بازیافت فلزات وانادیوم، مولیبدن و نیکل برای تولید کاتالیست

علیرضا بابائی دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «بازیافت عناصر وانادیوم، مولیبدن و نیکل از کاتالیست‌های مستعمل واحد RCD» گفت: در یک پالایشگاه بزرگ مانند پالایشگاه شازند، سالانه حدوداً ۱۵۰۰ تا۲۰۰۰ تن کاتالیست در واحد RCD مصرف می‌شود که پس از غیرفعال شدن و جذب ناخالصی‌ها، افزایش وزن داده و حدود ۲۵۰۰ تن از این کاتالیست‌های مستعمل، دپو می‌شود.
این محقق افزود: با توجه به حضور عناصر فلزات ارزشمندی مانند وانادیوم، نیکل و مولیبدن درون این کاتالیست‌های مستعمل، طرح بازیافت آن می‌تواند ارزش افزوده‌ قابل توجهی ایجاد کند. از طرف دیگر، استحصال این فلزات می‌تواند به صنایع تولید فولاد آلیاژی (مانند فرووانادیوم یا نیکل) بسیار کمک کند و وابستگی به واردات این مواد، کاهش پیدا کند.
وی با بیان اینکه کاتالیست‌های مستعمل واحد RCD حدوداً حاوی ۵ تا ۱۰درصد وزنی وانادیوم، ۵ تا ۱۰ درصد مولیبدن و ۳ تا ۵ درصد نیکل است، گفت: این فلزات در اثر جذب در فرآیند تصفیه‌ ته‌مانده‌های نفتی ایجاد می‌شود.
وی اضافه کرد: با توجه به قیمت حداقل ۲۵ دلار بر کیلوگرم پنتااکسید وانادیوم (V2O5)، ۴۰ دلار بر کیلوگرم اکسید مولیبدن و ۳۰ دلار بر کیلوگرم نیکل، و با درنظر گرفتن راندمان بازیافت، در صورت بازیافت این فلزات از درون کاتالیست‌های مستعمل پالایشگاه شازند، در یک دوره یک ساله، بیش از ۷ میلیون دلار ارزش افزوده می‌تواند ایجاد شود. این عدد بدون لحاظ شدن تبدیل محصولات فوق به فلز خالص است و با فرض آن است که صرفاً اکسیدِ تکنیکال گرید این مواد حاصل شود.
لذا بازیافت این مواد، علاوه بر کاهش مشکلات زیست محیطی جهت دفن مواد مستعمل، ارزش افزوده‌ قابل توجهی ایجاد کرده است.
این محقق تاکید کرد: با انجام این پژوهش و جدایش شیمیایی، توانستیم اکسید وانادیوم (V2O5)، اکسید مولیبدن (MoO3) و نیکل فلزی (Ni) با خلوص صنعتی تولید کنیم.
وی ادامه داد: دانش فنی این پژوهش می‌تواند در پالایشگاه نفت امام خمینی (ره) شازند که خود مصرف کننده این کاتالیست‌های مستعمل هستند، یا هر شرکتی که در زمینه بازیافت کاتالیست‌های مستعمل حاوی وانادیوم، مولیبدن و نیکل فعّال باشد، استفاده شود. از طرف دیگر محصولات تولید شده می‌تواند در صنایع تولید فولاد آلیاژی استفاده شود.
به گفته دانشجوی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، در حال حاضر تولید نیکل و مولیبدن به صورت نیمه صنعتی (پایلوت) در حال انجام است و در تلاش هستیم که با گسترده کردن آن، تولیدات نیکل فلزی و اکسید مولیبدن را به صورت صنعتی جلو ببریم. همچنین در حال برنامه‌ریزی برای ایجاد خط نیمه صنعتی تولید اکسید وانادیوم هستیم.
بابایی با اشاره به ویژگی‌های طرح گفت: «دانش محور بودن در زمینه استفاده از دانش روز در زمینه هیدرو و الکترومتالورژی»، «نوآورانه بودن در زمینه روش استحصال محصولات به کمک روش‌های نوین»، «انجام کار تیمی»، «ایجاد ارزش افزوده‌ دست‌یابی به یک راه‌کار عملی (صنعتی) بازیافت هر سه عنصر وانادیوم، مولیبدن و نیکل» ویژگی‌های این طرح محسوب می‌شود.
وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: خلوص قابل قبول محصولات، ارزش افزده‌ بسیار زیاد، کاهش واردات و وابستگی به خارج از کشور، جلوگیری از دپوی کاتالیست‌های حاوی مواد باارزش و ایجاد کارآفرینی از مزیت‌های رقابتی طرح به شمار می‌رود.
وی با اشاره به کاربردهای پروژه گفت: صنایع تولید فرووانادیوم، صنایع تولید فرومولیبدن، صنایع تولید فولاد آلیاژی، صنایع تولید فولاد زنگ‌نزن، صنایع تولید کاتالیست‌های پتروشیمی از جمله حوزه‌هایی هستند که نتایج این طرح در آنها قابل استفاده است.
گفتنی است که یک تیم فعال از دانشجویان کارشناسی، ارشد و دکتری در دانشکده مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر از جمله مهدی حمزه، حامد شوشتری، هادی خلیفه، وحید نیک‌صفت، آرمین جوادی نمین، مبینا مرادی، فائزه رحیمی کاشانی و فائزه شمسی از دیگر همکاران و محققان این پروژه بوده‌اند. همچنین میلاد رضائی عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، راهبری این پروژه را عهده‌دار بوده‌اند.