Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa

Xúc tác thải từ quá trình hydroprocessing chứa khoảng 4 - 12% molybdenum (Mo) (theo khối lượng) sẽ đem lại

hiệu quả kinh tế nếu thu hồi được các kim loại có giá trị. Bài báo giới thiệu quy trình thủy luyện đơn giản sử dụng

hỗn hợp soda (Na2CO3) kết hợp với H2O2 để thu hồi Mo từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa. Việc thu hồi

Mo phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ H2O2 và Na2CO3 trong môi trường phản ứng, việc điều chỉnh pH cho quá trình

ngâm tách và sự có mặt của Al, Co. Với điều kiện tách tối ưu theo nồng độ Na2CO3 là 40g/l, H2O2 6% ở nhiệt độ phòng

trong khoảng thời gian 2 giờ thì hiệu suất Mo thu được khoảng 85%. Ngâm tách bằng phương pháp hấp phụ sử dụng

carbon sẽ thu được MoO3 có độ tinh khiết trên 95%.

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 1

Trang 1

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 2

Trang 2

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 3

Trang 3

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 4

Trang 4

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 5

Trang 5

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 6

Trang 6

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa trang 7

Trang 7

pdf 7 trang viethung 4160
Bạn đang xem tài liệu "Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa

Ứng dụng phương pháp ngâm chiết soda và tác nhân oxy hóa để thu hồi chọn lọc molybdenum từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
36 DẦU KHÍ - SỐ 2/2015 
1. Mở đầu
Xúc tác trong công nghệ lọc dầu chiếm khoảng 1/3 
lượng xúc tác tiêu thụ trên toàn thế giới, phần lớn được 
sử dụng cho quá trình hydro hóa khử lưu huỳnh, hydro 
đề nitơ và loại bỏ các tạp chất kim loại trong dầu tương 
ứng với các phân đoạn khác nhau [1]. Sau một chu kỳ hoạt 
động, một lượng lớn xúc tác này thải ra ngoài môi trường.
Xúc tác thải từ quá trình hydroprocessing thường 
chứa khoảng 4 - 12% Mo, 15 - 30%Al, 1 - 5% Ni, 0 - 4%Co, 
5 - 10% S, 1 - 5% Si, 0 - 0,5% V mang lại hiệu quả kinh 
tế nếu như thu hồi được các kim loại có giá trị [2]. Các 
nhà máy lọc dầu sử dụng nguồn dầu thô khác nhau thì 
xúc tác thải có các thành phần khác nhau. Do vậy, các 
phương pháp thu hồi phải được điều chỉnh để phù hợp 
với từng trường hợp và điều kiện công nghiệp. Các công 
trình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực này là các bằng 
sáng chế trên cơ sở phương pháp tách - nung chảy [3 
- 8] và một số nghiên cứu khác, sử dụng phương pháp 
ngâm tách, oxy hóa để thu hồi Mo [9 - 11]. Các nghiên cứu 
cho thấy, quá trình tách các kim loại có mặt trong chất 
xúc tác thải bằng cách ngâm chiết với dung dịch acid đã 
được nghiên cứu bởi Mulak và cộng sự [12] sử dụng acid 
oxalic và H2O2 đã thu hồi được 90% Mo, 94% V, 65% Ni 
và 33% Al theo khối lượng; Marafi và Furimsky [13] dùng 
acid tartaric thì thu được 93% Mo, 94% V, 83% Ni theo khối 
lượng, còn sử dụng dung dịch tách acid citric thì thu được 
94% Mo, 94% V, 85% Ni. Như vậy, có thể sử dụng nhiều 
