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Título : Valorización de catalizadores de pentóxido de vanadio usados en la fabricación de ácido sulfúrico
Autor : Calderón Orozco, Hugo Andrés
Palabras clave : Metalurgia extractiva
Hidrometalurgia
Química
Fecha de publicación : 8-jun-2016
Editorial : Quito, 2016.
Citación : Calderón Orozco, H. A.(2016). Valorización de catalizadores de pentóxido de vanadio usados en la fabricación de ácido sulfúrico. 9 hojas. Quito : EPN
Resumen : Vanadium pentoxide catalysts are extensively used in the production of sulfuric acid. However, spent and contaminated catalysts are an environmental concern. This study is focused on the recovery of vanadium via a leaching process. Catalyst samples were characterized using atomic absorption spectroscopy (AAS), x-ray diffraction (XRD), surface area via Branuer, Emmet and Teller theory (BET), and scanning electron microscopy (SEM-EDS). Prior to leaching the catalyst was pulverized and calcinated at 450 °C. Several leaching agents were tested, i.e., hydrochloric, nitric, sulfuric acid and sodium hydroxide, varying concentration from 50 to 100 g/L. The leaching pulp solid content was varied from 10 to 30 % whit particles size varying from 50 to 200 µm. Additionally the leaching kinetics was studied varying the residence time from 30 to 240 min. The best recovery was attained precipitating vanadate at pH 7 adjusted using 2 M sodium carbonate, and heating at 450 °C after filtering. The best recovery of vanadium (94,4 %) was attained using the pulverized and calcined catalyst, leached with sulfuric acid at 75 g/L, 20 % percentage solids, 750 min-1 agitation speed in 30 min. Additionally reutilization of the leaching solution showed that 5 batches of catalyst can be lixiviated with the same volume, and vanadium recovery reduced only to 92,5 %.
Descripción : Los catalizadores de pentóxido de vanadio son usados en la manufactura de ácido sulfúrico, como consecuencia del proceso, éstos se contaminan y se desechan, por tal razón se propone su valorización mediante procesos hidrometalúrgicos. Los catalizadores fueron caracterizados empleando: espectrometría de absorción atómica (EAA), difracción de rayos X (DRX), área superficial (BET) y microscopía electrónica de barrido (MEB-EDS). El catalizador fue sometido previamente a un proceso de pulverización y posterior calcinación a 450 °C. Se realizaron ensayos de lixiviación usando ácidos inorgánicos: clorhídrico, nítrico y sulfúrico e hidróxido de sodio de concentraciones entre 50 y 100 g/L; variando los porcentajes de sólido entre 10 y 30 %; los tamaños de partícula entre 50 y 200 µm; y se evaluó la cinética de reacción. A la solución obtenida en el proceso de lixiviación, se añadió carbonato de sodio 2 M, se ajustó el pH a 7 para precipitar el vanadio y se calcinó a 450 °C para oxidarlo. Se obtuvo una recuperación de 94,4 % de vanadio utilizando el catalizador pulverizado y calcinado, lixiviado con ácido sulfúrico a 75 g/L, 20 % de sólidos, agitación a 750 min-1 por 30 min. Se realizó un estudio de viabilidad técnico-ambiental y el resultado mostró que el agente lixiviante debe ser recirculado por cinco ocasiones para obtener una recuperación final del 92,5 %.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/15961
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