Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Technologia i parametry techniczne pracy instalacji przemysłowej do produkcji plastyfikatora TDAE

Ptak Stefan

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2021

|

nr 234

1--202

PL

Ropa naftowa jest i w najbliższej przyszłości nadal będzie podstawowym naturalnym surowcem gospodarczym na świecie. Wykorzystanie produktów uzyskiwanych z ropy naftowej stanowi siłę napędową gospodarki każdego kraju. Z przerobu ropy naftowej uzyskuje się wiele produktów, półproduktów i surowców, które znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, w tym petrochemicznym. Istotną rolę w tej dziedzinie gospodarki większości krajów odgrywają plastyfikatory naftowe, stosowane jako dodatek zmiękczający w procesach wulkanizacji kauczuków, szczególnie kauczuków syntetycznych butadienowych – styrenowo (SBR), oraz jako składnik mieszanek gumowych w procesie ich wytwarzania i wulkanizacji. Kierunki rozwoju plastyfikatorów naftowych dla przemysłu gumowego determinuje wiele dokumentów i aktów prawnych oraz szereg wymagań wynikających ze specyfiki procesów wytwórczych, a także z warunków eksploatacji wyrobów gumowych, w tym szczególnie: • posiadanie wymaganego dla danego zestawienia składu chemicznego oraz charakteryzowanie się odpowiednimi właściwościami fizykochemicznymi; • wykazywanie dobrej kompatybilności ze stosowanym kauczukiem; • odznaczanie się niską lotnością w warunkach procesu produkcji kauczuków oraz w procesach wytwarzania mieszanek gumowych i ich wulkanizacji; • niewykazywanie działania toksycznego. Plastyfikatory naftowe stosowane w kompozycjach kauczukowych (SBR) nazywane są również olejami-wypełniaczami. Składają się z cząstek węglowodorów zawierających od 25 do 35 atomów węgla i dzielą się na aromatyczne, naftenowe i parafinowe w zależności od udziału węgli w strukturach aromatycznych, naftenowych i parafinowych. Istotną rolę w badaniach eksperymentalnych opisanych w niniejszej monografii odgrywają plastyfikatory wysokoaromatyczne, otrzymywane jako produkt uboczny w trakcie rafinacji rozpuszczalnikowej destylatów próżniowych z ropy naftowej w procesie wytwarzania olejów bazowych, które zyskały duże znaczenie w procesie produkcji opon samochodowych. Plastyfikatory wysokoaromatyczne DAE charakteryzują się najwyższą zawartością węglowodorów aromatycznych i związaną z tym wysoką zawartością wielopierścieniowych związków aromatycznych oraz benzo[a]pirenu. Wprowadzenie przez ustawodawstwo Unii Europejskiej Dyrektywy 76/769/ EEC, a następnie Rozporządzenia 1907/2006 miało na celu zmniejszenie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w oponach, co doprowadziło do wytwarzania przez przemysł naftowy plastyfikatorów naftowych o niskiej zawartości WWA z wykorzystaniem różnych procesów produkcyjnych, aby zaspokoić potrzeby globalnego przemysłu oponiarskiego. Po roku 2010 rynek światowy plastyfikatorów naftowych ze względu na ich mutagenne i rakotwórcze działanie eliminuje ze stosowania plastyfikator DAE. Stworzony system REACH w Unii Europejskiej uchwalony przez Parlament Europejski i Radę w dniu 18 grudnia 2006 roku Rozporządzenia numer 1907/2006 w sprawie rejestracji, oceny, udzielenia zezwoleń i stosownych ograniczeń w zakresie chemikaliów, wprowadzając zapisy 27 poprawki do Dyrektywy 76/769/EEC wprowadza zakaz stosowania ekstraktów wysokoaromatycznych o przekroczonym limicie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych od dnia 1 stycznia 2010 roku. W części eksperymentalnej zamieszczono wyniki badań nad opracowaniem i wdrożeniem na skalę przemysłową technologii produkcji plastyfikatora TDAE spełniającego wymagania w zakresie rakotwórczości i mutagenności. Istotnym etapem przeprowadzonych badań eksperymentalnych były technologiczne próby przemysłowe dotyczące badań plastyfikatora TDAE wykonane na instalacji Furfurol w Zakładzie Produkcyjnym Spółki ORLEN OIL Sp. z.o.o. w Płocku. Wiodącą rolę w uzasadnieniu celu i tez pracy odgrywają badania selektywnej rafinacji rozpuszczalnikowej ciężkich ekstraktów pod kątem wytworzenia plastyfikatora aromatycznego TDAE spełniającego wymagania Rozporządzenia 1907/2006 UE. W wyniku przeprowadzonych prac technologiczno-badawczych pojawiła się możliwość wprowadzenia do cyklu produkcyjnego, obok olejów bazowych, plastyfikatora TDAE o nazwie handlowej Elasticol, wytwarzanego na bloku olejowym PKN ORLEN S.A. Również ważnym, kluczowym elementem wykonanych badań eksperymentalnych było zastosowanie procesu odparafinowania rozpuszczalnikowego dla pozyskania różnych plastyfikatorów TDAE. Proces odparafinowania rozpuszczalnikowego z użyciem różnych rozpuszczalników pozwolił na opracowanie technologii produkcji zmodyfikowanego plastyfikatora TDAE spełniającego wymagania jakościowe i wymagania Rozporządzenia 1907/2006 UE z możliwością poprawy właściwości niskotemperaturowych. Autor dokonał rejestracji technologii w Urzędzie Patentowym pod wspólnym tytułem: Sposób wytworzenia zmodyfikowanego plastyfikatora naftowego TDAE przeznaczonego do produkcji kauczuku i gumy, szczególnie opon samochodowych. Z uwagi na szeroki zakres wiedzy interdyscyplinarnej dotyczącej obszernego zakresu pracy sformułowane wnioski pogrupowano na: ogólne, szczegółowe, metodologiczne i perspektywiczne.

