Способ извлечения благородных металлов из кислых сульфатных растворов

 

Использование: касается извлечения благородных металлов из кислых сульфатных растворов сорбцией. Суть: в способе извлечения благородных металлов из кислых сульфатных растворов проводят пропускание исходного раствора через слой углеродного адсорбента. Используют адсорбент, предварительно подвергнутый деминерализации методом кислотной обработки и термообработке в инертной атмосфере. Благородные металлы извлекаются на 99,9%, причем обеспечивается возможность отделения палладия от остальных металлов платиновой группы на стадии частичной десорбции. Десорбцию палладия и серебра ведут 20% раствором азотной кислоты. Остальные металлы платиновой группы удерживаются на угле. Уголь после обработки азотной кислотой промывают водой, высушивают и термообрабатывают в инертной среде, а затем используют вновь при извлечении МПГ из кислых сульфатных растворов. Один и тот же уголь может применяться 6-10 циклов, при этом на 1 г угля может накопиться до 400 мг МПГ. После этого уголь прокаливают с получением высококачественного концентрата платиновых металлов. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам изготовления благородных металлов и может быть использовано для их извлечения из кислых сульфатных растворов.

Известен способ извлечения платиновых металлов из кислых сульфатных растворов (А. с. СССР 1349281 кл. С 22 В 11/04 Д.С.П. 1985), включающий обработку сульфатных растворов, содержащих серную кислоту 100-750 г/л, тиосульфатом натрия и восстановление платиновых металлов никелевым порошком или ронгалитом при нагревании. Способ позволяет извлечь в осадок платиновые металлы на 93-97,8% Основные недостатки этого способа заключаются в том, что извлечение платиновых металлов проводят из сбросных растворов, содержащих низкие концентрации платиновых металлов 10^-3 -10^-4 г/л c использованием тиосульфата натрия и восстановителя в количествах 4,6 и 3,0 г/л cоответственно. При содержании в исходных кислых сульфатных растворах платиновых металлов на уровне 1 г/л и выше, данный способ извлечения из таких растворов неприемлем, так как он потребует увеличения расхода тиосульфата натрия и восстановителя в несколько десятков раз, что приведет к повышенному газовыделению сернистого газа и ряду побочных реакций, в частности, к выделению в осадок никеля и меди в виде сульфидов, которые будут существенно загрязнять осадок платиновых металлов.

Известен способ выделения благородных металлов ("Металлургия благородных металлов", под ред. Л.В. Чугаева М. Металлургия, 1987, с. 404-406) из серно-кислых растворов, образующихся в результате двойной сульфатизации анодных шламов. Согласно схеме, представленной на чертеже, растворы, полученные после первой и второй сульфатизации анодных шламов, содержат основную массу благородных металлов, которые подлежат выделению. Первоначально сернокислые растворы, содержащие серебро, палладий, родий, иридий и рутений направляют на осаждение серебра с помощью хлорида натрия. Осадок хлорида серебра, содержащий 70-75% серебра, подвергают аффинажным операциям. Раствор упаривают и направляют на осаждение благородных металлов, которое проводят в автоклаве при повышенной температуре с помощью серы или тиомочевины. Для этой операции можно использовать сульфид натрия, тиоамидные волокна и другие реагенты. Полученный осадок после прокаливания содержит до 20% суммы благородных металлов и его передают на аффинажное производство. Содержание благородных металлов в растворе после осаждения не превышает 5 мг/л.

Представленная схема двойной сульфатизации обеспечивает недостаточно высокое извлечение благородных металлов в продукты, пригодные для аффинажных операций.

Недостатком схемы является ее невысокая производительность и сложность технологических операций извлечения благородных металлов из сульфатных растворов. Кроме того, данная схема предусматривает выделение серебpа и суммы благородных металлов в виде сульфидов, которые направляют на аффинажное производство.