acid vô cơ, hữu cơ khác nhau để ngâm tách thu hồi các 
kim loại. Wang [14] đã nghiên cứu thu hồi Mo, Co và Al2O3 
từ chất xúc tác thải bỏ từ quá trình naphtha hydrotreating 
(NHT) CoMo/Al2O3 sử dụng kiềm nóng chảy, sau đó bằng 
NH3 và xử lý ngâm tách bằng acid. Chất xúc tác thải trước 
tiên được khử cốc, sau đó nung với soda kiềm. Vật liệu 
sau khi nung được ngâm trong dung dịch NH3 thu được 
dung dịch chính chứa Mo và chất rắn chủ yếu chứa Al2O3 
và cobalt. Sau đó, dung dịch được xử lý bằng HNO3 và NH3 
đặc nhằm thu hồi (NH4)2MoO4 với độ tinh khiết cao. 
Tuy nhiên, các nghiên cứu này cho thấy, quá trình 
nung tiêu tốn nhiều năng lượng và thải một lượng lớn SOx 
ra môi trường, Mo bị biến đổi thành molybdates bền với 
các tạp chất nên cần phải xử lý qua các giai đoạn tiếp theo. 
Do vậy, cần lựa chọn công nghệ “sạch” để thu hồi kim loại 
giúp giảm phát thải khí SOx gây ô nhiễm và giảm tiêu tốn 
năng lượng như sử dụng quy trình ngâm tách thủy luyện 
sử dụng H2O2 và Na2CO3.
Trên cơ sở đó, nhóm tác giả đã nghiên cứu thực hiện 
quy trình thủy luyện trên cơ sở chất xúc tác thải NHT 
CoMo/γ-Al2O3 sử dụng tác nhân Na2CO3 và H2O2 nhằm thu 
hồi MoO3 từ dung dịch chiết, đồng thời khảo sát các thông 
số tối ưu cho quá trình tách như: thời gian tương tác, nồng 
độ các tác nhân (Na2CO3/H2O2), pH cân bằng...
2. Thực nghiệm
2.1. Chuẩn bị mẫu
Chất xúc tác thải CoMo/γ-Al2O3 sử dụng trong nghiên 
cứu này thu được từ Phân xưởng Naphtha Hydrotreating 
(NHT) của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, ký hiệu là S-120 
(UOP). Chất mang Al2O3 có dạng viên ép kích cỡ 1/16”, tâm 
ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM CHIẾT SODA VÀ TÁC NHÂN OXY 
HÓA ĐỂ THU HỒI CHỌN LỌC MOLYBDENUM TỪ XÚC TÁC THẢI CỦA 
QUÁ TRÌNH HYDRODESULPHUR HÓA 
PGS.TS. Phạm Xuân Núi, KS. Phạm Sơn Tùng
Đại học Mỏ - Địa chất
Email: phamxuannui@gmail.com
Tóm tắt
Xúc tác thải từ quá trình hydroprocessing chứa khoảng 4 - 12% molybdenum (Mo) (theo khối lượng) sẽ đem lại 
hiệu quả kinh tế nếu thu hồi được các kim loại có giá trị. Bài báo giới thiệu quy trình thủy luyện đơn giản sử dụng 
hỗn hợp soda (Na2CO3) kết hợp với H2O2 để thu hồi Mo từ xúc tác thải của quá trình hydrodesulphur hóa. Việc thu hồi 
Mo phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ H2O2 và Na2CO3 trong môi trường phản ứng, việc điều chỉnh pH cho quá trình 
ngâm tách và sự có mặt của Al, Co. Với điều kiện tách tối ưu theo nồng độ Na2CO3 là 40g/l, H2O2 6% ở nhiệt độ phòng 
trong khoảng thời gian 2 giờ thì hiệu suất Mo thu được khoảng 85%. Ngâm tách bằng phương pháp hấp phụ sử dụng 
carbon sẽ thu được MoO3 có độ tinh khiết trên 95%.
Từ khóa: Molybdenum, ngâm chiết soda.
PETROVIETNAM
37DẦU KHÍ - SỐ 2/2015
kim loại Co, Mo và khối lượng riêng của xúc tác là 850kg/
m3. Xúc tác có hình cầu với kích cỡ hạt 2 x 2mm (Hình 1). 
Rửa sạch các mẫu bằng nước đã được khử ion, sấy khô ở 
nhiệt độ 80oC, nghiền và sàng để các hạt có kích cỡ đồng 
đều. Sau đó, phân tích thành phần hóa học và tiến hành 
các thí nghiệm ngâm tách. Kết quả phân tích thành phần 
