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Spent catalysts from the Patricio Lumumba Factory. Potential source of vanadium by chemical processing

Abstract

Problem: In the production of sulfuric acid by the contact method, catalysts with more than 4 % vanadium pentoxide are used, which go out of service once completely exhausted and, according to environmental regulations, must be stored indefinitely. At the Patricio Lumumba Sulfometales Factory, which is currently not working, there are deposits of catalytic waste stored in inadequate conditions, due to the absence of a technology to process them.
Objective(s): The present work aims to study the recovery of vanadium contained in spent catalysts from the Patricio Lumumba Factory through chemical processing.
Methodology: A complete factorial design of experiments was carry out (23) where the following were analyzed as independent variables: temperature, solid/liquid ratio and sulfuric acid concentration and as dependent variables: vanadium concentration and leaching performance.
Results and discussion: The processing allowed obtaining a liquid phase composed of metal sulfates leached with sulfuric acid, which have vanadium concentrations between 1,448 and 3,730 mg/L, achieving a leaching yield between 75 and 97 %.
Conclusions: The evaluated procedure allows processing an industrial waste that is stored in disused installations. Vanadium can be recover from the liquid phase obtained for further processing and industrial use, avoiding its confinement. The solid waste generated during the process is not polluting, contributing to the protection of the environment.

Resumen

Problemática: En la producción de ácido sulfúrico por el método de contacto se utilizan catalizadores con más de 4 % de pentóxido de vanadio, los cuales salen de servicio una vez agotados totalmente y, de acuerdo a regulaciones medioambientales, deben ser almacenados por tiempo indefinido. En la Fábrica Sulfometales Patricio Lumumba, la que actualmente no trabaja, existen depósitos de residuos catalíticos almacenados en condiciones inadecuadas, debido a la ausencia de una tecnología de procesamiento de los mismos.
Objetivo(s): El presente trabajo tiene como objetivo estudiar mediante procesamiento químico la recuperación del vanadio contenido en los catalizadores agotados procedentes de la Fábrica Patricio Lumumba.
Metodología: Se realizó un diseño de experimentos factorial completo (23) donde se analizaron como variables independientes: temperatura, relación sólido/líquido y concentración del ácido sulfúrico y como variables dependientes: concentración de vanadio y rendimiento de la lixiviación.
Resultados y discusión: El procesamiento permitió obtener una fase líquida compuesta por los sulfatos de los metales lixiviados con ácido sulfúrico las que tienen concentraciones de vanadio entre 1 448 y 3 730 mg/L, lográndose un rendimiento de la lixiviación entre el 75 y 97 %.
Conclusiones: El procedimiento evaluado permite procesar un residual industrial que se encuentra almacenado en instalaciones en desuso. A partir de la fase líquida obtenida puede recuperarse el vanadio para su posterior procesamiento y aprovechamiento industrial, evitando su confinamiento. El residual sólido generado durante el proceso no es contaminante, contribuyendo a la protección del medio ambiente.