EN

Crude oil is and will continue to be in the near future the basic natural economic resource in the world. The use of products derived from crude oil is the driving force of the economy in every country. Many products, semi-finished products, and raw materials are obtained from the processing of crude oil and used in many industries, including the petrochemical industry. Petroleum plasticisers play an important role in this area of the country’s economy as a softening additive in the vulcanisation of rubbers, especially synthetic styrene-butadiene rubber (SBR), and as a component of rubber compounds in their production and vulcanisation. The development of petroleum plasticisers for the rubber industry is determined by many documents and laws, as well as a number of requirements resulting from the nature of the production and operating conditions of rubber products. In particular, they must: • have the chemical composition required for a given combination and have appropriate physicochemical properties, • exhibit compatibility with the selected rubber, • demonstrate low volatility during the processes of rubber production, rubber compound production, and vulcanisation, and • not show any toxic effects. Petroleum plasticisers used in rubber compositions (SBR) are also called filler oils, which consist of hydrocarbon particles containing from 25 to 35 carbon atoms and are divided into aromatic, naphthenic, and paraffinic types depending on the proportion of carbons in the structures the aromatic, naphthenic and paraffin. An important role in the experimental research of this dissertation is played by highly aromatic plasticisers, a by-product of refining solvents of vacuum distillates from crude oil in the production of base oils, which have gained a lot of significance in the production of car tyres. DAE highly aromatic plasticisers have the highest content of aromatic hydrocarbons and the associated high content of polycyclic aromatic compounds and benzo[a]pyrene. The European Union’s introduction of EU Directive 76/769/EEC and Regulation 1907/2006 was aimed at reducing the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in tyres, which led to the oil industry’s production of petroleum plastics with low PAH content using various production processes to meet the needs of the global tyre industry. After DAE plasticisers were banned due to their mutagenic and carcinogenic activity, the global plasticisers market in 2010 created the REACH system in the European Union. Caused the adoption by the European Parliament and the Council on December 18, 2006, Regulation No. 1907/2006 in on registration, evaluation, authorization and related restrictions on chemicals, introducing provision 27 to Directive 76/769/EEC of the amendment to prohibit the use of highly aromatic extracts exceeding the limit for polycyclic aromatic hydrocarbon content. The experimental part contains the results of research on the development and industrial-scale implementation of TDAE plasticiser production technology that meets the requirements for carcinogenicity and mutagenicity. An important stage of experimental research is the technological industrial trials concerning the TDAE plasticiser tests carried out on the Furfurol installation in the production plant of ORLEN OIL Sp. z.o.o. in Płock, Poland. The main justification of the purpose and theses of the work are the investigations of selective solvent refining of heavy extracts in terms of the production of TDAE aromatic plasticisers meeting the requirements of EU Regulation 1907/2006. As a result of the work, it is possible to introduce into the production cycle, in addition to the base oils, a TDAE plasticiser with the trade name Elasticol, on the oil block of PKN ORLEN S.A. Another important element of the experimental research is the use of a solvent dewaxing process to obtain various TDAE plasticisers. The process of solvent dewaxing with various solvents allowed for the development of production technology of a modified TDAE plasticiser that meets the quality requirements of EU Regulation 1907/2006 with the potential for improving its low-temperature properties. In addition, the author has registered this technology in the Patent Office under the common title, Manufacture of a modified TDAE plasticiser intended for the production of caoutchouc and rubber, especially car tyres. Due to the broad knowledge of the interdisciplinary, extensive scope of the work, its conclusions were grouped into general, detailed, methodological, and perspective.

2

Badanie procesu ekstrakcji wysokoaromatycznych surowców naftowych z zastosowaniem współrozpuszczalnika

Antosz Artur, Ptak Stefan

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 10

692--703

PL

Obecnie jedną z najpopularniejszych metod wytwarzania plastyfikatora TDAE do kauczuków i gumy jest metoda bazująca na procesie rafinacji ekstraktów naftowych furfurolem. Proces ten zapewnia obniżenie w ekstraktach zawartości rakotwórczych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) do wymaganego poziomu. Technologia produkcji plastyfikatora sprawiała liczne problemy w warunkach przemysłowych związane z koniecznością prowadzenia procesu w niskich temperaturach, co powoduje utrudnienia w przebiegu wymiany masy w kolumnie ekstrakcyjnej w związku z wysoką lepkością przerabianego surowca w niskich temperaturach. Konieczność użycia niższych temperatur w trakcie procesu rafinacji wysokoaromatycznych frakcji wynika z ich charakterystyki rozpuszczalności w furfurolu, oznaczanej na podstawie krytycznej temperatury rozpuszczalności. W artykule zostały przedstawione badania nad wpływem zastosowania współrozpuszczalnika w procesie rafinacji wysokoaromatycznych surowców naftowych na jakość uzyskanych plastyfikatorów oraz możliwość prowadzenia procesu w wyższych temperaturach, zbliżonych do temperatur pracy kolumny podczas ekstrakcji klasycznych frakcji próżniowych. Potwierdzono korzystny wpływ dodatku współrozpuszczalnika na wydajność procesu oraz zwiększenie selektywności ekstrakcji. Badania nad procesem ekstrakcji rozpuszczalnikowej prowadzono na dwóch surowcach charakteryzujących się różnymi lepkościami przy zastosowaniu jako współrozpuszczalnika formamidu w stężeniach 5% i 7,5%. Wykonano również proces ekstrakcji bez współudziału formamidu, służący jako proces odniesienia dla porównania wydajności i jakości otrzymanych rafinatów. W badaniach technologicznych wykorzystano stanowiska wielkolaboratoryjne umożliwiające prowadzenie procesów rafinacji rozpuszczalnikowej, symulującej proces przemysłowy stosowany na bloku olejowym w rafinerii naftowej. W próbach rafinacji rozpuszczalnikowej poszczególnych ekstraktów zastosowano parametry technologiczne dostosowane do wyznaczonych temperatur krytycznych rozpuszczalności dla danych układów. Uzyskane wyniki temperatur krytycznych wskazują na istotny wpływ udziału współrozpuszczalnika na oznaczony wynik temperatury krytycznej dla danego układu. Próbki otrzymanych rafinatów zostały poddane ocenie właściwości fizykochemicznych w zakresie wymaganym dla plastyfikatora TDAE. Wraz z większym udziałem formamidu poprawie ulegały oznaczane w rafinatach kluczowe właściwości fizykochemiczne z punktu widzenia wymagań wobec plastyfikatorów, wzrastała lepkość, gęstość, współczynnik załamania światła oraz zawartość węgla w strukturach CA. Wszystkie procesy rafinacji pozwoliły na obniżenie zawartości WWA poniżej 3% (m/m). Najlepsze efekty w tym zakresie dał proces R1390 przy udziale współrozpuszczalnika w ilości 7,5% (m/m), ponieważ obniżając poziom WWA, nie spowodował gwałtowanego spadku zawartości atomów węgla w strukturach aromatycznych. Przeprowadzone badania pozwoliły na potwierdzenie korzystnego wpływu zastosowania współrozpuszczalnika w procesie rafinacji wysokoaromatycznych surowców naftowych na jakość uzyskanych plastyfikatorów TDAE. Rafinacja z udziałem współrozpuszczalnika zgodnie z założoną koncepcją projektu pozwoliła na wyeliminowanie problemów związanych z prowadzeniem tego procesu w niskich temperaturach. Zaobserwowano również duży wpływ dodatku współrozpuszczalnika na wydajność uzyskiwanych plastyfikatorów w trakcie ekstrakcji rozpuszczalnikowej.