của mẫu bột xúc tác thải cho thấy có chứa 13,69% khối 
lượng Mo, 33,18% khối lượng Al, 2,5% khối lượng Co, 
1,76% khối lượng S và 7,92% khối lượng C.
2.2. Nghiên cứu phương pháp ngâm tách
Cho 200ml hỗn hợp dung dịch (Na2CO3/H2O2) vào 
bình cầu dung tích 500ml (bịt kín để tránh bay hơi) trong 
khoảng 1 giờ (các thí nghiệm ban đầu cho thấy cân bằng 
thu được trong khoảng 1 giờ). Tỷ lệ giữa chất xúc tác với 
dung dịch chất ngâm tách có tỷ lệ 1 : 5 (theo thể tích). 
Hỗn hợp được khuấy với tốc độ 300 vòng/phút, sau đó lọc 
cặn bằng thiết bị lọc chân không, sử dụng giấy lọc màng 
kích cỡ 0,2μm. Phân tích thành phần Mo, Co và Al bằng 
phương pháp phân tích phổ tán xạ năng lượng tia X kết 
hợp với thiết bị hiển vi điện tử quét (SEM-EDX) và phương 
pháp phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) sau khi pha loãng hỗn 
hợp ở mức độ phù hợp để đánh giá hiệu quả ngâm tách. 
Mo được thu hồi bằng việc sử dụng carbon hoạt tính và 
khử hấp phụ bằng dung dịch NH4OH.
2.3. Các phương pháp phân tích
Sử dụng phương pháp phổ hấp phụ nguyên tử được 
sử dụng để xác định hàm lượng kim loại trong dung dịch 
tách. Các mẫu được đo tại Viện Hóa học, Viện Khoa học và 
Công nghệ Việt Nam. 
Phương pháp nhiễu xạ tia X được sử dụng để nghiên 
cứu cấu trúc xúc tác thải được đo tại Trường Đại học 
Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội trên máy 
D8-Advance-Bruker với tia phát xạ CuKα có bước sóng 
 = 1,5406Å, công suất 40KV, 40mA. 
Phương pháp phâ ... ách hòa tan mẫu 
xúc tác thải trong nước cất ở nhiệt độ phòng (khoảng 20% 
Mo hòa tan), sau đó tăng nhiệt độ đến 80oC (khoảng 24% 
Mo hòa tan) trong thời gian 4 giờ. 
Việc tăng nồng độ Na2CO3 từ 20 - 40g/l làm tăng hiệu 
suất tách Mo từ 20 - 40%. Từ nồng độ Na2CO3 40g/l trở lên, 
hiệu suất tách Mo được duy trì gần như không đổi. Ngược 
lại, hiệu suất tách Mo có xu hướng tăng từ 17,5 - 72% khi 
tăng nồng độ H2O2 từ 2 - 8% theo thể tích. Cùng với sự 
tăng nồng độ H2O2 thì nồng độ của các tạp chất như Al và 
HDS C O Al S Co Mo Tổng (%) 
 7,91 41,00 33,16 1,76 2,48 13,69 100 
Bảng 1. Kết quả phân tích EDX thành phần hóa học chất xúc tác thải
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
keV
0,01
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
Co
un
ts
CK
a
O
Ka
Al
Ka
SK
a
SK
b
Co
Ll
Co
La
Co
Ls
um
Co
Ke
sc
Co
Ka
Co
Kb
M
oM
2-
m
M
oM
z
M
oL
l
M
oL
a
M
oL
b
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 2 4 6 8 10
H
iệ
u 
su
ất
 tá
ch
 k
im
 lo
ại
, %
[H2O2],% khối lượng 
Al
Mo
Co
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60 80 100
H
iệ
u 
su
ất
 tá
ch
 k
im
 lo
ại
, %
Al
Mo
Co
[Na2CO3], gL-1
4000 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 
20
25 
30 
35 
40 
45 
50 
55 
60 
65 
70 
75 
80 
85 
90 
95
cm-1 
%T 
3462 
2924
 2856
1641 
1539 
1392 1234 1096 
868 
538 
Hình 3. Kết quả phân tích SEM-EDX của mẫu xúc tác thải CoMo/γ-Al2O3
Hình 4. Phổ đồ hồng ngoại biến đổi (FT-IR) của mẫu xúc tác thải CoMo/γ-Al2O3 Hình 5. Ảnh hưởng của nồng độ Na2CO3 (a) và H2O2 (b) đến hiệu suất tách kim loại
(b)
(a)
PETROVIETNAM
39DẦU KHÍ - SỐ 2/2015
