, полученной каталитическим синтезом метана, аммиака и кислорода воздуха на платиноидном катализаторе, раствором щелочи. В этих процессах, вследствие высоких температур, которые достигают 1000 °С и давления до 0,8 МПа, происходят потери металлов платиновой группы с поверхности каталитических сеток. Цель данного исследования заключалась в установлении характера потерь металлов платиновой группы, а также распределения их по технологической линии. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: проанализировать распределение потерь платиноидов по технологической линии производства азотной и синильной кислот; установить размер частиц, теряемых платиноидным катализатором в производстве азотной и синильной кислот. Проанализированы практические данные распределения потерь металлов платиновой группы по технологической линии получения азотной кислоты на агрегатах УКЛ-7 и установлено, что наибольшее количество металлов платиновой группы осаждается в котле-утилизаторе, окислителе и абсорбционной колонне, которые в среднем составляют 80 % от всех потерь платиноидов. В производстве синильной кислоты окислительным аммонолизом метана 70 % теряемых платиноидов осаждаются в отделении синтеза. Приведены кривые распределения потерь металлов платиновой группы, характеризующие степень дисперсности их в шламах в производстве азотной и синильной кислот. Установлено, что в производстве азотной кислоты под давлением 0,716 МПа размер частиц платиноидов составляет 1-25 мкм, а в производстве синильной кислоты от 10 до 45 мкм.

The article shows the irretrievable losses of the catalyst in the production of non-concentrated nitric acid, as well as hydrocyanic acid. The main raw material for the production of nitrate fertilizers is non-concentrated nitric acid, the method of obtaining of which is based on the catalytic oxidation of ammonia by atmospheric oxygen on a platinum mesh catalyst with subsequent absorption of nitrogen (II) oxide by water. The industrial production of hydrocyanic acid is the basis for the production of one of the important components in gold mining, sodium cyanide. Today, the main method of production of sodium cyanide is based on the neutralization of hydrocyanic acid obtained by the catalytic synthesis of methane, ammonia and oxygen of the air on a platinum catalyst, with an alkali solution. In these processes, due to high temperatures that reach 1000 °C and pressure up to 0.8 MPa, there are losses of platinum group metals from the surface of catalytic networks. The purpose of this study was to establish the nature of the losses of group metals, as well as their distribution along the production line. To achieve this goal, the following tasks were set: to analyze the distribution of losses of platinoids along the production line for the production of nitric and hydrocyanic acids; to establish the size of the particles lost by the platinoid catalyst in the production of nitric and hydrocyanic acids. Practical data for the distribution of losses of platinum group metals on the nitric acid production line on UKL-7 aggregates are analyzed and it is established that the largest amount of platinum group metals is deposited in the recovery boiler, oxidizers and absorption column, which on average account for 80% of all platinum losses. In the production of hydrocyanic acid by the oxidative ammonolysis of methane, 70% of the platinoids that are lost are deposited in the synthesis compartment. The distribution curves of losses of platinum group metals are given, characterizing the degree of their dispersion in sludge’s in the production of nitric and hydrocyanic acids. It has been established that the particles of entrainment of the platinoid catalyst have equivalent dimensions for the production of non-concentrated nitric acid on the UKL-7 aggregates from 1 to 25 μm, and for the production of prussic acid by the Andrusov method from 10 to 45 μm.