استحصال فلز نیکل دار به روش احیای الکتریکی توسط محققان ایرانی

طرح استحصال فلز نیکل دار به روش احیای الکتریکی به تولید صنعتی کاتالیست‌های ریفرمینگ گاز طبیعی با استفاده از نیکل گرید کاتالیستی استحصالی از کاتالیست‌های مستعمل نیکل‌دار اختصاص دارد.

در این روش پس از تهیه محلول سولفات و نیترات نیکل از کاتالیست‌های مستعمل نیک‌دار مورد استفاده در صنایع مانند فولاد، پتروشیمی، پالایشگاهی، شیمیایی، روغن‌نباتی و غیره. با اعمال جریان الکتریکی، فلز نیکل بر روی کاتد احیا می‌شود و با محلول نیترات نیکل به طور مستقیم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای تهیه محلول سولفات نیکل با توجه به تنوع کاتالیست‌ها، پس از دسته‌بندی آنها به دو نوع  حاوی مواد آلی و فاقد مواد آلی، دو روش متفاوت برای لیچینگ مورد استفاده قرار می‌گیرد و پس از آن روش الکترووینینگ برای استحصال نیکل استفاده می‌شود.

تهیه محلول سولفات و نیترات نیکل به طور کلی به روش لیچینگ با اسید سولفوریک یا نیتریک خالص‌سازی به وسیله تغییر PH محلول و رسوب ناخالصی‌ها است. در بخش الکترووینیگ نیز عوامل موثر در بهینه‌سازی انرژی مصرفی و افزایش بازه مدنظر قرار گرفته است.

نیکل استحصالی با خلوص بسیار بالا که گرید کاتالیستی است سپس با حال شدن مجدد در اسید نیتریک و تنظیم دانسیته محلول و غلظت کاتیون نیکل، در فرآیند تلقیح پایه کاتالیست‌هایی که از نیکل به عنوان فلز فعال کاتالیستی استفاده می‌کنند مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این پایه های کاتالیستی می‌توانند از اکسیدهای آلومینیوم، منیزیم یا آلومینات منیزیم و آلومینات کلسیم باشد. پایه‌های کاتالیستی با قرار گرفتن در محلول نیترات نیکل تولیدی در دما و فشار مشخص مخزن تلقیح، در مدت زمان تعیین شده تلقیح شده و نیکل به صورت محلول نیتراته درون حفرات این پایه‌‌های کاتالیستی که تخلخل بالایی نیز دارند وارد می‌شود.

آب آزاد و بخشی از آب ساختاری محلول درون حفرات سپس با خشک شدن در خشک‌کن از کاتالیست خارج شده و سپس نیکل به فرم اکسیدی پس از کلسینه شدن (حرارت دادن مواد) در دماهای بالا درون حفرات کاتالیستی نشانده می‌شود.

این عملیات تلقیح، خشک‌کردن و کلسیناسیون ممکن است چندین بار تکرار شود تا به مقدار مشخص نیکل دست پیدا شود. این کاتالیست‌ها در ریفرمرهای واحدهای پتروشیمی، فولاد و پالایشگاهی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این طرح از سوی حسن نوائی الوار با کمک امین مردانلو، غلامرضا روح‌اللهی، سیدمحمد علی شفائی، سید بهروز حسینی، امین کریمی، رضا فضلعلی و سارا محمودی انجام شده است.