EN

Currently, one of the most popular methods of producing TDAE plasticizer for latex and rubber is the method based on furfural refining of petroleum extracts. This process ensures reduction of carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) content in extracts to the required level. The technology of plasticizer production caused numerous problems in industrial conditions related to the necessity of conducting the process at low temperatures, which impedes the mass exchange process in the extraction column due to high viscosity of the processed raw material at low temperatures. The necessity of using lower temperatures during the refining process of highly aromatic fractions results from their solubility characteristics in furfural determined on the basis of the critical solubility temperature. The paper presents research on the influence of the use of co-solvent in the refining process of highly aromatic crude oils on the quality of plasticizers obtained and the possibility of conducting the process at higher temperatures, similar to those of the column during extraction of classical vacuum fractions. The beneficial effect of co-solvent addition on process efficiency and increased extraction selectivity was confirmed. Studies on the solvent extraction process were conducted on two raw materials characterized by different viscosities, using formamide as a cosolvent at concentrations of 5% and 7.5%. An extraction process without formamide co-solvent was also performed and served as a reference process to compare the yield and quality of the obtained raffinates. In the technological studies, large-scale laboratory workstations were used to carry out solvent refining processes, simulating the industrial process used in an oil block in a petroleum refinery. For solvent refining of individual extracts, technological parameters adjusted to the determined critical temperatures of solubility for given systems were used. The obtained critical temperature results indicate a significant influence of the co-solvent proportion on the determined critical temperature result for a given system. The samples of the obtained raffinates were subjected to physicochemical properties evaluation within the range required for the TDAE plasticizer. With a higher proportion of formamide, the key physicochemical properties determined in the raffinates from the point of view of plasticizer requirements improved. Viscosity, density, refractive index and carbon content in CA structures increased. All refining processes allowed to decrease PAH content below 3% (m/m). The R1390 process with 7.5% (m/m) of co- -solvent gave the best results in this respect as it did not cause a sharp decrease in carbon atoms content in aromatic structures while lowering PAHs level. The studies carried out confirmed the beneficial influence of the co-solvent application in the refining process of highly aromatic petroleum raw materials on the quality of the obtained TDAE plasticizers. The refining process with the use of co-solvent allowed, in line with the project concept, to eliminate the problems associated with conducting the process at low temperatures. A considerable effect of cosolvent addition on the yield of obtained plasticizers during solvent extraction was also observed.

3

The impact of co-solvent application on the solvent refining process selectivity

Antosz Artur

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 9

610--619

EN

The performed studies involved solvent refining tests using a co-solvent for fractions of various viscosity classes, as well as reference processes with no participation of a co-solvent. The laboratory station used for the tests modelling the technological process enabled the performance of solvent refining processes in a continuous manner, simulating the industrial process used in the oil block of a petroleum refinery. Solvent refining tests of specific vacuum fractions used technological parameters adjusted to critical temperatures determined for the given arrangements. Basic physicochemical properties of the produced raffinates were determined. When analysing the results produced in laboratory extraction processes for NMP and NMP with a 5% addition of formamide, for heavier fractions, there is a noticeable increase in the efficiency of raffinate by 3.4% (m/m) for a process using a co-solvent. However, it was characterised by a slightly lower viscosity index, lower refractive index and a slightly better colour. No differences were observed in the group composition of the compared raffinates; they were generally identical. In the case of lighter fractions, no increase in raffinate efficiency was noticed in a process using a co-solvent compared to a process conducted using just N-methylpyrrolidone. The viscosity index was calculated for both processes at an identical level and it amounted to 119. A slight decrease in the refractive index and a colour improvement were recorded for a process which used NMP + 5% formamide. The group composition of the analysed raffinates exhibited a slight drop by 1.6% (m/m) in the paraffinicnaphthenic hydrocarbon content for the process using a co-solvent, and a 2.2% (m/m) increase in the level of aromatic hydrocarbons with a refractive index of nD20 < 1.53.

