Способ переработки бедных концентратов платиновых металлов

 

Использование: гидрометаллургия платиновых металлов, технология их концентрирования. Сущность изобретения: бедный концентрат платиновых металлов растворяют с переводом в солянокислый раствор 2 6 моль/л (HCl), выдерживают при температуре кипения 1 4 ч, охлаждают раствор до комнатной температуры, создают в нем рН (-0,2) (+0,7) и пропускают через колонку с катионитом для отделения катионов металлов основы (макрокомпонента). Положительный эффект: высокая степень извлечения платиновых металлов со значительным повышением их чистоты. 2 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии платиновых металлов и может быть использовано в технологии концентрирования для переработки бедных концентратов. Сущность предлагаемого способа, отличающая его от прототипа, заключается в том, что после химического растворения концентрата на неорганической основе (оксидной, гидроксидной, металлической, сульфидной) с получением солянокислого раствора в полученном растворе создают концентрацию НСl 2-6 моль/л при соотношении 2-3 г НСl/г концентрата, нагревают и поддерживают в состоянии кипения (100-110^оС) в течение 1-4 ч для перевода платиновых металлов в анионные комплексы. После этого раствор охлаждают до комнатной температуры и создают в растворе рН (-0,2)-(+0,7) для полного отделения катионов материала сорбента. Затем раствор пропускают через колонку с катионитом, поглощающим катионы металла основы концентрата (Fe³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ и др.) в количестве, достаточном для полного их отделения. Фронтальный раствор, содержащий НСl, соли щелочных металлов и анионные комплексы платиновых металлов, подвергают следующей стадии концентрирования и новый концентрат подвергают повторному обогащению указанным образом и т.д. Каждая операция дает концентрирование по сравнению с предыдущим концентратом в 4-20 раз в зависимости от содержания ценных компонентов в исходном концентрате. Предлагаемый способ позволяет производить неограниченное количество операций повторного концентрирования с постоянным уменьшением объема растворов и массы сорбента и возрастанием концентрации платиновых металлов в растворах и концентрате, благодаря чему может быть достигнута любая заданная степень концентрирования, причем конечным продуктом будет чистый солянокислый раствор платиновых металлов и NaCl. Концентрирование платиновых металлов достигается последовательным чередованием операций осаждения последних на гидроксидах и их разделения. Нижние пределы концентраций и продолжительности нагревания при переводе платиновых металлов в анионные комплексы при нагревании солянокислых растворов обусловлены кинетикой внедрения Сl во внутреннюю сферу и обратной реакции активации, а верхние экономией времени и реагентов (достаточностью) и условиями эффективного поглощения катионов металлов основы концентрата. Предложенный способ не предусматривает выпаривания раствора, в связи с этим расход электроэнергии на подготовку раствора к разделению цветных и платиновых металлов снижается в 2,5-4,5 раз (от 700-800 до 150-300 ккал/л) и исключаются потери НСl и загрязнение окружающей среды. Способ обработан в лабораторном масштабе на модельных индивидуальных и коллективных концентратах платиновых металлов на основе гидроксокарбонатов, р.з.э. и железа (III). П р и м е р 1. Обогащение индивидуального концентрата иридия на основе смешанного гидроксокарбоната La, Ce и Pr. Модельный концентрат иридия получали из 300 мл раствора K₂IrCl₆ в количестве 1 г, вводя в концентрат 3,47 мг Ir. Концентрат растворили в 2 моль/л НСl, полученный раствор кипятили в течение 1 ч, охладили до комнатной температуры, установили в растворе рН 0,0, довели объем раствора до 50 мл. Для разделения Ir и La, Ce и Pr использовали стеклянную колонку с 8 г воздушно-сухого катионита КУ-2х8 в Н⁺-форме, длина слоя смолы 15 см, диаметр слоя 0,8 см. Скорость пропускания раствора ≈ 1 мл/мин (0,3 л/м^2.с). В последних порциях фронтального раствора появились следы р. з.