Recuperación de metales preciosos a partir de catalizadores homogéneos agotados.

Procedimiento para recuperar PGM de un catalizador homogéneo agotado,

que comprende las etapas de:

- proporcionar un horno de baño de masa fundida, con un inyector sumergido equipado para combustión de combustible líquido;

- proporcionar un baño de masa fundida que comprende una fase metálica y/o mata y una fase escoria;

- alimentar el catalizador homogéneo agotado y un gas que soporte O2 por el inyector, recuperándose una parte principal del PGM en la fase metálica y/o mata;

- separar la fase metálica y/o mata que soporta PGM de la fase escoria.

Recuperación de metales preciosos a partir de catalizadores homogéneos agotados.

Esta descripción se refiere a la recuperación de PGM (metales del grupo del platino, por sus siglas en inglés) a partir de catalizadores homogéneos agotados presentes en una fase orgánica.

Específicamente, se proporciona un procedimiento pirometalúrgico según el cual el PGM, y Rh en particular, se concentra en fases metalúrgicas, haciéndolos accesibles para refinado según procedimientos conocidos.

Se han desarrollado diversos métodos en los que se usan compuestos organometálicos solubles, que contienen con frecuencia PGM, y Rh en particular, como catalizadores en una reacción catalítica homogénea. Estos compuestos son útiles para diversas reacciones tales como hidrogenación, hidroformilación e hidrocarboxilación de olefinas.

Como los compuestos mencionados son químicamente muy estables, se puede reciclar la disolución catalítica en el sistema de reacción después de separarlo de los productos de reacción por destilación. Sin embargo, como se forman diversos subproductos de ebullición alta en la reacción mencionada, y también como el catalizador usado en la reacción está parcialmente inactivado, se puede desechar una porción del residuo que contiene catalizador obtenido en la recuperación de los productos de reacción por destilación. Esto es necesario para evitar la acumulación de subproductos de ebullición alta y de catalizador inactivado.

El residuo que contiene catalizador, también referido como catalizador agotado, contiene PGM caro que se tienen que recuperar desde un punto de vista ecológico así como desde un punto de vista económico.

Se han propuesto diversos métodos para la recuperación de PGM a partir de tales catalizadores agotados. En general, los métodos se clasifican como húmedos o secos, según el tipo de tratamiento que se use.

En los métodos húmedos, tal como se conoce a partir de la patente europea EP-A-0147824, se retira rodio y se recupera extrayéndolo del producto agotado bruto mediante sulfonatos o carboxilatos de fosfina como reactivos complejantes. Se han descrito otros métodos, incluyendo precipitación de metales preciosos como sulfuros, reducción por adición de un agente reductor tal como Te según la patente de EE.UU. 4.687.514 o absorción sobre carbono activo.

Los métodos húmedos, aunque permiten la recuperación de los PGM, no resuelven el problema de desechar o de otro modo usar los productos de desecho orgánicos de una manera ecológica. Por otra parte, el rendimiento del procedimiento depende críticamente de la descomposición de los complejos de PGM iniciales, que pueden ser muy estables.

En los métodos secos, tal como se conoce a partir de la patente de EE.UU. 3.920.449, se recuperan metales de una disolución de disolvente orgánico que contiene un complejo soluble del metal noble y un compuesto de organofósforo calcinando la disolución de disolvente orgánico en una zona de combustión. Los productos de la combustión se introducen inmediatamente en una disolución absorbente acuosa para capturar las partículas del metal noble y óxido de fósforo formado en la combustión. La patente de EE.UU. 5.364.445 proporciona un método similar para recuperar rodio que comprende las etapas de: añadir un compuesto básico a la disolución orgánica que contiene un complejo de rodio y al menos un tipo de compuesto de organofósforo como ligando y un compuesto de organofósforo; calcinar la mezcla resultante a cenizas bajo una temperatura controlada menor que 1.000º C y limpiar la ceniza usando una disolución que contiene un agente reductor.

Una desventaja de los procedimientos secos convencionales se encuentra en la calcinación de las fracciones orgánicas. La recuperación del calor y la filtración de la descarga gaseosa no son directas. Hay, por otra parte, un riesgo significativo de perder PGM en el hollín o en las cenizas.

El objetivo de la invención es, por lo tanto, garantizar un alto rendimiento para la recuperación de los metales valiosos, al tiempo que destruir los productos de desecho orgánicos perjudiciales desde el punto de vista medioambiental. El PGM, y Rh en particular, se debería obtener en fases fácilmente recuperables y purificables. Los compuestos orgánicos se deberían apreciar por su energía contenida.

Con este propósito, se describe un procedimiento para recuperar PGM de un catalizador homogéneo agotado, que comprende las etapas de:

- proporcionar un horno de baño de masa fundida, con un inyector sumergido equipado para combustión de combustible líquido;

- proporcionar un baño de masa fundida que comprende una fase metálica y/o mata y una fase escoria;

- alimentar el catalizador homogéneo agotado y un gas que soporte O2 por el inyector, una parte principal (es decir, más del 50% en peso) de PGM que se recupera en la fase metálica y/o mata;

- separar la fase metálica y/o mata que soporta PGM de la fase escoria. 2

Típicamente, se recupera más de 90% del PGM en la fase metálica y/o mata;

El catalizador homogéneo agotado contiene preferiblemente más de 10 ppm de PGM, preferiblemente Rh. Esta cantidad mínima es necesaria para asegurar la economía del procedimiento.

