Techno-economic analysis of vanadium recovery from spent vanadium catalysts using bio-hydrometallurgical methods

Q4 Engineering

Scientific Mining Journal Pub Date : 2022-01-01 DOI:10.30797/madencilik.949140

Ceren ERÜST ÜNAL

{"title":"Techno-economic analysis of vanadium recovery from spent vanadium catalysts using bio-hydrometallurgical methods","authors":"Ceren ERÜST ÜNAL","doi":"10.30797/madencilik.949140","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Sülfürik asit üretiminde katalitik indirgemeyi sağlayan vanadyum katalizörlerinin yaygın kullanımı, tehlikeli atık olarak kabul edilen kullanılmış katalizörlerin zamanla daha da artmasına neden olmaktadır. Kullanılmış vanadyum katalizörler (KVK), yüksek oranda SiO₂ ve ağır metal içeriğinin yanında kritik metal listesinde yer alan vanadyumu da içermektedir. Döngüsel ekonomi politikası uygulamalarına yönelik artan talep, bu atıklardan vanadyumun kazanımı için tekno-ekonomik açıdan uygun bir yol geliştirmeyi gerektirmektedir. Bu çalışmada, kimyasal liç (1 M sülfürik asit ve %1 h/h hidrojen peroksit) ve biyoliç (Acidithiobacillus ferrooksidans, Acidithiobacillus thiooxidans ve Leptospirillum ferrooxidans içeren karışık bakteri kültürü) yöntemleri kullanılmış ve KVK’lardan vanadyum kazanımı değerlendirilmiştir. Katalizörlerde bulunan vanadyum, hidrometalurjik ve biyohidrometalurjik yöntemlerle yüksek verimle (%96,8 ve %97,1) kazanılmıştır. Geliştirilen modelleme de biyohidrometalurjik yöntemin yatırım maliyetinin 3,8 yılda geri karşılanacağı ve geri ödeme yüzdesi %89,32 olarak öngörülmüştür. Hidrometalurjik yöntemde ise, yatırım maliyetinin 1,2 yılda karşılanacağı ve geri ödeme yüzdesinin %80,3 olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar hidrometalurjik yaklaşımın daha hızlı, biyohidrometalurjik yaklaşımın ise daha ekonomik bir yöntem olduğunu göstermiştir.","PeriodicalId":37481,"journal":{"name":"Scientific Mining Journal","volume":" ","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2022-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Scientific Mining Journal","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.30797/madencilik.949140","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"Engineering","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Sülfürik asit üretiminde katalitik indirgemeyi sağlayan vanadyum katalizörlerinin yaygın kullanımı, tehlikeli atık olarak kabul edilen kullanılmış katalizörlerin zamanla daha da artmasına neden olmaktadır. Kullanılmış vanadyum katalizörler (KVK), yüksek oranda SiO₂ ve ağır metal içeriğinin yanında kritik metal listesinde yer alan vanadyumu da içermektedir. Döngüsel ekonomi politikası uygulamalarına yönelik artan talep, bu atıklardan vanadyumun kazanımı için tekno-ekonomik açıdan uygun bir yol geliştirmeyi gerektirmektedir. Bu çalışmada, kimyasal liç (1 M sülfürik asit ve %1 h/h hidrojen peroksit) ve biyoliç (Acidithiobacillus ferrooksidans, Acidithiobacillus thiooxidans ve Leptospirillum ferrooxidans içeren karışık bakteri kültürü) yöntemleri kullanılmış ve KVK’lardan vanadyum kazanımı değerlendirilmiştir. Katalizörlerde bulunan vanadyum, hidrometalurjik ve biyohidrometalurjik yöntemlerle yüksek verimle (%96,8 ve %97,1) kazanılmıştır. Geliştirilen modelleme de biyohidrometalurjik yöntemin yatırım maliyetinin 3,8 yılda geri karşılanacağı ve geri ödeme yüzdesi %89,32 olarak öngörülmüştür. Hidrometalurjik yöntemde ise, yatırım maliyetinin 1,2 yılda karşılanacağı ve geri ödeme yüzdesinin %80,3 olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar hidrometalurjik yaklaşımın daha hızlı, biyohidrometalurjik yaklaşımın ise daha ekonomik bir yöntem olduğunu göstermiştir.

查看原文本刊更多论文

生物湿法从废钒催化剂中回收钒的技术经济分析

允许催化下载硫酸生产的钒催化剂的常见用途是更频繁地增加用作危险废物的催化剂。使用的钒催化剂（KVK）包括高体积的SiOoc8322，以及除重金属含量外被列入临界金属清单的钒。反向经济政策的需求是改进一种技术上经济上合适的方式，以实现这些废物的破坏。在这项研究中，使用KVCs中的混合细菌和钒对化学物质（1M硫酸和%1h/h过氧化氢）和生物物质（氧化亚铁酸硫杆菌、氧化硫酸硫杆菌和氧化亚铁钩端螺旋体）进行了评估。钒、氢甲基脲和生物异丙基甲基脲在催化剂中分别获得了96.8%和97.1%的高数据。先进型号将在3.8年内获得奖励，回报率为89.32%。从水文角度来看，1.2年后将达到投资率，回报率为80.3%。这些结果表明，水文方法是一种更快、更经济的方法。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Scientific Mining Journal Engineering-Industrial and Manufacturing Engineering

CiteScore

0.60

自引率

0.00%

发文量

期刊介绍： Scientific Mining Journal, which is published i n open access electronic environment and i n printed, is a periodical scientific journal of Union of Chambers of Turkish Engineers and Architects Chamber of Mining Engineers. The name of the journal was "Mining" until June 2016 and it has been changed to "Scientific Mining Journal" since September 2016 because it can be confused with popular journals with similar names and the ISSN number has been updated from 0024-9416 to 2564-7024. Scientific Mining Journal, published four times a year (March-June-September-December), aims to disseminate original scientific studies which are conducted according to the scientific norms and publication ethics at national and international scale, to scientists, mining engineers, the public; and thus to share scientific knowledge with society. The journal is in both Turkish and English. The journal covers theoretical, experimental, and applied research articles, which reflects the findings and results of an original research i n the field of mining engineering; review articles, which assess, evaluates, and interprets the findings of a comprehensive review of sufficient number of scientific articles and summarize them at present information and technology level; technical notes, which may be defined as a short article that describes a novel methodology o r technique; a case studies, which are based on the theoretical o r real professional practice and involves systematic data collection and analysis.