Способ извлечения и разделения благородных металлов из хлоридных растворов

Авторы патента:

C22B11/00 - Получение благородных металлов

Владельцы патента RU 2772041:

Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" (RU)

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано при переработке хлоридных растворов для извлечения и разделения благородных металлов. Способ извлечения и разделения благородных металлов из хлоридных растворов включает обработку растворов при нагревании сульфитом или гидросульфитом щелочного металла, отделение от раствора осадка, повторную обработку раствора восстановителем, в качестве которого используют железо, и отделение от раствора цементата. Техническим результатом является практически количественное извлечение благородных металлов из растворов и отделение основной части платины, палладия и золота от редких платиновых металлов – родия, иридия, рутения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Способ извлечения и разделения благородных металлов из хлоридных растворов относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использован в процессах переработки различных типов растворов, содержащих благородные металлы.

На аффинажных предприятиях, в процессе извлечения благородных металлов, образуются растворы, которые характеризуются высокой концентрацией неблагородных элементов и солевой насыщенностью. Суммарная концентрация благородных металлов в них достигает 1-3 г/л, причем благородные металлы находятся в растворах в виде различных по составу прочных химических соединений. Извлечение из таких растворов благородных металлов и их разделение представляют большую сложность.

Известен способ разделения и извлечения благородных металлов из кислых растворов с использованием целлюлозных сорбентов (Патент РФ 2386709 «Способ разделения и извлечения благородных металлов»).

Недостатком способа является сложность процесса разделения металлов и низкая степень их извлечения из растворов.

Известен способ переработки растворов после извлечения основной части платиновых металлов, заключающийся в двух стадийной их обработке цинковой пылью и железным порошком для осаждения платиновых металлов и последующем их обезвреживании (Металлургия благородных металлов. М.: Металлургия, 1987. С. 411). Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.

К основным недостаткам способа-прототипа следует отнести необходимость проведения операции очистки растворов от цинка и невозможность отделения основной части хорошо растворимых традиционными методами (растворение в «царской водке» или жидкофазное хлорирование в соляной кислоте) платины, палладия и золота от трудно вскрываемых редких платиновых металлов –родия, иридия и рутения. Еще одним недостатком являются высокие затраты, связанные с использованием дорогостоящего цинка.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ, заключается в использовании совокупности таких гидрометаллургических приемов переработки, которые позволяют извлечь и разделить благородные металлы из хлоридных растворов и, вместе с тем, не имеют вышеперечисленных недостатков, присущих способу-прототипу.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения благородных металлов из хлоридных растворов, включающем двухстадийную обработку растворов восстановителем – сначала растворы при нагревании обрабатывают сульфитом или гидросульфитом щелочного металла, отделяют от раствора осадок, раствор повторно обрабатывают восстановителем, в качестве которого используют железо (порошок, стружка, лом и др.), и отделяют от раствора цементат. В частности, обработку растворов сульфитом или гидросульфитом щелочного металла проводят до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала (относительно хлорсеребряного электрода сравнения) равного 280-380 мВ, обработку железом ведут до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала (относительно хлорсеребряного электрода сравнения) ≤ - 100 мВ и отделяют от раствора цементат.

Сущность способа заключается в следующем. На первой стадии обработки в качестве восстановителя выбраны сульфит или гидросульфит щелочного металла. Это мягкие восстановители, которые достаточно полно при нагревании восстанавливают до металла платину, палладий и золото:

H₂[PtCl₆] + 2МеHSO₃+ 2H₂O = Pt + 2H₂SO₄+ 5HCl + МеCl (1)

H₂[PdCl₄] + МеHSO₃ + H₂O = Pd + H₂SO₄ + МеCl + 3HCl (2)

H₂[PtCl₆] + 2Ме₂SO₃+ 2H₂O = Pt + 2H₂SO₄+ 2HCl + 4МеCl (3)

H₂[PdCl₄] + Ме₂SO₃ + H₂O = Pd + H₂SO₄ + 2МеCl+ 2HCl (4)

2H[AuCl₄] + 6МеHSO₃+ 3H₂O = 2Au + 3Ме₂SO₄+ 8HCl + 3H₂SO₃(5)

2H[AuCl₄] + 3Ме₂SO₃ + 3H₂O = 2Au + 3Ме₂SO₄ + 8HCl, (6)

где Ме – K или Na

При этом редкие платиновые металлы, такие как родий, иридий и рутений не восстанавливаются до металла, а переходят в низшие степени окисления. После обработки сульфитом или гидросульфитом щелочного металла осадок отделяют от раствора, и проводят вторую стадию обработки раствора. На второй стадии обработки в качестве восстановителя используют железо (порошок, стружка, лом и др.). Опытным путем установлено, что после обработки раствора сульфитом или гидросульфитом щелочного металла редкие платиновые металлы значительно быстрее восстанавливаются до металлов железом, по сравнению с растворами без обработки восстановителем. Возможно, в результате взаимодействия с сульфитом или гидросульфитом щелочного металла образуются менее устойчивые для восстановления до металлического состояния соединения этих элементов.