PL

W trakcie badań wykonano próby rafinacji rozpuszczalnikowej z zastosowaniem współrozpuszczalnika dla frakcji o różnej klasie lepkościowej oraz przeprowadzono procesy odniesienia bez udziału współrozpuszczalnika. Do badań modelujących proces technologiczny wykorzystano stanowisko laboratoryjne umożliwiające prowadzenie procesów rafinacji rozpuszczalnikowej w sposób ciągły, symulujące proces przemysłowy stosowany na bloku olejowym w rafinerii ropy naftowej. W próbach rafinacji rozpuszczalnikowej poszczególnych frakcji próżniowych użyto parametrów technologicznych dostosowanych do wyznaczonych temperatur krytycznych dla danych układów. Określono podstawowe właściwości fizykochemiczne wytworzonych rafinatów. Analizując wyniki uzyskane w laboratoryjnych procesach ekstrakcji NMP i NMP z dodatkiem 5% formamidu, dla cięższej frakcji, można zauważyć wzrost wydajności rafinatu o 3,4% (m/m) w przypadku procesu z zastosowaniem współrozpuszczalnika. Charakteryzował się on jednak nieco niższym wskaźnikiem lepkości, niższym współczynnikiem załamania światła i nieco lepszą barwą. W składzie grupowym porównywanych rafinatów nie zaobserwowano różnic, w zasadzie były identyczne. W przypadku lżejszej frakcji nie zauważono wzrostu wydajności rafinatu w procesie z zastosowaniem współrozpuszczalnika w stosunku do procesu prowadzonego z wykorzystaniem samego N-metylopirolidonu. Wskaźnik lepkości dla obu procesów obliczono na identycznym poziomie i wynosił 119. Niewielkie obniżenie współczynnika załamania światła oraz poprawę barwy odnotowano dla procesu, w którym zastosowano NMP + 5% formamidu. W składzie grupowym analizowanych rafinatów zaobserwowano niewielki spadek – o 1,6% (m/m) zawartości węglowodorów parafinowo-naftenowych w przypadku procesu z udziałem współrozpuszczalnika oraz podwyższenie poziomu o 2,2% (m/m) węglowodorów aromatycznych o współczynniku załamania światła nD20 < 1,53.

4

The effect of using a co-solvent in the extraction process on the performance and quality of the obtained raffinates

Antosz Artur, Ptak Stefan

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 11

715--722

EN

During the investigations solvent refining tests were conducted using co-solvents of different concentration as well as carrying out a reference process without a co-solvent. The laboratory stand used for modelling the technological process allowed to carry out the solvent refining continuously, simulating a production process in the petroleum rafinery lube oil plant. The feed stock used in the investigation was fraction obtained during petroleum vacuum distillation serving to produce a base oil. The investigation of the solvent extraction process was conducted using formamide as a co-solvent in the amount of 10% (m/m) and 15% (m/m). In addition, the extraction process without formamide was carried out as a reference process when comparing both the yield of the obtained raffinates and quality of the products received when a cosolvent was applied. In all the solvent refining tests the same technological parameters were applied. Basic physico-chemical properties of the produced raffinates were determined. It was found that despite using the same technological parameters in the extraction processes, changing only the proportion of co-solvent from 0 to 10% (m/m), raffinates of different yield and quality were obtained. The lowest yield was observed during the process in which only furfural was applied, i.e. in the reference process for those with the use of a co-solvent, and during that process a raffinate of 49.7% (m/m) yield was obtained. The highest raffinate yield – 72.2% (m/m) was obtained in the process with 10% (m/m) of formamide. In the process with 5% (m/m) of a co-solvent a raffinate of 62.5% (m/m) yield was obtained. When comparing the performances obtained, it can be stated that an addition of a co-solvent in the proportion of 5% (m/m) will cause 12.8% (m/m) increase in the amount of the raffinate obtained, and 10% (m/m) addition of a co-solvent will bring 22.5% (m/m) increase of the refining process yield. This increase in the raffinate output leaded to with the lowering of its quality in regard to all the investigated parameters.

PL

W trakcie badań przeprowadzono próby rafinacji rozpuszczalnikowej z zastosowaniem współrozpuszczalnika w różnych stężeniach oraz proces odniesienia bez udziału współrozpuszczalnika. Do badań modelujących proces technologiczny wykorzystano stanowisko laboratoryjne umożliwiające prowadzenie procesów rafinacji rozpuszczalnikowej w sposób ciągły, symulujące proces przemysłowy stosowany na bloku olejowym w rafinerii ropy naftowej. Surowcem do badań była frakcja otrzymana podczas destylacji próżniowej ropy naftowej służąca do wytwarzania oleju bazowego. Badania nad procesem ekstrakcji rozpuszczalnikowej prowadzono przy zastosowaniu formamidu jako współrozpuszczalnika w ilości 5% (m/m) i 10% (m/m). Wykonano również proces ekstrakcji bez współudziału formamidu, służący jako proces odniesienia dla porównania wydajności uzyskanych rafinatów i jakości otrzymanych produktów procesu z zastosowaniem współrozpuszczalnika. Dla wszystkich prób rafinacji rozpuszczalnikowej zastosowano takie same parametry technologiczne. Określono podstawowe właściwości fizykochemiczne wytworzonych rafinatów. Analizując uzyskane wyniki, stwierdzono, że pomimo zastosowania tych samych parametrów technologicznych prowadzenia procesów ekstrakcji, zmieniając jedynie udział współrozpuszczalnika od 0 do 10% (m/m), otrzymano rafinaty z różną wydajnością i jakością. Najniższą wydajność odnotowano dla procesu z zastosowaniem samego furfuralu, który był procesem odniesienia dla prób z użyciem współrozpuszczalnika – w trakcie tego procesu uzyskano rafinat z wydajnością 49,7% (m/m). Najwyższą wydajność rafinatu, na poziomie 72,2% (m/m), osiągnięto dla procesu z 10-procentowym (m/m) udziałem formamidu. W procesie z udziałem współrozpuszczalnika na poziomie 5% (m/m) uzyskano rafinat z wydajnością 62,5% (m/m). Porównując otrzymane wydajności rafinatów, można stwierdzić, że dodatek współrozpuszczalnika w ilości 5% (m/m) wpłynął na zwiększenie ilości otrzymywanego rafinatu o 12,8% (m/m), a dodatek współrozpuszczalnika w ilości 10% (m/m) spowodował wzrost wydajności procesu rafinacji o 22,5% (m/m). Zwiększenie wydajności uzysku rafinatu wiązało się z obniżeniem jego jakości we wszystkich badanych parametrach.

5

Recovery of Eu and Y from Waste Fluorescent Lamps

Vu H. N., Pham T. D., Formanek J., Dvorak P.