В качестве прототипа предлагаемого технического решения используется способ извлечения благородных металлов из растворов (см. В.Г. Сорокин: "Состояние и перспективы применения сорбции в гидрометаллургии платиновых металлов" М. 1978, стр. 32-38), в процессе которого нейтральные цианистые растворы, либо слабокислые растворы пропускают с целью выделения платиновых металлов через слой активированного угля. Недостатком этого способа является низкая емкость обычных активированных углей по платиновым металлам, составляющая величину порядка нескольких миллиграмм на грамм угля, что при зольности углей до 3-5% дает в результате прокаливания его весьма низкокачественный концентрат для дальнейшего аффинажа платиновых металлов.

Рассмотренные способы не пригодны для извлечения благородных металлов из кислых сульфатных растворов с концентрацией серной кислоты 50-750 г/л.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение степени извлечения благородных металлов наряду с упрощением технологии их выделения из кислых сульфатных растворов.

Cущность предлагаемого способа заключается в том, что извлечение благородных металлов из кислых сульфатных растворов ведут путем пропускания исходного раствора через слой углеродного сорбента, при этом используют углеродный адсорбент, предварительно подвергнутый деминерализации и термообработке в инертной атмосфере, а извлечение благородных металлов в виде металлической губки, образующейся на поверхности углеродного адсорбента, ведут из кислых сульфатных растворов с концентрацией серной кислоты 50-750 г/л.

Перечисленные выше признаки заявляемого способа являются существенными и новыми. Применение в способе углеродных адсорбентов, получаемых из промышленных активных углей в результате их деминерализации и термообработки в инертной атмосфере, позволяет выделять на поверхности таких углеродных адсорбентов благородные металлы в виде металлической губки при контакте адсорбента с кислыми сульфатными растворами, содержащими благородные металлы.

Данный способ может успешно использоваться при выделении благородных металлов из сернокислых растворов на предприятиях по переработке медных и никелевых шламов методом двойной сульфатизации.

В примерах 1-5 использовали углеродные адсорбенты марок СКТ-6AВЧ и АГ-5, полученные по методике, приведенной в работе: А.И. Лоскутов, М.С. Кузнецов, Т. Г. Плаченов, Е.В. Иванова. Деминерализация углеродных адсорбентов плавиковой и соляной кислотами. Межвузовский сборник научных трудов. Получение, структура и свойства сорбентов. Под ред. проф. Н.Ф. Федорова, Л. 1988, с. 15.

Деминерализацию промышленных активных углей проводят путем обработки их при нагревании соляной или смесью соляной и плавиковой кислот в аппаратуре из соответствующего материала, далее сорбент тщательно отмывают водой особой чистоты до отрицательной реакции на ионы трехвалентного железа с роданидом аммония, после чего сорбент высушивают и затем термообрабатывают в кварцевых ретортах при температуре 750-900^oC (1023-1173 К).

Пример 1. 200 мл сернокислого раствора с концентрацией 400 г/л cерной кислоты, содержащего, г/л: Ag 2,0; Pt 0,8; Pd 5,75; марки СКТ-6АВЧ. Полученную смесь перемешивают в течение 30 минут. Гранулы углеродного адсорбента покрываются слоем благородных металлов в виде металлической губки. По истечении 30 мин. углеродный адсорбент, покрытый слоем благородных металлов, отделяют на фильтре и промывают водой до рН 6-7. Палладий и серебро с поверхности углеродного адсорбента удаляют с помощью 20%-ного раствора азотной кислоты и через 10 мин. смесь разделяют на фильтре. Углеродный адсорбент промывают водой до рН 6-7. Палладий и серебро с поверхности углеродного адсорбента удаляют с помощью 20%-ного раствора азотной кислоты. Для этого углеродный адсорбент смешивают с 50 мл раствора азотной кислоты и через 10 мин. смесь разделяют на фильтре. Углеродный адсорбент промывают водой до рН 6-7, полученный азотнокислый раствор содержит палладий и серебро. Платина, при таком способе обработки сорбента раствором азотной кислоты, остается на его поверхности. Отмытый углеродный адсорбент после его сушки и прокаливания в инертной атмосфере используют повторно для извлечения благородных металлов. По мере накопления платины на углеродном адсорбенте, до 300-400 мг на 1 г исходного углеродного адсорбента, его сжигают, после операции отделения палладия и серебра, и получают платиновый концентрат.

