Способ извлечения благородных металлов
Владельцы патента RU 2291907:
Закрытое акционерное общество "Уралкалий-Технология" (RU)
Изобретение относится к способам извлечения благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов (платина, палладий, золото и др.) из различных видов минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, например, коллективного концентрата, полученного из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства, маркирующих глин и др. Способ включает хлорирующий обжиг концентрата с содержанием хлоридов 7-13%. Затем проводят выщелачивание огарка разбавленным раствором царской водки и сорбцию благородных металлов из пульп. Хлорирующий обжиг проводят при температуре 600-700°С. Техническим результатом является возможность комплексного извлечения металлов платиновой группы, золота и серебра из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов, при этом повышается экономичность процесса за счет использования содержащегося в нем хлорирующего агента и сокращения числа операций. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к способам извлечения благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов (платина, палладий, золото и др.) из различных видов минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, например, коллективного концентрата, полученного из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства, маркирующих глин и др.
Известен способ переработки шламов калийного производства [Патент №2132397 РФ, МПК С 22 В 7/00, опубл. 1999.06.27]. По этому способу производят отмывку золотосодержащих шламов от солей, удаляют полученную в результате отмывки соляную воду, добавляют в шламы пресную воду и пропускают через образовавшуюся пульпу газообразный хлор, при этом хлорирование производят так, чтобы концентрация активного хлора в выщелачивающем растворе варьировала в пределах 0,3-2,0 г/л. После окончания процесса выщелачивания осуществляют извлечение золота сорбцией.
Недостатки способа - необходимость тщательной отмывки хлоридов и использование для извлечения золота элементарного хлора, сильно токсичного вещества.
Известен способ переработки глинисто-солевых шламов, производства хлоридных солей [Патент №2208058 РФ, МПК С 22 В 11/00, 7/00, опубл. 2003.07.10], заключающийся в отмывке шламов от хлоридов до остаточного содержания хлора в пределах 3-7%, сгущении, сушке, окусковании и последующей термообработке отмытого шлама при непрерывном нагревании до 1000-1150°С и содержании кислорода в газах термообработки в интервале 13-16% и выдержке при этой температуре до получения обработанного материала с содержанием хлора не более 0,3%. Газовую фазу термообработки перерабатывают охлаждением, конденсацией и абсорбционной промывкой с выделением конденсата твердых хлоридов и пульпы абсорбционной промывки с последующей сорбцией золота и серебра из пульпы.
Недостатки данного способа заключаются в следующем:
1. Высокие энергозатраты вследствие проведения процесса обжига при температуре 1000-1150°С.
2. При осуществлении процесса возгонки хлоридов золота и серебра в окислительных условиях содержащиеся в шламах платиноиды не возгоняются и остаются в огарке.
3. Улавливание возгонов золота и серебра сложно и неполно из-за их низкого содержания в газовой фазе.
Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ извлечения благородных металлов из концентратов, полученных из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства (патент №2235140, МПК С 22 В 11/00, опубл. 2004.08.27), включающий окислительный обжиг концентрата и кислотное выщелачивание огарка, причем перед обжигом концентрат шихтуют с пиритом и хлоридом натрия, в соотношении 1:(0,1-0,2):(0,1-0,2), окислительный обжиг приготовленной шихты проводят при температуре 450-600°С в течение 1-5 ч, а выщелачивание огарка ведут разбавленными соляной или серной кислотами с переводом металлов платиновой группы и золота в раствор.
Недостатком способа является недостаточно высокий процент извлечения благородных металлов из концентрата, высокие энергозатраты при проведении процесса.
Предлагаемым изобретением решается задача комплексного извлечения из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, например, коллективный концентрат, полученный из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства, маркирующих глин и др., содержащихся в них благородных металлов с экономией энергозатрат.
Для достижения указанного технического результата в способе, включающем извлечение благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов, хлорирующий обжиг, выщелачивание огарка и сорбцию благородных металлов, хлорирующему обжигу подвергают минеральное сырье, содержащее 7-13% суммы хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов, и проводят при температуре 600-700°С, выщелачивание огарка ведут разбавленным раствором царской водки (HNO3+HCl), а сорбцию благородных металлов из полученной пульпы, причем при содержании в обрабатываемом минеральном сырье хлоридов более 13%, проводят отмывку избытка хлоридов, сгущение пульпы и направление сгущенного продукта после сушки на хлорирующий обжиг.
Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что хлорирующему обжигу подвергают минеральное сырье, содержащее 7-13% суммы хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов, и проводят при температуре 600-700°С, выщелачивание огарка ведут разбавленным раствором царской водки (HNO3+HCl), а сорбцию благородных металлов из полученной пульпы, причем при содержании в обрабатываемом минеральном сырье хлоридов более 13%, проводят отмывку избытка хлоридов, сгущение пульпы и направление сгущенного продукта после сушки на хлорирующий обжиг.
Благодаря наличию этих признаков при использовании предлагаемого способа возможно комплексное извлечение металлов платиновой группы, золота и серебра из минерального сырья, представленного глинисто-солевыми отходами (шламами) калийного производства, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов. Повышается экономичность процесса за счет использования содержащегося в нем хлорирующего агента, сокращения числа операций (отказ от операции шихтования с хлорирующим агентом), по сравнению с прототипом.
Способ осуществляется следующим образом.
Для обжига и последующих операций используется концентрат, полученный при обогащении исходного минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов (глинисто-солевые отходы калийных предприятий), с остаточным содержанием солей К и Na не более 7-13% и влажностью не более 5%. Может использоваться и природный концентрат (маркирующие глины), предварительно измельченный, с содержанием солей Na не более 15% и остаточной влажностью не более 5%.
В результате обжига происходит окисление содержащихся в минеральном сырье органических соединений, вскрытие и хлорирование благородных металлов. Полученный огарок выщелачивают разбавленным раствором царской водки с извлечением в раствор растворимых солей благородных металлов, щелочных и щелочно-земельных металлов, алюминия, железа и других металлов, а затем проводят сорбцию благородных металлов из пульп, например, смолой АМ-2Б.
В табл.1 приведены данные по извлечению благородных металлов, полученному при прямом (без обжига) выщелачивании трех образцов шламов (исходная и два частично отмытых от хлоридов) 3,8-нормальным раствором царской водки при соотношении Т:Ж=1:4 и температуре 65-70°С в течение 4 ч, сорбции благородных металлов анионитом АМ-2Б и анализе смолы на содержание благородных металлов.
| Таблица 1 Извлечение благородных металлов в товарный раствор | ||||
| Содержание хлоридов*, % | Извлечение, г/т | |||
| Pt | Pd | Au | Ag | |
| 50,9 | <0,032 | 1,45 | 0,76 | 1,17 |
| 32,2 | <0,026 | 0,34 | 0,26 | 0,42 |
| 5,6 | <0,015 | 0,14 | 0,25 | 0,32 |
| * Сумма хлоридов Na, К и Mg в исходной пробе. |
Выщелачивание огарка проводят при соотношении Т:Ж=1:4. Больший расход выщелачивающего раствора нецелесообразен из-за низких концентраций благородных металлов в растворе выщелачивания, что осложняет их извлечение при переработке раствора. При снижении соотношения Т:Ж с целью повышения концентрации благородных металлов после охлаждения раствора из-за высокого содержания в нем солей (табл.2) происходит их кристаллизация, осложняющая процесс сорбции благородных металлов.
Низкая концентрация благородных металлов в растворе, полученном в результате выщелачивания огарка, плохая сгущаемость и фильтруемость пульпы определяют выбор оптимального способа ее дальнейшей переработки - сорбцию благородных металлов из пульпы.
