Kullanılmış Co-Mo-/Al2O3 katalizörünün kompleksleştirici EDTA varlığında çözünme şartlarının ve kinetiğinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında; kompleks yapıcı ajan varlığında kullanılmış hidrodesülfürizasyon (HDS) katalizöründen molibden (Mo), nikel (Ni), kobalt (Co) ve alüminyum (Al) metallerinin geri kazanımına ait proses şartları incelenmiştir. Metal iyonları ile bağlanma kabiliyetinin yüksek olması nedeniyle etilendiamin tetra asetik asit (EDTA) liç prosesinde kompleksleştirici reaktif olarak kullanıldı. Deneylerde katalizör bünyesindeki metalleri daha kolay çözünebilir formlara dönüştürmek amacıyla kullanılmış katalizöre ilk olarak kavurma ön işlemi uygulandı. Sonrasında Mo, Ni ve Co metalleri sırasıyla pH:2, pH:6 ve pH:10 değerlerinde amonyum molibdat, nikel dimetilglisoksim ve kobalt hidroksit formlarında çökeltilerek liç işlemi seçimli olarak gerçekleştirildi. En yüksek metal ekstraksiyon verimlerine (% 90.22 Mo,% 96.71 Co,% 95.31 Ni ve % 19.98 Al) optimum deney şartlarında ulaşıldı. Prosese ait termodinamik verilere göre; Co, Mo ve Ni'in aktivasyon enerji değerleri (Ea) sırasıyla 14.36 kj/mol, 16.85 kj/mol ve 15.93 kj/mol olarak hesaplandı. Liç kinetiğinin yalancı birinci derece homojen kinetik modele uyduğu ve prosesin difüzyon kontrollü olarak gerçekleştiği belirlendi. Proses parametrelerinin bir fonksiyonu olarak prosese ait kinetik eşitlik aşağıdaki şekilde elde edildi. Sonuçlar, hem petrokimya endüstrisinin katı atık yükünün azaltılması hem de EDTA kullanılarak kullanılmış katalizörden metallerin etkin bir şekilde geri kazanımı açısından yeni bir yaklaşım sunmaktadır.

In this thesis; the process conditions for the recovery of molybdenum (Mo), nickel (Ni) cobalt (Co) and aluminum (Al) metals from the spent hydrodesulfurization (HDS) catalyst in the presence of complexing agent were investigated. Ethylenediamine tetra acetic acid (EDTA) was used as a complexing reagent in the leaching process due to high ability to bind with metal ions. In the experiments, the roasting pre-treatment was firstly applied to the spent catalyst to convert metals in catalyst structure into more soluble forms. Then, the selective leaching was carried out by precipitating Mo, Ni and Co metals in the forms of ammonium molybdate, nickel dimethylglycoxime and cobalt hydroxide at pH: 2, pH: 6 and pH: 10 respectively. Highest metal extraction yields (90.22% Mo, 96.71% Co, 95.31% Ni and 19.98% Al) were achieved under optimum experiment conditions.According to the thermodynamic data of the process; activation energy values (Ea) of Co, Mo and Ni were calculated as 14.36 kJ/mol, 16.85 kJ/mol and 15.93 kJ/mol, respectively. It was determined that leaching kinetics fit to pseudo-first homogeneous kinetic model and the process was controlled by diffusion. Kinetic equation of the process as a function of the process parameters was obtained as follows. The results provide a new approach in terms of reducing the solid waste load of the petrochemical industry and efficient recovery of metals from the spent HDS catalyst using EDTA.