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9H
iệ
u 
su
ất
 tá
ch
 k
im
 lo
ại
, %
[H2O2], % khối lượng 
Al
Mo
Co
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
H
iệ
u 
su
ất
 tá
ch
 k
im
 lo
ại
, %
[Na 2CO3 ], gL-1
Al
Mo
Co
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00
keV
001
0
800
1600
2400
3200
4000
4800
5600
6400
Co
un
ts
CK
a
O
Ka
Na
Ka
Al
Ka
Si
Ka
PK
a
PK
b
SL
l
SK
es
c
SK
a
SK
b
SK
su
m
Co
Ll
Co
La
Co
Ls
um
Co
Ke
sc
Co
Ka
Co
Kb
M
oL
l
M
oL
a
M
oL
b
(b)
(a)
HDS C O Na Al S Si P Co Mo Tổng (%) 
 5,80 45,30 4,79 38,51 0,61 0,18 0,27 2,96 1,58 100,00 
Hình 7. Kết quả phân tích SEM/EDX của mẫu xúc tác thải CoMo/γ-Al2O3 sau khi tách Mo
Hình 6. Ảnh hưởng của nồng độ Na2CO3 (a) và H2O2 (b) đến hiệu suất tách Mo 
Bảng 2. Kết quả phân tích EDX thành phần hóa học chất xúc tác thải sau khi tách Mo
Co trong dung dịch tách cũng tăng lên. Như vậy, để hiệu 
quả tách Mo đạt cực đại và các tạp chất trong dung dịch 
ngâm tách là nhỏ nhất, nghiên cứu tiếp theo sẽ khảo sát 
hiệu suất tách khi cố định một trong hai tác nhân và thay 
đổi tác nhân kia. Trên cơ sở kết quả XRD thu được, có thể 
nhận thấy Mo tồn tại dưới dạng MoS2. Do đó, việc sử dụng 
Na2CO3 và tác nhân H2O2 sẽ giúp quá trình oxy hóa-khử 
MoS2 xảy ra trong khi đó tương tác tương tự sẽ không xảy 
ra đối với hợp chất của Al và Co. 
Hình 6a đưa ra ảnh hưởng của nồng độ Na2CO3 (20 - 
90g/l) đến hiệu suất tách Mo, Co và Al ở nồng độ H2O2 cố 
định 6% thể tích. 
Kết quả cho thấy, hiệu suất tách Mo cao nhất đạt 85% 
với nồng độ Na2CO3 40g/l và giảm dần sau đó. Do vậy, các 
thí nghiệm với nồng độ Na2CO3 40g/l được lựa chọn. Ảnh 
hưởng của nồng độ H2O2 3 - 8% (theo thể tích) đến hiệu 
suất tách Mo và các tạp chất khác và giữ cố định nồng độ 
Na2CO3 40g/l được thể hiện trên Hình 6b.
Kết quả cho thấy, hiệu suất tách Mo giảm dần khi 
nồng độ H2O2 lớn hơn 6% thể tích và phần trăm Co và Al 
lại tăng lên do tính chất acid của dung dịch tách (giảm 
pH từ 6,4 đến 3,7). Như vậy, có thể nhận thấy, từng nồng 
độ riêng biệt của Na2CO3 và H2O2 có ảnh hưởng đáng kể 
đến quá trình hòa tan Mo khi đạt tới cực đại. Khi nồng độ 
Na2CO3 và H2O2 cao, các chất này tương tác lẫn nhau hình 
thành sodium percarbonate 2Na2CO3. 3H2O2làm giảm khả 
năng tác nhân phản ứng với chất xúc tác, kết quả là làm 
giảm hiệu suất tách Mo.
So sánh kết quả thu được trong quá trình tách Mo, Co 
và Al có thể nhận thấy, hiệu suất tách Al khá thấp (khoảng 
2%) (Hình 6b) khi nồng độ H2O2 tăng lên đến 8%. Trong khi 
đó với nồng độ H2O2 6%, hiệu suất tách Mo đã đạt tới 83%. 
Trong trường hợp của Co hiệu suất tách rất thấp (khoảng 
1%) khi nồng độ Na2CO3 tăng lên đến 80g/l. Trong khi đó, 
ở nồng độ Na2CO3 40g/l
 thì hiệu suất tách Mo đã đạt 85% 
(Hình 6a). 
Quá trình thu hồi Mo từ xúc tác thải sử dụng dung 
dịch Na2CO3 trong sự có mặt của tác nhân oxy hóa H2O2 
có thể xảy ra theo các giai đoạn sau: trước tiên xảy ra quá 
trình oxy hóa sulphides thành sulphate và nhận thấy 
quá trình này tỏa nhiệt, tiếp theo là phản ứng của Mo 
với Na2CO3 hình thành Na2MoO4. Như vậy, vai trò của tác 