Cернокислые растворы после контакта с углеродным адсорбентом подвергали спектральному анализу на содержание платины, палладия и серебра. Результаты анализов приведены в таблице.

Пример 2. В идентичных условиях проводили эксперимент с использованием углеродного адсорбента марки АГ-5. Результаты анализов приведены в таблице.

Пример 3. В стеклянную колонку диаметром 15 мм поместили 10 г углеродного адсорбента марки СКТ-6АВЧ. Затем со скоростью 250 мл/ч через слой углеродного адсорбента пропустили снизу вверх раствор состава, г/л: Ag 3,1; Pd 4,8; Pt 1,2; Сu 8,4; Ni 7,2; Fe 4,3; Na 1,8; Н SO 380. Всего было пропущено 200 мл раствора. Пропущенный через колонку раствор анализировали спектральным методом на содержание платины, палладия и серебра. Результаты анализов приведены в таблице. После окончания процесса выделения благородных металлов, углеродный адсорбент, покрытый слоем благородных металлов, промывали водой до рН 6-7. Палладий и серебро с поверхности углеродного адсорбента удаляли 20% -ным раствором азотной кислоты путем пропускания последнего через слой адсорбента снизу вверх. Для полного удаления палладия и серебра с поверхности углеродного адсорбента достаточно пропустить 25 мл раствора азотной кислоты со скоростью 350-400 мл/ч. При этом платина, как и в примере 1, остается на поверхности углеродного адсорбента.

Пример 4. В стеклянную колонку диаметром 15 мм поместили 10 г углеродного адсорбента марки АГ-5 и пропустили со скоростью 250 мл/ч cнизу вверх раствор состава, г/л: Ag 3,1; Pd 4,7; Pt 0,9; Сu 10,2; Ni 4,8; Fe 4,8; Na 1,6; Н SO 50. Всего было пропущено 200 мл раствора. Условия проведения эксперимента аналогичные примеру 3.

Результаты анализов конечного сернокислого раствора приведены в таблице.

Пример 5. В стеклянную колонку диаметром 15 мм поместили 10 г углеродного адсорбента марки СКТ-6АВЧ и пропустили со скоростью 250 мл/ч раствор состава, г/л: Ag 2,5; Pb 4,7; Pt 1,1; Сu 11,4; Ni 4,8; Fe 4,3; Na 1,8; H SO 750. Всего было пропущено 200 мл раствора. Условия проведения эксперимента аналогичные примеру 3. Результаты спектрального анализа конечного сернокислого раствора приведены в таблице.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что, при проведении процесса выделения (цементации) серебра, платины и палладия из сернокислых растворов, на поверхности углеродного адсорбента, предварительно деминерализованного и термообработанного в инертной атмосфере, достигается степень извлечения до 99,9% в динамических условиях (примеры 3-5) и 99,4% в статических условиях. При этом углеродный адсорбент, предварительно отмытый до нейтральной реакции водой, после операции удаления серебра и палладия с его поверхности и термообработанный в инертной атмосфере как и исходный адсорбент, можно повторно использовать по крайней мере в 6 циклах. Накопленную платину на поверхности углеродного адсорбента выделяют путем сжигания адсорбента на воздухе с последующей химической обработкой полученного платинового концентрата.

Таким образом, предлагаемый способ извлечения благородных металлов из кислых сульфатных растворов является промышленно применимым и позволяет увеличить степень извлечения благородных металлов (99,9%) из более концентрированных сульфатных растворов как по благородным металлам, так и по серной кислоте, по сравнению со способом-прототипом, а также существенно упростить технологический процесс.

Формула изобретения

Способ извлечения благородных металлов из кислых сульфатных растворов сорбцией углеродным адсорбентом, отличающийся тем, что перед сорбцией адсорбент подвергают деминерализации и термообработке в инертной атмосфере, а извлечение проводят из растворов с концентрацией серной кислоты 50 750 г/л с выделением благородных металлов в виде металлической губки на поверхности углеродного адсорбента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2