Предлагаемый способ обеспечивает отделение основной части платины, палладия и золота от редких платиновых металлов и практически количественное извлечение всех благородных металлов из растворов.

ПРИМЕР

В качестве исходного продукта взяли раствор с концентрацией, мг/л: платина 370; палладий 395; родий 380; иридий 34; рутений 265; золото 15.

Серию опытов с изменением заданных параметров провели по следующей методике.

Пробу раствора объемом 200 мл залили в стеклянный реактор, включили нагрев и перемешивающее устройство, нагрели раствор до температуры 80 °С и ввели раствор сульфита или гидросульфита щелочного металла до установления определенного значения окислительно-восстановительного потенциала, реакционную смесь прогрели, отфильтровали полученный осадок, отобрали пробу раствора и методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определили остаточную концентрацию благородных металлов.

Отфильтрованный раствор нагрели до температуры 85 °С и обработали железом (порошок, стружка, лом и др.) до заданного значения окислительно-восстановительного потенциала, реакционную смесь прогрели, отфильтровали полученный осадок, отобрали пробу раствора и методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определили остаточную концентрацию благородных металлов.

Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Зависимость остаточной концентрации благородных металлов в растворе от окислительно-восстановительного потенциала при обработке восстановителями

№ опыта	Наименование раствора	ОВП, мВ	Концентрация в растворе, мг/л
Pt	Pd	Rh	Ir	Ru	Au
Исходный раствор	540	370	395	380	34	265	15
1	После обработки КHSO₃	310	11.2	0.1	320	30	248	0.3
После обработки Fe	-150	0.1	0.1	0.3	0.2	0.1	0.1
2	После обработки К₂SO₃	380	19.1	0.2	345	32	258	0.2
После обработки Fe	-175	0.2	0.1	0.3	0.3	0.1	0.1
3	После обработки NaHSO₃	450	215	47	367	34	265	0.3
После обработки Fe	-160	0.2	0.1	0.5	0.8	0.4	0.1
4	После обработки Na₂SO₃	330	15.5	0.1	326	31	250	0.2
После обработки Fe	0	4.8	0.6	53	23	65	0.1

Предлагаемый способ позволяет достигнуть практически металлов из количественного извлечения благородных растворов, при этом удается отделить основную часть платины, палладия и золота от редких платиновых металлов – родия, иридия и рутения.

1. Способ извлечения и разделения благородных металлов из хлоридных растворов, включающий двухстадийную обработку растворов восстановителем, отличающийся тем, что сначала при нагревании растворы обрабатывают сульфитом или гидросульфитом щелочного металла, отделяют от раствора образовавшийся осадок, раствор повторно обрабатывают восстановителем, в качестве которого используют железо, и отделяют от раствора цементат.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку сульфитом или гидросульфитом щелочного металла проводят до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала относительно хлорсеребряного электрода сравнения, равного 280-380 мВ.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку раствора железом проводят до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала относительно хлорсеребряного электрода сравнения ≤ -100 мВ.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов и может быть использовано для переработки сбросных растворов, образующихся в процессе аффинажа. Извлечение благородных металлов из отработанных аффинажных растворов, содержащих соли тяжелых металлов, включает реагентное осаждение металлов и отделение полученного осадка.

Способ извлечения золота с насыщенного угля // 2771077

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности касается извлечения драгоценных металлов из насыщенных активированных углей десорбцией. Извлечение золота с насыщенного угля включает предварительное кондиционирование насыщенного угля в щелочно-цианистом растворе и последующую десорбцию золота горячей водой.

Способ кучного выщелачивания золота из техногенного золотосодержащего геоматериала в условиях криолитозоны // 2770575

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано, в частности, при вторичной переработке техногенных золотосодержащих геоматериалов кучным выщелачиванием в северных регионах. Способ кучного выщелачивания золота из техногенного золотосодержащего геоматериала в условиях криолитозоны включает подготовку технологических площадок, выкладку на них противофильтрационных экранов, укладку выщелачиваемого золотосодержащего геоматериала и теплообразующих веществ, находящихся в герметичных пластиковых капсулах, в штабели, установку датчиков термоконтроля, оборудования для подачи выщелачивающего и откачки продуктивного растворов.