nhân oxy hóa (H2O2) làm phá vỡ hợp chất MoS2 và chuyển 
thành Mo kim loại và chuyển trạng thái oxy hóa của S tới 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
40 DẦU KHÍ - SỐ 2/2015 
mức oxy hóa cực đại và oxy hóa carbon 
trong dầu và carbon tự do thành CO2 
và H2O. Vai trò của Na2CO3 là để tương 
tác với Mo tự do hình thành dung dịch 
Na2MoO4, sự trung hòa SO3 được tạo 
ra trong suốt quá trình oxy hóa thành 
dung dịch Na2SO4, do đó, tránh được 
các vấn đề về môi trường. Phản ứng của 
Mo trong chất xúc tác thải với Na2CO3 và 
H2O2 được thể hiện theo phương trình 
sau:
MoS2 + 3Na2CO3 + H2O2 + 4O2 → 
Na2MoO4 + 2Na2SO4 + H2O + 3CO2
Theo phương trình trên, 1 mol 
Na2CO3 được sử dụng để hòa tan 1 mol 
Mo; 2 mol carbonate được sử dụng để 
trung hòa SO3 được tạo ra trong suốt 
quá trình oxy hóa để tạo thành sulphate 
[9]. Như vậy, khi sử dụng Na2CO3 và 
tác nhân oxy hóa H2O2, chất thải thu 
được sau phản ứng là dung dịch muối 
Na2SO4 trung hòa và khí CO2 được phát 
thải tương ứng với số lượng Na2CO3 sử 
dụng ban đầu.
Từ kết quả nghiên cứu trên có thể 
kết luận với nồng độ Na2CO3 40g/l và 
H2O2 6% (theo thể tích) đã đạt được 
hiệu suất tách cao với khoảng 85% khối 
lượng Mo trong khi nồng độ tạp chất 
trong dung dịch chiết thấp nhất. Kết 
quả được đưa ra ở Hình 7 và Bảng 2. 
Như vậy, để thu hồi chọn lọc Mo từ 
dung dịch tách, phương pháp sử dụng 
carbon hoạt tính đã được áp dụng. Sau 
đó, hấp phụ Mo mang trên carbon đã 
được khử bằng dung dịch NH4OH với 
nồng độ thích hợp.
4.2. Quá trình tinh chế Mo từ dung dịch 
tách
Sự hấp phụ chọn lọc Mo từ dung 
dịch bằng carbon hoạt tính đã được 
nghiên cứu trước đó bởi Sigworth [12]. 
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tiến 
hành khảo sát các thông số như pH, tỷ 
trọng bùn và thời gian ảnh hưởng đến 
hiệu suất hấp phụ chọn lọc. Hình 8a cho 
0
20
40
60
80
100
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
%
 k
im
 lo
ại
 b
ị h
ấp
 p
hụ
pH
Al
Mo
Co
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5
%
 k
im
 lo
ại
 b
ị h
ấp
 p
hụ
Thời gian, giờ
Al
Mo
Co
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25 30
%
 k
im
 lo
ại
 b
ị h
ấp
 p
hụ
NH 4 OH, % khối lượng 
Al
Mo
(b)
(a)
Hình 8. Quá trình tinh chế dung dịch chiết sử dụng carbon hoạt tính (a) ảnh hưởng pH của dung dịch chiết; 
(b) ảnh hưởng của thời gian
Hình 9. Ảnh hưởng của nồng độ NH4OH đến sự khử hấp phụ Mo trên carbon hoạt tính
PETROVIETNAM
41DẦU KHÍ - SỐ 2/2015
thấy ảnh hưởng pH (từ 0,5 - 3) của dung dịch tách đến quá 
trình hấp phụ Mo và các tạp chất khác, tỷ trọng bùn duy 
trì ở mức 40% và trong khoảng thời gian 4 giờ. 
 Quá trình hấp phụ được sử dụng để thu hồi Mo có độ 
tinh khiết cao khi thực hiện ở pH thấp. Với pH thấp (trong 
khoảng 0,5 - 1,0), khoảng gần 99% khối lượng Mo được 
hấp phụ trên carbon hoạt tính trong khi đó chỉ có 27 - 35% 
khối lượng Al và lượng nhỏ Co được hấp phụ. Do vậy, pH 
của dung dịch chiết được giữ không đổi ở 0,75 cho các 
nghiên cứu sau.
Hình 8b cho thấy ảnh hưởng của thời gian đến % Mo 
