Установка извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации

Выполнение работ по теме:
«Установка извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации» (номер контракта: 14.575.21.0153)

 

Индустриальный партнер

Акционерное Общество «Техноатом», г. Москва, Россия.

 

Цель проекта

Целью проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 26.09.2017 г. №№14.575.21.0153, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57517X0153 с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» является создание высокоэффективной опытно-промышленной установки электрохимического извлечения металлов платиновой группы (далее МПГ) из отработанных катализаторов на основе пионерского метода электрохлоринации сырья в переменном и постоянном токах. Прикладные научные исследования проводимые в рамках проекта так же включает отработку технологических режимов функционирования установки с целью определения наиболее подходящих параметров для максимального вскрытия МПГ в составе катализатора. Разрабатываемая опытно-промышленной установка, призвана заменить существующие в настоящее время менее эффективные металлургические методы извлечения МПГ из отработанных катализаторов

Этап №1 «Обоснование и выбор направления исследований с целью определения оптимального варианта конструкции установки»

В ходе выполнения проекта на этапе № 1 в период с 26.09.2017 г. по 31.12.2017 г. выполнялись следующие работы:

  • подготовлен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему исследования существующих технологий МПГ в составе катализатора;
  • проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96 для установления соответствия объекта разработки современному техническому уровню и его конкуренто- и патентоспособности;
  • разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальную установку извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия.

За счет внебюджетных средств выполнялись следующие работы:

  • создана электронная модель экспериментальной установки извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия согласно ГОСТ 2.052-2006;
  • разработана архитектура экспериментальной установки извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия;
  • подготовлен участок для опытной эксплуатации экспериментальной установки извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия.

 

При этом были получены следующие результаты:

Аналитический обзор и патентные исследования позволили сделать обоснование и выбор направления исследований с целью определения оптимального варианта конструкции установки, результаты разрабатываемой конструкции установки были отражены в эскизном проекте на экспериментальную установку извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия. Разработаная архитектура экспериментальной установки извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия, и участок для ее опытной эксплуатации позволили создать электронную модель установки, на основе детального анализа которой был выполнен эскизный проект.

Разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальную установку извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов на основе метода электрохлоринации с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия позволит на следующем этапе выполнения исследования изготовить установку смонтировать ее на участке опытной эксплуатации и разработать комплект программной и эксплуатационной документации на нее. Так же одной из важных задач проекта является развитие международного сотрудничества, демонстрации и популяризации науки.

Полученные теоретические и практические результаты перового этапа проекта обеспечат разработку и создание нового поколения автоклавной установки с рациональным, с точки зрения технологической эффективности (степени извлечения МПГ), энергетических затрат на условную единицу сырья и экологическую безопасности метода переработки катализаторов. Ожидаемым эффектом от использования полученных результатов является: уменьшение отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду за счет следующих факторов:

  • увеличение степени переработки МПГ и возврата их во вторичный оборот;
  • максимальная регенерация жидких отходов в виде оборотного электролита из соляной кислоты, за счет использования процессов выпаривания и переконденсации для очистки и сбора электролита в отдельной емкости;
  • последующее использование твёрдых керамических отходов в виде кордиеритового порошка (алюмосиликата магния и железа) получаемого для производства новой строительной продукции.

Коммерциализация результатов на 1 этапе проекта не предусмотрена. На последующих этапах проекта возможной формой коммерциализации видится инжиниринг, промышленная кооперация, передача технологий в рамках совместных и малых предприятий, лизинг и продажа оборудования для извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.

 

Этап №2 «Создание установки с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия»

В ходе выполнения проекта на этапе № 2 в период с 01.01.2018 г. по 31.12.2018 г. выполнялись следующие работы:

  • изготовлена установка с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия;
  • разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальную установку с режимом работы при повышенном давлении и температуре до 150 градусов Цельсия согласно ГОСТ 2.125-2008;
  • проведены дополнительные патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96;
  • разработан комплект программной и эксплуатационной документации на экспериментальную установку режимом работы при атмосферном давлении до 95 градусов Цельсия;
  • произведена верификация результатов переработки опытной партии МПГ на катализаторе в режиме до 95 градусов Цельсия и атмосферном давлении путем анализа проб с остаточным содержанием МПГ на автомобильном катализаторе, с использованием объектов зарубежной инфраструктуры сектора исследований и разработок.

 

За счет внебюджетных средств выполнялись следующие работы:

  • создана электронная модель установки с режимом работы при повышенном давлении и температуре до 150 градусов Цельсия согласно ГОСТ 2.052-2006;
  • произведено апробирование электролиза в переменном и постоянном токах в условиях испарения и переконденсации электролита для увеличения остаточного содержания МПГ при атмосферном давлении и температуре ниже 95 градусов Цельсия;
  • разработана программа и методики испытаний экспериментальной установки при переработке опытной партии МПГ на катализаторе в режиме до 95 градусов Цельсия и атмосферном давлении с целью определения технических параметров установки и степени полноты вскрытия катализатора;
  • произведена переработка опытной партии МПГ на катализаторе в режиме до 95 градусов Цельсия и атмосферном давлении с целью определения технических параметров установки и степени полноты вскрытия катализатора;
  • создана архитектура установки с режимом работы при повышенном давлении и температуре до 150 градусов Цельсия;
  • произведена модернизация участка для опытной эксплуатации экспериментальной установки с режимом работы при повышенном давлении и температуре до 150 градусов Цельсия.

 

При этом были получены следующие результаты:

 

Изготовлена установка с режимом работы при атмосферном давлении и до 95 градусов Цельсия; разработана ЭКД на экспериментальную установку с режимом работы при повышенном давлении и температуре до 150 градусов; проведены дополнительные патентные исследования; разработан комплект программной и эксплуатационной документации на экспериментальную установку режимом работы при атмосферном давлении до 95 градусов Цельсия; Предоставленные Индустриальным партнером образцы носителей катализаторов после переработки были проанализированы на остаточный МПГ с использованием объектов зарубежной инфраструктуры сектора исследований и разработок. Создана электронная модель установки с режимом работы при повышенном давлении и температуре до 150 градусов Цельсия, общий объем ЭМ в формате *.stp (формат описания 3D-модели согласно стандарту ISO 10303) составил 284 Мб.

В результате работ по проекту был получен охраноспособный РИД; подана заявка на регистрацию полезной модели, заявка №2018146834 от 27.12.2018 "Объёмный электрод переменного тока для извлечения благородных металлов", РФ.

Создаваемые опытно-промышленные установки должны обеспечивать технические характеристики извлечения МПГ по таким параметрам, как: производительность, экологичность, энергоэффективность, компактность и безопасность выше подобных характеристик у существующих зарубежных металлургических методов переработки МПГ в составе отработанных катализаторов.

Коммерциализация результатов на 2 этапе проекта не предусмотрена. На последующих этапах проекта возможной формой коммерциализации видится инжиниринг, промышленная кооперация, передача технологий в рамках совместных и малых предприятий, лизинг и продажа оборудования для извлечения металлов платиновой группы из отработанных катализаторов.

 
54