Inżynieria Mineralna

|

2017

|

R. 18, nr 1

23--28

EN

Eu and Y were extracted from waste fluorescent lamps containing ~0.3% Eu and 7% Y by acidic leaching, hydrolytic precipitation and/or solvent extraction. The leaching tests showed that about 90% Eu and 95% Y were leached in 3M HCl or 3M HNO3 at 80°C, liquid to solid ratio 10:1 in 30 min. Leaching in H2SO4 provided lower Eu and Y extraction efficiency. Only around 85% Eu and 80% Y were extracted at temperatures higher than 70°C. Eu and Y started precipitating simultaneously at pH 1.5 and the precipitation completed at ~ pH 2. Solvent extraction of Eu and Y from sulfate solutions using D2EHPA is strongly influenced by solution pH. At pH 1.4 about 80% Eu and 100%Y were extracted while at pH 1.16 only 25% Eu was extracted together with 90% Y.

PL

Eu i Y były odzyskiwane z odpadów lamp fluorescencyjnych zawierających ok. 0.3% Eu i 7% Y za pomocą metody ługowania kwaśnego, wytrącania hydrolitycznego i/lub ekstrakcji rozpuszczalnikowej. Próby ługowania wykazały, że około 90% Eu i 95% Y można wyługować w 3M roztworze HCl lub 3M roztworze HNO3 w temperaturze 80°C, stosunku fazy ciekłej do stałej 10:1 w czasie 30 min. Ługowanie w H2SO4 daje niższy współczynnik odzysku Eu i Y. Jedynie około 85% Eu i 80% Y odzyskano w temperaturze wyższej niż 70°C. Eu i Y zaczęły wytrącać się jednocześnie w pH 1.5, a wytrącanie zakończyło się przy pH około 2. Ekstrakcja rozpuszczalnikowa Eu i Y z roztworów siarczanów z wykorzystaniem D2EHPA zależy silnie od pH roztworu. Przy pH = 1.4 około 80% Eu i 100%Y zostało wydzielone, podczas gdy przy pH = 1.16 wyekstrahowano tylko 25% Eu i 90% Y.

6

Rozwój światowych technologii odzysku renu

Leszczyńska-Sejda K., Benke G., Kopyto D., Malarz J., Ciszewski M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 10

429--434

PL

W artykule przedstawiono przegląd wybranych światowych technologii stosowanych do odzysku renu. Opisano technologię odzysku renu z surowców molibdenowych, czyli proces Kennecott. W procesie tym ren odzyskuje się w postaci renianu(VII) amonu (nadrenianu amonu, APR) z zastosowaniem metody jonowymiennej. Inną technologią opartą na technice wymiany jonowej, jest krajowy sposób wydzielania renu z kwaśnych ścieków powstających w trakcie wytwarzania miedzi, gdzie obecnie produkuje się 8 t renianu(VII) amonu rocznie. Ważną techniką hydrometalurgiczną stosowaną do odzysku renu jest ekstrakcja rozpuszczalnikowa - stosuje się ją zarówno dla surowców miedziowych, jak i uranowych. W większości przypadków ren odzyskuje się w postaci APR, jednak istnieją technologie, w których w kolejnych etapach przetwarza się go na ren metaliczny metodami elektrochemicznymi lub z zastosowaniem metod metalurgii proszków. W artykule przedstawiono również opracowane i stosowane technologie odzysku renu z przepracowanych katalizatorów i odpadów superstopów, a w tym w ostatnim przypadku, ze szczególnym uwzględnieniem technologii krajowej opracowanej w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach.

EN

This work presents review of the selected global trends in technologies of rhenium recovery. The Kennecott process dealing with rhenium recovery from molybdenum resources was a/so described here. Ion-exchange method is used to recover rhenium as ammonium perrhenate (APR). Another example based on ion-exchange technique is domestic rhenium recovery from acidic sewage obtained from copper production. Using this method 8 tons of ammonium perrhenate is produced per annum. Another noteworthy hydrometallurgical technique for rhenium recovery is a solvent extraction, which is used for copper as well as uranium raw materials. Mostly, rhenium is recovered as APR, however, there are some technologies including electrochemical and powder metallurgy methods to produce rhenium metal in subsequent stages. This work also presents developed and applied technologies concerning rhenium recovery from spent catalysts and superalloys wastes, particularly focused on a domestic technology developed in Institute of I\lon-Ferrous Metals in Gliwice.

7

Odzysk niklu, kadmu i kobaltu ze zużytych baterii

Kończyk J., Sobianowska-Turek A., Sobianowska K.

Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa

|

2016

|

T. 4

233-246

PL

W pracy zaproponowano czteroetapowy proces odzysku niklu, kadmu i kobaltu ze zużytych baterii niklowo-kadmowych (Ni-Cd) oraz niklowo-wodorkowych (Ni-MH) obejmujący obróbkę mechaniczną, kwaśne ługowanie odpowiednio przygotowanych odpadów bateryjnych, ekstrakcję rozpuszczalnikową badanych metali przy użyciu tetratiofosforylowanego rezorcyn[4]arenu oraz reekstrakcję metali do fazy wodnej. Ponadto, w celu optymalizacji procesu, określono wpływ wybranych parametrów, takich jak: temperatura początkowa i czas prowadzenia ługowania, rodzaj kwasu mineralnego oraz pH fazy wodnej i stężenie ekstrahenta na wydajność i selektywność odzysku badanych metali.

EN

Presented work describes four-step recovery process of nickel, cadmium and cobalt from Ni-Cd and Ni-MH batteries. The process consists of mechanical treatment, acid leaching, solvent extraction with the use of tetratiophosphorylated resorcin[4]arene and reextraction of the metal ions to aqueous phase. Additionally, in order to optimize the process, effect of some parameters, such as temperature and duration time of the leaching, the type of mineral acid, pH of aqueous phase and extractant concentration on efficiency and selectivity of metal recovery was determined.