hấp phụ. Điều này có thể nhận thấy thời gian tiếp xúc 3 giờ 
đủ cho quá trình hấp phụ ổn định. Vì vậy, tất cả các nghiên 
cứu đến quá trình hấp phụ được đưa trong khoảng thời 
gian tiếp xúc là 3 giờ.
Sự khử hấp phụ Mo được nghiên cứu với tỷ trọng bùn 
cố định là 30% khối lượng cùng với các nồng độ NH4OH từ 
7,5 - 25% thể tích (Hình 9).
Sự khử hấp phụ với lượng Mo thu được cực đại tương 
ứng với 15% thể tích NH4OH, Al khử hấp phụ khoảng 58%. 
pH của dung dịch trong khoảng 9,5. Dung dịch này được 
acid hóa bằng việc sử dụng dung dịch HCl tới pH = 2 và 
đun nóng đến nhiệt độ 90oC để kết tủa muối (NH4)2MoO4. 
Với pH này hầu hết toàn bộ ammonium molybdenum 
được kết tủa ngay sau đó. Kết tủa được lọc, rửa bằng nước 
khử ion để trung hòa pH. Cuối cùng sản phẩm được nung 
ở 450oC để đưa về dạng MoO3 và thu được độ tinh khiết 
của sản phẩm trên 95%. 
5. Kết luận
Nghiên cứu này cho thấy tính khả thi của việc thu 
hồi chọn lọc Mo dạng MoO3 từ xúc tác thải của quá trình 
hydrodesulphur qua việc hình thành (NH4)2MoO4 bằng 
quá trình hấp phụ chọn lọc carbon từ dung dịch tách soda 
với chi phí thấp, thân thiện với môi trường. 
Với quy trình này, S và C trên xúc tác thải được chuyển 
thành CO2 và Na2SO4 không gây tác hại đến môi trường. 
Phản ứng của chất xúc tác thải với tác nhân oxy hóa H2O2 
là phản ứng tỏa nhiệt, có tốc độ nhanh và tự duy trì. Hiệu 
suất ngâm tách Mo và các tạp chất khác như Al và Co phụ 
thuộc vào nồng độ tác nhân oxy hóa và soda trong môi 
trường phản ứng. Quá trình xử lý sản phẩm thu hồi Mo từ 
dung dịch chiết qua quá trình hấp phụ carbon hoạt tính 
và khử hấp phụ với dung dịch NH4OH đã được áp dụng để 
thu được sản phẩm MoO3 với độ tinh khiết đạt trên 95% 
và hiệu suất thu hồi Mo tổng thể đạt 85% khối lượng. Việc 
tái sinh than hoạt tính để dùng lại đã được chứng minh. 
Tài liệu tham khảo
1. Edward Furimsky. Spent refi nery catalysts: 
environment, safety and utilization. Catalysis Today. 1996; 
30(4): p. 223 - 286.
2. R.E.Siemens, B.W.Jong, J.H.Russell. Potential of 
spent catalysts as a source of critical metals. Conservation & 
Recycling. 1986; 9(2): p. 189 - 196.
3. Phạm Xuân Núi, Phạm Sơn Tùng, Nguyễn Thị Ánh. 
Nghiên cứu thu hồi platinum (Pt) từ xúc tác thải bỏ của phân 
xưởng reforming trong nhà máy lọc dầu. Tạp chí Xúc tác và 
Hấp phụ. 2012; 1: trang 162 - 169. 
4. Paul J.Marcantonio. Leaching metals from spent 
hydroprocessing catalysts with ammonium sulfate. United 
States Patent 4554138 A. 1985.
5. Keiji Toyabe, Kenji Kirishima, Haruo Shibayama, 
Hideo Hanawa. Process for recovering valuable metal from 
waste catalyst. United States Patent 5431892 A. 11/7/1995.
6. Jack Thomas Veal, Kevin Arnol Andersen, Ruth 
Mary Kowaleski. Process to recover metals from spent 
catalyst. United States Patent 6180072 B1. 2001.
7. Darren Delai Sun, Joo Hwa Tay, Hee Kiat Cheong, 
Dickson Lai Kwok Leung, Guang Ren Qian. Recovery of 
heavy metals and stabilization of spent hydrotreating 
catalyst using a glass-ceramic matrix. Journal of Hazardous 
Materials. 2001; 87(1 - 3): p. 213 - 223.
8. M.H.Shariat, N.Setoodeh, R.A.Dehghan. 