Способ извлечения палладия, платины, серебра из отходов переработки калийно-магниевых руд // 2770546

Изобретение относится к извлечению палладия, платины и серебра из отходов калийно-магниевых руд. Извлечение проводят из глинисто-солевых отходов в виде шламов калийных предприятий, содержащих щелочные металлы, которые обогащают путем отмывки до содержания хлоридов щелочных металлов от 15 до 30% с получением коллективного концентрата, концентрат гранулируют и подвергают обжигу.

Способ концентрирования металлов платиновой группы в отработанном катализаторе на основе алюминия пирометаллургическим методом // 2770396

Изобретение относится к извлечению металлов платиновой группы (МПГ) и представляет собой способ концентрирования металлов платиновой группы в отработанном катализаторе на основе алюминия пирометаллургическим методом. Отработанный катализатор смешивают с коллектором, в качестве которого используют порошок железа, в количестве 5-40 мас.

Способ подбора состава шлака для извлечения металлов платиновой группы из отработанного катализатора с помощью железа в качестве коллектора // 2770393

Изобретение относится к технической сфере переработки металлов платиновой группы. Проводят извлечение металлов платиновой группы из отработанного катализатора на носителе из кордиерита, оксида алюминия, цеолита и оксида кремния с помощью железа в качестве коллектора.

Способ извлечения серебра из пирометаллургических отходов // 2769193

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к гидрометаллургической переработке сырья, содержащего тяжелые цветные и благородные металлы, и может быть использовано для извлечения серебра из растворов выщелачивания пылевидных промежуточных продуктов и отходов. Пылевидные пирометаллургические отходы обрабатывают хлоридным раствором натрия концентрацией 90-250 г/л с образованием раствора выщелачивания, содержащего не более 1 г/л серебра, выделяют серебро сорбцией из раствора выщелачивания неорганическим титаносиликатным сорбентом при отношении Т:Ж=1:60-250 в течение 2-4 ч с отделением насыщенного сорбента.

Способ переработки маточных растворов аффинажа платины и палладия // 2768070

Изобретение относится к области металлургии, в частности к металлургии драгоценных металлов. Способ переработки маточного раствора аффинажа платины и палладия включает упаривание раствора и отделение осадка солей, при этом раствор подкисляют до содержания HCl не менее 30 г/дм3, обрабатывают хлорсодержащим окислителем до повышения окислительно-восстановительного потенциала раствора до значений не менее 950 мВ при температуре 30-40°С с осаждением солей тетрахлороплатината аммония (NH4)2[PtCl6] и тетрахлоропалладата аммония (NH4)2[PdCl6], полученный осадок отфильтровывают, раствор после фильтрования дополнительно обезблагораживают, после чего обрабатывают щелочью, повторно упаривают с получением раствора аммиака, кристаллического хлорида натрия и смеси сухих солей.

Способ разделения золотосеребряных сплавов путем вакуумной дистилляции и устройство для его реализации // 2766489

Изобретение относится к металлургии благородных металлов с получением металлов высокой чистоты. Способ разделения золотосеребряного сплава путем вакуумной дистилляции включает нагрев в плавильном тигле при глубоком вакууме золотосеребряного сплава до температуры испарения серебра с поверхности его расплава и конденсацию серебра из полученной парогазовой смеси в твердое состояние в зоне конденсации охлаждаемого конденсатора.

Устройство и способ разделения и извлечения компонентов сплава, в частности сплава благородных металлов // 2766486

Изобретение относится к способу и устройству для разделения и извлечения компонентов сплава, в частности сплава благородных металлов. Устройство содержит камеру высокого вакуума, вмещающую по меньшей мере один тигель для сплава, который необходимо разделить, по меньшей мере один нагревательный элемент, расположенный при использовании вблизи тигля, по меньшей мере одно устройство для конденсации, которое повернуто при использовании к верхнему отверстию тигля.

Способ переработки концентратов на основе неблагородных элементов, содержащих редкие металлы платиновой группы // 2773294

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для переработки концентратов на основе неблагородных металлов, содержащих родий, иридий, рутений. Способ переработки концентратов на основе неблагородных элементов, содержащих редкие металлы платиновой группы, включает распульповку продукта в воде, обработку пульпы кислотой, отделение нерастворимого остатка, хлорирование нерастворимого остатка в соляной кислоте, при этом после обработки кислотой пульпу обрабатывают окислителем, в качестве которого используют хлорат натрия, хлор или раствор пероксида водорода, до достижения значения ОВП, равного 350-450 мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Изобретение направлено на повышение степени извлечения редких металлов платиновой группы за счет переведения в раствор основной части примесей неблагородных элементов и концентрирование металлов платиновой группы в отдельном промпродукте. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.