Es ventajoso recoger el PGM en una fase fundida que soporta metal, tal como una fase metálica y/o mata que comprende un contenido total en metal de al menos 50% en peso de uno o más cualesquiera de Cu, Ni, Co, Fe y Pb. Esta fase comprende preferiblemente al menos 50% de Cu. El PGM se recoge con eficacia en estos metales y se pueden refinar además usando técnicas conocidas.

Cuando está disponible una cantidad suficiente de catalizador agotado, es ventajoso reemplazar completamente el combustible líquido. Esto tiende a maximizar la concentración de PGM en la fase metálica y/o mata evitando la dilución por lotes.

Ventajosamente, durante la etapa de alimentación del catalizador homogéneo agotado y un gas que soporta O2 por el inyector, se introduce una carga metalúrgica compleja en el horno y se funde, produciendo de ese modo una fase metálica y/o mata, escoria y polvo de combustión. De esta manera, el contenido de energía del material orgánico de desecho en el catalizador se utiliza con eficacia para calentamiento y/o reducción de la carga metalúrgica en el horno. El polvo de combustión se puede reciclar como parte de la carga de complejo para la operación de fundición. Dicha carga metalúrgica de complejo comprende típicamente Pb, Cu y Fe como óxidos y/o como sulfuros.

Los procedimientos pirometalúrgicos para recoger PGM en una fase metálica se aplican extensamente para reciclar catalizadores ligados a sustrato. Los catalizadores se alimentan directamente por la presente a un horno de baño de masa fundida, posiblemente después de un pretratamiento simple tal como humectación, para evitar el arrastre de partículas finas con el efluente gaseoso.

Los catalizadores homogéneos agotados, sin embargo, comprenden compuestos orgánicos volátiles y por lo tanto no se pueden alimentar a un horno de la manera normal, ni como tales ni después de, por ejemplo, impregnación sobre un soporte sólido. Por supuesto, dicho procedimiento conduciría invariablemente a la evaporación y pérdida de cantidades significativas de compuestos orgánicos, incluyendo complejos de PGM.

Según la presente descripción, se ha mostrado sin embargo que las pérdidas por evaporación se pueden reducir enormemente e incluso evitar inyectando el catalizador homogéneo agotado directamente en el baño de masa fundida a través de un inyector de combustible, siendo una lanza sumergida o una tobera.

Por una lanza sumergida se quiere decir una tubería diseñada para introducir gas comprimido, típicamente aire enriquecido en oxígeno, en un baño metalúrgico, según una dirección generalmente descendente. Con frecuencia se monta verticalmente una lanza sobre el baño, con su punta sumergida por debajo del nivel del baño en el horno.

Por una tobera se quiere decir una tubería diseñada para introducir gas comprimido, típicamente aire enriquecido en oxígeno, en un baño, según una dirección generalmente horizontal o ascendente. Una tobera se sumerge por naturaleza, ya que se coloca por debajo del nivel del baño, a través de un agujero que perfora el fondo o la pared del horno.

Las lanzas y las toberas pueden estar provistas de un inyector de combustible. Este inyector puede estar situado, por ejemplo, en una posición coaxial, en o cerca de la punta de la tubería. El combustible se quema con el oxígeno dentro del baño, contribuyendo de ese modo a la entrada de calor a la operación. En la presente descripción,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para recuperar PGM de un catalizador homogéneo agotado, que comprende las etapas de: -proporcionar un horno de baño de masa fundida, con un inyector sumergido equipado para combustión de combustible líquido.

5. proporcionar un baño de masa fundida que comprende una fase metálica y/o mata y una fase escoria;

- alimentar el catalizador homogéneo agotado y un gas que soporte O2 por el inyector, recuperándose una parte principal del PGM en la fase metálica y/o mata; -separar la fase metálica y/o mata que soporta PGM de la fase escoria.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, según el cual el catalizador homogéneo agotado contiene más de 10 10 ppm de PGM, preferiblemente Rh.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, según el cual la fase metálica y/o mata de masa fundida comprende, un total de al menos 50% en peso de uno o más cualesquiera de Cu, Ni, Co, Fe y Pb y preferiblemente al menos 50% de Cu.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, según el cual el catalizador homogéneo 15 agotado reemplaza completamente el combustible líquido.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, según el cual, durante la etapa de alimentación del catalizador homogéneo agotado y un gas que soporta O2 a través del inyector, se introduce una carga metalúrgica compleja en el horno y se funde, produciendo de ese modo una fase metálica y/o mata, escoria y polvo de combustión.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, según el cual al menos una parte principal del polvo de combustión es reciclada como parte de dicha carga compleja a dicho horno.