э. Во фронтальном растворе найдено 2,02 мг Jr, что соответствует степени извлечения 58,2% П р и м е р 2-9. Аналогично проведено обогащение модельных концентратов индивидуальных платиновых металлов на основе гидроксокарбоната La, Ce, Pr. Результаты представлены в табл. 1. П р и м е р 10. Обогащение индивидуального концентрата рутения на основе гидроксида железа (III). Модельный концентрат рутения получали из 200 мл раствора К₄Ru₂OCl₁₀ в количестве 1 г, введя в концентрат 2,5 мг Ru. Концентрат растворили в 2 моль/л НСl и далее по примеру 1 полученный раствор кипятили в течение 1 ч, охладили до комнатной температуры, установили в растворе рН + 0,1-0,5 и довели объем раствора до 50 мл. Для разделения Ru и Fe использовали стеклянную колонку с катионитом по примерам 1-9, но длина слоя катионита в колонке 50 см, а диаметр слоя 1 см. Скорость пропускания, как в примере 1. В последних порциях фронтального раствора появились следы Fe (III). Во фронтальном растворе найдено 1,6 мг Ru, что соответствует степени извлечения 64% П р и м е р ы 11-15. Аналогично проведено обогащение модельных концентратов индивидуальных платиновых металлов на основе гидроксида железа (III). Результаты представлены в табл. 2. П р и м е р 1-15 (табл. 1 и 2) показывают, что оптимумы параметров, обеспечивающих достижение поставленной цели, находятся в следующих областях: концентрации НСl 2-6 моль/л, продолжительности нагревания 1-4 ч, рН раствора для разделения (0,2)-(+0,7) в зависимости от природы платинового металла и металла основы сорбента. П р и м е р 16. Обогащение коллективного концентрата Ru, Rh и Ir на основе гидроксокарбоната La, Ce, Pr. По примеру 2, 4, 7 рН раствора перед разделением (-0,2). Ph Ru Ir Введено в концент- рат, мг 1,01 1,10 1,46 Найдено во фрон- тальном раство- ре, мг 1,02 1,07 1,38 Степень извлече- ния, 101 97,3 94,5 П р и м е р 17. Обогащение коллективного концентрата Pd, Pt, Ru, Ir на основе гидроксида железа (III) по примеру 11-15. рН раствора перед разделением (+0,5). Pd Pt Rh Ru Ir Введено в концент- рат, мг 0,8 1,0 0,83 1,00 1,62 Найдено во фронта- льном раст- воре, мг 0,75 0,75 0,60 0,65 1,00 Степень извле- чения, 93,7 75 72,3 65 89,3 П р и м е р 18. Концентрирование суммы платиновых металлов из сульфидной медноникелевой руды. 70 г руды с содержанием платины, палладия и родия, г/т (по данным пробирного анализа) соответственно: 1,03, 4,0 и 0,13, вскрыто НF и HCl и переведено в солянокислый раствор без остатка (полное растворение). Объем раствора 0,635 л. Содержание цветных металлов, г/л: Fe 45,2; Cu 1,79; Ni 5,03; Al 0,25; Co 0,20. Концентрация НСl 4 моль/л. рН раствора при разделении +0,5. В конечном растворе, не содержащем цветных металлов (объем 50 мл) найдены количества платины, палладия и родия, соответствующие 1,44, 3,85 и 0,25 г/т соответственно. Таким образом, предлагаемый способ, не снижая степени извлечения и чистоты продукта по сравнению с прототипом, позволяет снизить расход электроэнергии и исключить потери НСl, что имеет важное значение при крупномасштабных технологических процессах и улучшает их экологические показатели. Процесс подготовки раствора к разделению и самого разделения протекает при атмосферном давлении, не требует сложного оборудования, дорогостоящих реагентов. Единственным отходом процесса является легко утилизируемый NaCl.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БЕДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ПЛАТИНОВЫХ МЕТАЛЛОВ, включающий химическое растворение концентрата с переводом в солянокислый раствор и разделение компонентов раствора путем пропускания его через катионообменную смолу, отличающийся тем, что обработку ведут до создания концентрации соляной кислоты в растворе 2 6 моль/л с последующим доведением раствора до кипения с последующей выдержкой его при температуре кипения в течение 1 4 ч, охлаждением и установлением рН раствора (-0,2) (+0,7) перед пропусканием раствора через катионообменную смолу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2