استخراج طلای سفید از ضایعات‌

مقدمه

محققان کشورمان با دستیابی به دانش فنی استحصال فلزات گرانبها موفق شدند فلزاتی مانند رنیم و پلاتین را بازیافت کنند. بازیافت فلزات گرانبها از مواد مستعمل فرآیند مهمی است؛ زیرا کاتالیست‌های زیادی در صنعت نفت مورد استفاده قرار می‌گیرند که حاوی فلزات گرانبها هستند اما تاکنون به دلیل دسترسی نداشتن به دانش فنی، برای استحصال این فلزات از کشورهای خارجی کمک گرفته می‌شد.

اهمیت این طرح زمانی بیشتر مشخص می‌شود که بدانیم نه تنها درصد خلوص این مواد با خروجی معتبرترین شرکت بازیافت‌کننده جهان برابری می‌کند، بلکه مزایای دیگری هم این کار را از نمونه‌های مشابه آن متمایز می‌کند.

چنانچه این طرح در ایران صنعتی شود گامی بزرگ در جهت صرفه‌جویی اقتصادی و نیل به خودکفایی خواهد بود. با دکتر مهدی رشیدزاده، مجری طرح و رئیس مرکز تحقیقات کاتالیست پژوهشگاه صنعت نفت، درباره این طرح و مراحل آن صحبت کردیم.

بازیافت فلزات بخصوص فلزات گرانبها از چه زمان و در چه کشورهایی مطرح بوده است؟

این فرآیند که به ریفورمینگ کاتالیستی معروف است فرآیند کاملا شناخته شده‌ای است که در صنعت پالایش نفت برای بهبود کیفیت اکتان بنزین، تهیه آروماتیک‌ها برای صنایع پتروشیمی و تولید هیدروژن (به عنوان محصول جانبی) برای مصارف صنعتی به کار می‌رود.

شرکت W.C.Heraeus یکی از معتبرترین شرکت‌های بازیافت‌کننده فلزات گرانبها از کاتالیست‌ها و سایر مواد مستعمل است که  بیش از 50 سال در 2 مرکز خود در آلمان و کالیفرنیای آمریکا طیف وسیعی از فلزات با ارزش نظیر طلا، نقره، پلاتین، پالادیوم، رنیم، روتنیوم و رودیم را بازیافت می‌کند.

با توجه به این‌که این روش‌ها از مدت‌ها پیش در دنیا استفاده می‌شدند، چه ویژگی‌هایی اینکار را از بقیه متمایز می‌کند؟

بازیافت پلاتین و رنیم از کاتالیست مستعمل ریفورمینگ توسط مرکز تحقیقات کاتالیست پژوهشگاه صنعت نفت با راندمان و درجه خلوص بالای 99 درصد و در محدوده ارقام گزارش شده صنعتی معتبرترین شرکت بازیافت‌کننده جهان است. البته هزینه بازیافت داخلی هر کیلوگرم کاتالیست در مقایسه با قیمت بازیافت خارجی کمتر است.

به اضافه این‌که با این روش، سالانه فروش مقادیر قابل توجهی سدیم آلومینات تحت عنوان محصول جانبی آن امکان‌پذیر می‌شود، که درواقع از مزایای  طرح محسوب می‌شود.

سازمان‌ها یا مراکز حمایت کننده از طرح

بخشی از این طرح با حمایت معاونت بازرگانی شرکت ملی پالایش و پخش انجام شده است.

اهمیت اجرای این طرح از لحاظ علمی، اقتصادی و...

پس از سپری شدن عمر مفید کاتالیست‌های حاوی فلزات گرانبها از رآکتور پالایشگاه‌ها تخلیه می‌شوند. به دلیل قیمت قابل توجه پلاتین در تمام دنیا بازیافت این فلز از کاتالیست‌های مستعمل یک ضرورت اقتصادی است و از آنجا که فرآیند بازیافت این فلز از کاتالیست مستعمل در ایران صنعتی نشده، سالانه مقادیر قابل توجهی از این کاتالیست‌ها به منظور بازیافت فلزات با ارزش آن به خارج از کشور فرستاده می‌شود.

با توجه به میزان مصرف بالای این کاتالیست‌ها که بالغ بر 100 تن در سال است، چنانچه این طرح در ایران صنعتی شود گامی بزرگ در جهت صرفه جویی اقتصادی و نیل به خودکفایی خواهد بود.

کار روی این پروژه از چه زمانی شروع شده و در حال حاضر این طرح در چه مرحله‌ای است؟

کار روی این پروژه از سال 1375 در مرکز تحقیقات کاتالیست پژوهشگاه شروع شده است. پس از انجام پروژه‌های آزمایشگاهی و نیمه صنعتی طراحی مفهومی، بازیافت فلزات پلاتین رنیم از کاتالیست مستعمل ریفورمینگ در مقیاس 400 کیلوگرم در روز انجام شده است هم اکنون پژوهشگاه آمادگی واگذاری بسته طراحی مفهومی بازیافت فلزات پلاتین  رنیم از کاتالیست مستعمل ریفورمینگ در مقیاس 400 کیلوگرم به همراه بررسی فنی اقتصادی طرح بازیافت و دستورالعمل نحوه محاسبات ارزش فلزات پلاتین  رنیم در کاتالیست مستعمل را به شرکت‌های بازیافت‌کننده داخلی و خارجی دارد.