| Таблица 2 Концентрация основных металлов-примесей в растворах выщелачивания | |||||||
| Содержание хлоридов в шламах, % | tобж, °C | Концентрация в растворе, г/дм3 | |||||
| Na | К | Mg | Ca | Al | Fe | ||
| 12,8 | 500 | 3,16 | 4,96 | 5,0 | 5,62 | 2,3 | 6,6 |
| 600 | 2,54 | 5,03 | 5,52 | 5,12 | 3,1 | 4,5 | |
| 700 | 2,2 | 6,61 | 4,25 | 5,12 | 3,8 | 2,23 | |
| 800 | 1,94 | 6,17 | 3,12 | 5,93 | 10,4 | 3,8 | |
| 7.2 | 500 | 1,62 | 3,8 | 6,1 | 7,3 | 2,47 | 5,5 |
| 600 | 1,85 | 3,59 | 5,9 | 7,0 | 3,5 | 6,35 | |
| 700 | 1,45 | 6,52 | 4,7 | 5,94 | 3,2 | 2,6 | |
| 800 | 1,28 | 5,14 | 3,7 | 5,9 | 3,0 | 2,3 |
В табл.3 приведены результаты извлечения благородных металлов, полученные после обжига шламов с содержанием хлоридов 7,2-12,8% в интервале температур 500-800°С с последующим выщелачиванием огарка и переработкой полученной пульпы в указанных выше условиях. При содержании в шламах 12,8% хлоридов максимальное и стабильное извлечение палладия (около 4,5 г/т, существенно выше, чем при выщелачивании необожженного материала), а также платины и золота получено после обжига при температурах 500-700°С, а при содержании 7,2% интервал оптимальных температур сужается до 600-700°С.
| Таблица 3 Извлечение благородных металлов после обжига шламов | ||||||
| Содержание хлоридов*, % | tобж, °C | Извлечение, г/т. | ||||
| Pt | Pd | Au | Ag | Cu | ||
| 12,8 | 500 | 0,20 | 4,64 | 0,08 | 5,56 | 1,26 |
| 600 | 0,10 | 2,08 | 0,12 | 7,82 | 0,83 | |
| 700 | 0,16 | 4,40 | 0,08 | 5,75 | 0,96 | |
| 800 | 0,08 | 0,46 | 0,03 | 6,69 | 22,6 | |
| 7.2 | 500 | <0,004 | 0,3 | <0,004 | 1,0 | 3,56 |
| 600 | 0,58 | 5,86 | 0,04 | 1,51 | 2,00 | |
| 700 | 0,83 | 3,41 | 0,06 | 4,3 | 2,1 | |
| 800 | 0,28 | 0,51 | 0,29 | 7,80 | 1,61 |
Извлечение серебра в первом случае одинаково в интервале температур обжига 500-800°С, во втором - сильно зависит от температуры и максимально при 800°С.
По данным полученных анализов, при содержании хлоридов в шламах 12,8% в результате их обжига при 500-800°С только примерно 5,3-6,3% суммы хлоридов натрия и калия реагируют с содержащимися в шламах минералами, в результате чего образуются хлориды благородных металлов, а также магния, кальция, железа, алюминия и др. Остальные 5,7-6,7% переходят в раствор выщелачивания. Более высокое содержание хлоридов в перерабатываемом материале ведет к увеличению затрат на его обжиг и усложняет переработку огарка из-за выщелачивания избытка хлоридов.
Таким образом, оптимальная температура хлорирующего обжига равна 600-700°С при содержании в них хлоридов натрия, калия и магния 7-13%.
Техническая эффективность предлагаемого способа извлечения благородных металлов из минерального сырья (концентрата, полученного из глинисто-солевых отходов калийных производств или маркирующих глин), содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов, заключается в том, что при его использовании возможно комплексное извлечение металлов платиновой группы, золота и серебра из указанного минерального сырья. Повышается экономичность процесса за счет использования содержащегося в нем хлорирующего агента, сокращения числа операций (отказ от операции шихтования с хлорирующим агентом), снижения температуры обжига по сравнению с прототипом, выщелачивания благородных металлов из огарка раствором разбавленной кислоты.
1. Способ извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, включающий хлорирующий обжиг, выщелачивание огарка и сорбцию благородных металлов, отличающийся тем, что хлорирующему обжигу подвергают минеральное сырье, содержащее 7-13% суммы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов и проводят его при температуре 600-700°С, выщелачивание огарка ведут разбавленным раствором царской водки, а сорбцию благородных металлов - из полученной пульпы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при содержании в обрабатываемом минеральном сырье хлоридов более 13% проводят отмывку избытка хлоридов, сгущение пульпы и направление сгущенного продукта после сушки на хлорирующий обжиг.