8

Results and Their Interpretation of the Pilot Testing of the Developed Technology for the Extraction of the Precious Metals

Tyushkova N.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

263--270

EN

The important nature-protection value, when developing the mineral deposits, belongs to the technologies directed first of all on the increase of extraction of useful components from the ore minerals at reducing the volumes of dump products and decreasing therein the content of harmful admixtures that considerably reduces a level of contamination to the environment and the other negative ecological effects [1–6]. Taking into account dramatically increasing requirements to the environmental protection, there have been developed the low-waste technology to extract gold and silver from gold-containing quartzites with the use of waste waters in circulation. In conducting pilot tests to improve the reliability of quantitative determination of valuable components from ore, is the use of reliable and accurate sampling system. Thus large amounts of ore are being processed [7,8]. And as critical is the accuracy of the analytical methods for the determination of these valuable components in the original ore, as well as in the intermediate products of enrichment, the final concentrate and final tails. In the presence of free gold in the ore in determining it from hard products and rock ores the error probability increases significantly [9,10]. The purpose of this research was to test the technology developed in the enrichment of gold quartzite in semi- industrial conditions, as well as the interpretation of analyses’ results when testing enrichment’s technology of precious metals from gold quartzite . The results of process studies of ore showed that the most effective of the tested methods appeared to be the direct cyanidation of crushed ore up to 95% cl. –0,08 mm. In this regard, the extraction of gold ranges from 91,7% to 100% , and silver – from 48% to 68% and with content of precious metals in dump cakes left the traces – 0,2 g/t on gold and 9,7–6,4 g/t on silver accordingly. A scope of processed ore, a study of all the factors at desalinization of precious metals, milling fineness of the ore, influence of the pulp density, concentration potassium cyanide and lime as well as the kinetics of the process, allow insisting that the obtained results will be fully reproduced at the industrial processing of quartzites of the field, but they are also may be used for designing the mobile module unit to extract precious metals for the given type of ores [11–14].

PL

Podczas eksploatacji złóż mineralnych bardzo ważnym aspektem jest ochrona środowiska. Dlatego obecne technologie koncentrują się na zwiększeniu uzysku składników użytecznych z jednoczesnym obniżeniem ilości odpadów. Dzięki temu redukuje się ilość szkodliwych odpadów, a co za tym idzie obniża się również poziom zanieczyszczenia środowiska oraz innych negatywnych oddziaływań ekologicznych [1–6]. Biorąc pod uwagę gwałtowny wzrost wymogów dotyczących ochrony środowiska, opracowano niskoodpadowe technologie pozyskiwania złota i srebra z kwarcytów bogatych w złoto. W testach pilotażowych, mających udowodnić wiarygodność wyników badań ilościowych cennych składników rudy, ważne jest wykorzystanie niezawodnego i dokładnego systemu poboru próbek. W tym celu przetwarza się znaczne ilości rud [7,8]. Dokładność jest kluczowym aspektem metod analitycznych w dążeniu do określenia cennych składników rudy, jak również końcowego składu i ilości odpadów. Przy określaniu ilości złota rodzimego ze skały zwięzłej ryzyko błędu znacząco wzrasta [9,10]. Celem niniejszych badań było sprawdzenie opracowanej technologii wzbogacania kwarcytu złotonośnego w warunkach pół-przemysłowych, jak również opracowanie analiza wyników testów technologicznych wzbogacania złota z kwarcytu. Wyniki badań pokazały, że najefektywniejszą z badanych metod okazała się bezpośrednia cyjanizacja kruszonych rud do 95% poziomu ufności – 0,08mm. W wymienionej metodzie, uzysk złota waha się od 91,7% do 100%, a srebra – od 48% do 68%, wraz z zawartość metali szlachetnych w spiekach odpadowych – odpowiednio 0,2 g/t złota i 9,7- 6,4 g/t srebra. Zakres badań nad przetwórstwem rud, jak również nad wszystkimi czynnikami ważnymi dla ługowania metali szlachetnych, mielenia rud, wpływu gęstości pulpy, stężenia cyjanku potasu i wapna, jak również kinetyki procesu, pozwala na stwierdzenie, że uzyskane wyniki mogą być w pełni powielone przy przetwórstwie przemysłowym złoża kwarcytu, oraz że można je wykorzystać do projektu modułu mobilnej jednostki przerobu metali szlachetnych dla określonego typu rud [11–14].

9

Nickel-cobalt separation by solvent extraction method

Radzyminska-Lenarcik E., Wasilewska A.

Challenges of Modern Technology

|

2015

|

Vol. 6, no. 3

20--23

EN

Separation of cobalt(II), and nickel(II) ions from nitrate solutions using liquid-liqiud extraction process was reported. The measurements were run at 25oC and at fixed ionic strength equal to 0.5 (KNO3,HNO3). Initial concentrations of Co(II) and Ni(II) nitric acid in the aqueous phase were constant (0.01 M and 0.15 M, respectively). Both 1-hexylimidazole (1), and 1-hexyl-2-methylimidazole (2), both in dichloromethane were used as extractants. Their concentrations in organic phase were varied from 0.01 to 0.25 M. Cobalt(II) in an aqueous solution forms both tetrahedral and octahedral complexes. Nickel(II) forms only a six-coordinate complexes. These general differences help to provide the basis for the various separation processes currently used for cobalt-nickel separation. The steric effect for extractant 2 facilitates the extraction of tetrahedral Co(II) complexes. Extraction percent (%E) of cobalt(II) and nickel(II) in the systems studied were calculated. The percentage extraction increases for increasing values of pH of aqueous phase and is the highest for pH = 7.2. In the aqueous phase, of which the pH = 7.2, there remain 75%Ni(II) and 40% Co(II) for extractant 1 and the respective values for extractant 2 are 85% Ni(II) and 20% Co(II). The steric effect increases selectivity coefficients Co(II)/Ni(II). The highest selectivity coefficients for both extractants were obtained at a pH of aqueous phase = 6.2; their values were 5 and 8.9 for extractants 1 and 2, respectively.

10

Selektywna ekstrakcja kobaltu(II) i litu(I) za pomocą kwasów fosforoorganicznych z roztworów po ługowaniu zużytych baterii litowo-jonowych

Pośpiech B.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 6

368-373

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań selektywnego wydzielania jonów kobaltu(II) i litu(I) w procesie ekstrakcji rozpuszczalnikowej za pomocą kwasów fosforoorganicznych. W roli ekstrahentów użyto roztworów kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)fosfinowego (Cyanex 272) oraz kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)ditiofosfinowego (Cyanex 301). Porównano ich zdolności ekstrakcyjne i separacyjne w stosunku do jonów kobaltu(II) i litu(I) wydzielanych z roztworu modelowego odpowiadającego swoim składem roztworom uzyskiwanym w wyniku ługowania zużytych baterii litowo-jonowych za pomocą 4 M HCl. Zbadano wpływ stężenia ekstrahenta, pH fazy wodnej oraz wpływ dodatku ekstrahentów solwatujących w postaci tlenku trioktylofosfiny (TOPO) i fosforanu tributylu (TBP) na selektywność ekstrakcji jonów Co(II) i Li(I).