مراحل بازیافت  فلزات

در بازیافت فلزات پلاتین  رنیم از کاتالیست مستعمل در مرحله نخست، رنیم طی عملیات شیمیایی از کاتالیست جدا، سپس پلاتین از پایه طی یک مرحله انحلال شیمیایی تفکیک می‌شود. ناخالصی‌های محلول‌های پلاتین و رنیم با استفاده از روش تبادل یونی حذف و نمک رنیم از محلول خالص آن  تهیه می‌شود. پلاتین اسفنجی با استفاده از روش الکترولیز از محلول خالص آن استخراج و سرانجام در کوره‌های الکتریکی به شمش پلاتین خالص تبدیل می‌شود.

فناوری و تجهیزاتی در این روش بازیافتی

در این طرح از یک رآکتور تحت فشار آزمایشگاهی، رآکتور نیمه‌صنعتی، کوره، آون و ستون‌های تبادل یونی به همراه سیستم الکترولیز استفاده شده است.

امکان صادرات این محصول

با توجه به این‌ که پلاتین  رنیم بازیافتی، مجددا در ساخت کاتالیست ریفورمینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد، امکان صادرات آن برای ساخت کاتالیست یا استفاده از آن در فرآیندهای دیگر وجود دارد.

ارزیابی آینده این طرح

با توجه به استراتژیک بودن تامین کاتالیست در کشور و حمایت‌هایی که بتازگی از طرف مسوولان به منظور ساخت کاتالیست در داخل کشور انجام می‌گیرد، این موضوع اهمیت خاصی دارد. اگر موضوع طرح‌های توسعه‌ای پالایشگاه‌ها و ایجاد پالایشگاه‌های جدید و مجتمع‌های پتروشیمی را که در دستور کار است نیز لحاظ کنیم، اهمیت مساله دوچندان می‌شود.

لذا با توجه به راندمان بالای بازیافت فلزات پلاتین و رنیم با راندمان و خلوص بالای 99 درصد که در محدوده ارقام بازیافتی شرکت بازیافت‌کننده خارجی است؛ اگر این طرح در ایران صنعتی شود، علاوه بر سودآوری زیاد، به ایجاد اشتغال نیز کمک خواهد کرد.

عنصری باارزش‌تر از طلا

پلاتین که به صورت گسترده‌ای به عنوان کاتالیزور همگن و ناهمگن به کار می‌رود، فلزی است بسیار گرانقیمت. در واقع پلاتین اگرچه مانند طلا برای ساخت جواهرات قیمتی استفاده می‌شود و به دلیل رنگ، زیبایی و ارزش آن تحت عنوان «طلای سفید» شناخته شده، اما کاربردهای عملی پلاتین بسیار بیشتر از طلاست.

از نظر میزان فراوانی، پلاتین در قشر زمین مانند طلاست و معمولا با فلزات دیگری از گروه پلاتین نام یعنی «روتنیم، اسمیم، رودیم، ایریدیم، پالادیم و پلاتین» یافت می‌شود. البته همه این فلزات از نظر اقتصادی بااهمیت هستند، اما اهمیت آنها به اندازه پلاتین نیست.

پلاتین اگرچه به عنوان عنصری طبیعی از مدت زمان طولانی شناخته شده است، اما امروزه پلاتین قیمتی‌تر از طلاست و علاوه بر جواهرسازی در تجهیزات آزمایشگاهی، دندانپزشکی، صنایع الکتریکی و الکترونیکی، صنایع اتومبیل‌سازی، صنایع شیمیایی و حتی در درمان سرطان به عنوان دارو به کار می‌رود.

در ضمن خواص کاتالیزوری پلاتین بسیار مهم، شاخص و برجسته است. در واقع پلاتین یکی از اجزای اصلی بسیاری از محصولات فلزی مانند الکترود است و در بعضی واکنش‌های شیمایی به عنوان کاتالیزور به کار می‌رود.

دراین میان به دلیل قیمت قابل توجه پلاتین در تمام دنیا بازیافت این فلز از کاتالیست‌های مستعمل یک ضرورت اقتصادی است و از آنجا که فرآیند بازیافت این فلز از کاتالیست مستعمل در ایران صنعتی نشده است، سالانه مقادیر قابل توجهی از این کاتالیست‌ها به منظور بازیافت فلزات با ارزش آن به خارج از کشور فرستاده می‌شود.

با توجه به میزان مصرف بالای این کاتالیست‌ها که بالغ بر 100 تن در سال است، اگر این طرح در ایران صنعتی شود گامی بزرگ در جهت صرفه‌جویی اقتصادی و نیل به خودکفایی خواهد بود.