Optimizing conditions for hydrometallurgical production of 
purifi ed molybdenum trioxide from roasted molybdenite of 
sarcheshmeh. Minerals Engineering. 2001; 14(7): p. 815 - 
820.
9. Roger F.Sebenik, Pablo P.Lavalle, John M.Laferty, 
William A.May. Recovery of metal values from spent 
hydrodesulfurization catalysts. United States Patent 
4495157 A. 1985.
10. Victor J.Ketcham, Enzo L.Coltrinari, Wayne 
W.Hazen. Pressure oxidation of aqueous slurry of ore to form 
soluble and insoluble molybdenum oxides, solubilizing the 
insoluble molybdenum oxides with an alkali, then solvent 
extraction, crystallization, calcining to recover molybdenum 
trioxide. United States Patent 6149883 A. 2000.
11. Robert W.Balliett, Wolfgang Kummer, John E.Litz, 
Lawrence F.McHugh, Harry H.K.Nauta, Paul B.Queneau, 
Rong Chien Wu. Forming aqueous slurry of low grade 
molybdenite concentrates; oxidizing; fi ltering discharge; 
HÓA - CHẾ BIẾN DẦU KHÍ
42 DẦU KHÍ - SỐ 2/2015 
leaching solid fi lter cake with an alkaline solution; fi ltering 
second discharge; recovering the molybdenum value; 
crystallization. United States Patent 6730279 B2. 2004.
12. Wladyslawa Mulak, Anna Szymczycha, Anna 
Lesniewicz, Wieslaw Zyrnicki. Preliminary results of metals 
leaching from a spent hydrodesulphurization (HDS) catalyst. 
Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2006; 
40: p. 69 - 76.
13. M.Marafi , E.Furimsky. Selection of organic agents 
for reclamation of metals from spent hydroprocessing 
catalysts. Erdoel Erdgas Kohle. 2005; 121(2): p. 93 - 96.
14. MV.Wang. Recovery of vanadium, molybdenum, 
nickel and cobalt from spent catalysts: a new processing 
plant in China. Recycling of Metals and Engineered 
Materials. 2000.
15. E.A.Sigworth. Potentialities of activated carbon 
in the metallurgical fi eld. American Institute of Mining, 
Metallurgical and Petroleum Engineers. 1962. 
Summary
The spent catalysts of these processes contain about 4 - 12 wt% molybdenum (Mo) and will bring economic benefi ts if 
the valuable metals are recovered. In this article, the authors investigate the process of molybdenum recovery from 
spent hydrodesulphurisation (HDS) catalyst using the mixture of sodium carbonate and hydrogen peroxide mixture. 
Molybdenum recovery is dependent on the concentration of Na2CO3, H2O2 and pH in the reaction medium. Under the 
appropriate reaction conditions as 40g/L Na2CO3; 6 vol.% H2O2, room temperature, and reaction time = 2 hours, a 
molybdenum yield of 85% could be achieved. Carbon was used as asorbent for the recovery of molybdenum from the 
leach solution. With this method, recovery of molybdenum as MoO3 product of 95% purity was achieved.
Key words: Spent HDS catalyst, Molybdenum trioxide, soda leach, H2O2 oxidative.
Application of oxidative and soda leach method 
for selective recovery of molybdenum from spent 
hydrodesulfurisation catalysts 
Pham Xuan Nui, Pham Son Tung
University of Mining and Geology

File đính kèm:

  • pdfung_dung_phuong_phap_ngam_chiet_soda_va_tac_nhan_oxy_hoa_de.pdf