EN

The paper describes the separation of cobalt(II) and lithium(I) ions in solvent extraction process by organophosphorus acids. Bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid (Cyanex 272) and bis(2,4,4-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid (Cyanex 301) were used as the extractants. It was compared efficiency and selectivity properties of these extractants in extraction process of cobalt(II) and lithium(I) ions from simulated solution of leach liquor solution after leaching of spent lithium-ion battery by 4 M HCl. It was studied the influence of the extractant concentration, pH of aqueous phase and addition of solvating extractants in the form of trioctylphosphine oxide (TOPO) and tributyl phosphate (TBP) on the extraction selectivity of Co(II) and Li(I). The optimal conditions of Co(II) and Li(I) separation from aqueous chloride solution have been determined. The extraction behaviour of cobalt(II) was compared with lithium(I) ions in the chloride solution. Cobalt(II) can be selective separated from lithium(I) ions present in the aqueous phase in extraction process by using 0.5 M Cyanex 301 at equilibrium pH 2 and by using 0,5 M Cyanex 271 at equilibrium pH 6 of aqueous phase. The addition of 5 % vol. TBP to 0,5 M Cyanex 301 influences on the improvement of extraction selectivity process of Co(II) and Li(I).

11

Seasonal variability of PAHs and nitro-PAHs concentrations in total suspended particulate matter in ambient air of cities of Silesian voivodeship

Zaciera M., Kurek J., Dzwonek L., Feist B., Jędrzejczak A.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 1

45-50

EN

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are present in ambient air with their nitro-derivatives and hundreds of other organic compounds. PAHs and nitro-PAHs originate from Diesel and gasoline exhaust emission, and other sources of fuels combustion. These compounds are responsible for mutagenic activation of ambient air. Concentrations of PAHs, nitro-PAHs and dinitro-PAHs in total suspended particulate matter in air of Katowice, Sosnowiec and Zawiercie as well seasonal variability of their concentrations have been investigated. The method of solvent extraction of particulate matter, fractional organic extraction as well HPLC and GC/MS analyses were applied. Nitro-PAHs concentrations in ambient air in Poland are poorly researched, compared to foreign literature.

12

Solvent extraction in hydrometallurgical processing of polish copper concentrates

Ochromowicz K., Chmielewski T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 46

207-218

EN

Recently, very unfavorable trends of decreasing copper content and increasing complexity of the Polish copper ores as well as lowering quality of final concentrates and metals recovery from concentration plants have been observed. This is also a major problem for the Polish copper smelters, which capabilities are not adapted to the complex and declining deposit conditions. The solution of this problem should be sought in hydrometallurgical methods (Leach-SX-EW). This paper focuses on the role of solvent extraction (SX) in recovering valuable metals from pregnant leach solutions. The problems related to the separation of undesirable and toxic metals are also discussed.

PL

Od kilkunastu lat obserwuje się bardzo niekorzystny trend obniżania zawartości miedzi i wzrostu zawartości metali towarzyszących i węgla organicznego w polskich złożach miedzi LGOM oraz zmniejszania jakości koncentratów z zakładów wzbogacania. Stanowi to ogromny problem dla polskich hut miedzi, których zdolności nie są dostosowane do trudnych i pogarszających się warunków złożowych. Rozwiązaniem tych problemów może być wprowadzenie nowoczesnych metod hydrometalurgicznych (ługowanie - ekstrakcja rozpuszczalnikowa - elektroliza). W pracy omówiono rolę ekstrakcji rozpuszczalnikowej w odzyskiwaniu cennych metali z roztworów po ługowaniu. Omówiono także problemy związane z separacją metali toksycznych lub niepożądanych z tych roztworów.

13

Separation of cobalt(II), nickel(II), zinc(II) and cadmium(II) ions from chloride solution

Gajda B., Skrzypczak A., Bogacki M. B.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 46

289-294

EN

Selective distribution of cobalt(II), nickel(II), zinc(II) and cadmium(II) ions from chloride solutions through polymer inclusion membranes (PIM) has been studied. The carrier was 1-decylimidazole. The effect of chloride ion concentration on the ion permeation was analysed. The results suggest that some of metal ions change for the worse selectivity of separation process. Especially zinc(II) and cadmium(II) ions decreased five-fold selectivity of ion separation process.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań selektywnego rozdziału jonów kobaltu(II), niklu(II), cynku(II) i kadmu(II) z roztworów chlorkowych w procesie selektywnego ich rozdziału w procesie membranowym przez polimerowe membrany inkluzyjne (PIM). Jako przenośnik zastosowano 1-decyloimidazol. Uzyskane wyniki wskazują, że obecność jonów niektórych metali pogarszać może selektywność rozdziału. Szczególne znaczenie mają tutaj jony cynku(II) oraz kadmu(II), które prawie 5-krotnie pogarszają selektywność rozdziału jonów niklu(II) od kobaltu(II).

14

Badania laboratoryjne procesów ciągłej ekstrakcji rozpuszczalnikowej

Bartyzel A.

Nafta-Gaz

|

2011

|

R. 67, nr 9

661-666

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych procesów ekstrakcji ciągłej destylatów próżniowych z ropy rurociągowej. Celem pracy było wytworzenie rafinatów przy wykorzystaniu takich rozpuszczalników jak furfurol i N-metylopirolidon. Określono właściwości fizykochemiczne tych rafinatów oraz porównano efektywność i wydajność procesów.

EN

The article presents results of the laboratory processes extraction of vacuum distillates from crude oil. The aim of this research was to produce raffinates using solvents such as furfural and N-methylpyrrolidone. Defined physical and chemical properties of the raffinates and compares the efficiency and the yield of processes.

15

Separation of silver(I) from photographic waste water by solvent extraction processes

Pośpiech B.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 5

456--458

EN

The solvent extraction of silver(I) ions from synthetic nitrates(V) solution and photographic waste water containing various ions as iron, sodium and potassium has been carried out. Cyanex 471X (triisobutylphosphine sulphide) was used as the extractant. The extraction behaviour of silver(I) was compared with iron(III) ions. The influence of the nature of diluents on the selectivity extraction of silver(I) with Cyanex 471x has also been studied.

PL

Przeprowadzono ekstrakcję jonów srebra(I) z modelowego roztworu azotanów(V) i ścieków fotograficznych zawierających szereg innych metali, takich jak żelazo, sód i potas. W roli ekstrahenta użyto Cyanex 471X. Porównano ekstrakcję jonów srebra(I) i żelaza(III). Zbadano także wpływ charakteru rozpuszczalnika na selektywność ekstrakcji srebra(I) za pomocą Cyanex 471X.

16

Badania nad oczyszczaniem chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny

Kąkol B., Jezierska-Zięba M., Szpakiewicz M., Cybulski J.

Przemysł Chemiczny

|

2009

|

T. 88, nr 11

1240-1242

17

A rapid spectrophotometric method for micro-determination of molybdenum in alloy steels and environmental samples

Kumar A., Dass R.

Chemia Analityczna

|

2008

|

Vol. 53, No. 4

617-628

EN

A highly selective extractive spectrophotometric method for micro-determination of molybdenum has been presented. Employing ascorbic acid as a reductant, Mo(VI) was reduced to Mo(V) at the room temperature in l mol L-1 H2SO4. The obtained Mo(V) formed a yellow-colored (1:2) complex with 3-hydroxy-2-(4-methoxyphenyl)-6-propionyI-4-oxo-4H-1 -benzopyran (HMPB). The complex was quantitatively extracted to 1,2-dichloroethane and absorbance of the extract was measured at 414 nm. The Beer's law was obeyed up to concentration 2.45 ug mL-1 with molar absorptivity and Sandell's sensitivity of 5.43 x 104 L mol-1 cm-1 and 0.0017 μg cm-2, respectively. The relative standard deviation and coefficient of variance were š 0.0025 (in absorbance units) and š 0.25% for 10 replicate determinations of 1 μ g mL-1 analyte. The method was free from the interference from a large number of analytically important elements and has been applied satisfactorily to the determination of molybdenum in various synthetic, environmental, and technical samples with the improved accuracy and precision.

PL

Opracowano selektywną ekstrakcyjną spektra fotometryczną metodę oznaczania molibdenu. Przy zastosowaniu kwasu askorbowego jako reduktora Mo(VI) jest redukowany do Mo(V) w l mol L-1 roztworze kwasu siarkowego. Utworzony Mo(V) tworzy żółty kompleks (1:2) z 3-hydroksy-2-(4-metoksyfenylo)-6-propionylo-4-okso-4H-l-benzopyranem (HMPB). Kompleks ten jest ilościowo ekstrahowany 1,2-dichloroetanem i jego absorbancja jest mierzona przy X = 414 nm. Prawo Beerajest spełnione w zakresie do 2,45 ug mL-1, a wartość molowego współczynnika absorpcji i współczynnik Sandella wynoszą odpowiednio 5,43 x 104 i 0,0017 μ cm-1. Odchylenie standardowe w jednostkach absorbancji wynosi š 0,0025. a współczynnik wariancji š 0,25% przy n= 10. Wiele analitycznie ważnych pierwiastków nie interferuje woznaczeniu. Metoda została z pwodzeniem zastosowana w analizie syntetycznych środowiskowych i technicznych próbek z dobrą dokładnością i precyzją.

18

Hydrometalurgiczna przeróbka pyłów z elektrostalowni

Gęga J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2006

|

Vol. 73, nr 6

289-294

PL

Przedstawiono próbę zastosowania procesu hydrometalurgicznego w celu wydzielenia metali z lotnych pyłów pochodzących z odpylania łukowych pieców elektrycznych. Stwierdzono, że ługowanie pyłu roztworem kwasu siarkowego(VI) jest wystarczająco szybkie. Przedyskutowano możliwość rozdzielania jonów metali z uzyskanego roztworu przy zastosowaniu ekstrakcji rozpuszczalnikowej, jak i transportu przez ciekłe membrany typu SLM.

EN

An application of hydrometallurgical processes for recovery of metals from EAF dusts is presented. The stage of dust leaching with sulphuric acid is satisfactory fast. The possibilities of the metal ions separation from leach solution by liquid-liquid extraction or transport through supported liquid membranes are discussed.

19

Selective against zinc(II) extraction of cadmium(II) with binary extractants

Gotfryd L., Szymanowski J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2004

|

Vol. 6, nr 2

19-23

EN

A series of investigations was performed to recognise the possibilities to develop technology, based on solvent extraction, for cadmium(II)/zinc(II) separation, purification and enrichment from industrial solutions. To solve the problem a classical sequence of the research work was performed: i) independent measurements of Cd(II) and Zn(II) extraction versus pH with use of all available extractants, ii) determination of cadmium(II) extraction and stripping isotherms for chosen extractants preparations. The extractive system for the chosen extractant - DIPSA/Cyanex 471X - was designed and tested on technological solution.

20

Extraction of zinc(II) from contaminated its sulphate and chloride solutions

Gotfryd L., Szymanowski J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2004

|

Vol. 6, nr 2

14-18

EN

A full sequence of investigations was performed with a purpose to develop adequate extraction technologies for the purification of a few typical industrial, both sulphate and chloride, heavily contaminated zinc(II) solutions. These covered: i) independent measurements of individual cation extraction versus pH and extraction isotherms with commercially available extractants, ii) the design of individual extraction systems for the chosen extractants, iii) the counter-current batch-wise full process imitations in a laboratory glass with the use of di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA) and di(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid (Cyanex 272), iv) pilot trial with the use of DEHPA, executed on train of mixer-settler type extractors, working continuously.