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

Авторы патента:

C22B11/00 - Получение благородных металлов

Владельцы патента RU 2773294:

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

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.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов (БМ) и может быть использовано в технологии переработки концентратов на основе неблагородных элементов, содержащих редкие металлы платиновой группы – родий, иридий, рутений.

Концентраты такого типа могут образовываться при гидрометаллургических способах извлечения редких металлов платиновой группы из маточных растворов аффинажа платины и палладия, с высоким содержанием в них неблагородных элементов. Основу таких концентратов, как правило, составляет медь, массовая доля которой достигает (40-50) %. Кроме меди концентрат содержит теллур, а также в небольших количествах никель, железо, висмут, олово и другие. Массовая доля редких металлов платиновой группы в таких продуктах составляет от 2 % до 5 %. Такие концентраты обладают высокой химической активностью.

Из литературных источников известно значительное число методов переработки материалов, содержащих металлы платиновой группы.

Известны способы вскрытия платиносодержащих продуктов путем их сплавления со смесью щелочи и окислителя, а также спеканием с пероксидами бария или натрия с последующим растворением продуктов термообработки в воде или кислотах [С.И. Гинзбург и др. Аналитическая химия платиновых металлов. «Наука». М., 1972. С. 25-26; С.И. Гинзбург и др. Руководство по химическому анализу платиновых металлов и золота. «Наука». М., 1965. с. 10-11].

Эти способы обладают следующими недостатками: высокий расход реагентов; необходимость использования специального оборудования для шихтоподготовки и спекания шихты; получение насыщенных по солям растворов, что вызывает сложности при последующей их переработке.

Известны способы вскрытия материалов, содержащих металлы платиновой группы в «царской водке» или хлорированием в соляной кислоте [Основы металлургии. т.5. «Металлургия». М., 1968. с.356-357; М.А. Меретуков, А.М. Орлов. Металлургия благородных металлов. «Металлургия». М., 1991. с. 361-362].

Основным недостатком «царсководочного» растворения можно считать выделение токсичных оксидов азота, которые не удается полно утилизировать.

Главным же недостатком всех перечисленных известных способов является то, что вскрываются, т.е. переходят в раствор одновременно практически все находящиеся в исходном продукте химические элементы, что создает проблемы при последующем извлечении и разделении металлов платиновой группы.

Известен способ разделения цветных и благородных металлов при переработке, содержащих их материалов [Патент № 2370554. Россия. Способ разделения цветных и благородных металлов при переработке содержащих их материалов.]. Способ заключается в обработке водной пульпы материала азотной кислотой до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), равного 800-900 мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения, отделении нерастворимого остатка, содержащего благородные металлы, от раствора выщелачивания. Нерастворимый остаток затем растворяют путем хлорирования в соляной кислоте, а из нитратного раствора выделяют неблагородные элементы. Способ принят в качестве прототипа.

К основным недостаткам способа-прототипа следует отнести следующие моменты. Нерастворимый остаток от выщелачивания в азотной кислоте растворяют путем жидкофазного хлорирования в соляной кислоте. При этом получаемый раствор металлов платиновой группы содержит в своем составе нитрат-ионы, что создает трудности на последующих стадиях разделения металлов, в частности из-за образования нитрозильных комплексов рутения. При заданных параметрах выщелачивания в нитратный раствор кроме неблагородных элементов и серебра переходит и значительная часть металлов платиновой группы. Их последующее восстановление легким сплавом, как описано в способе-прототипе, приводит к образованию промпродукта с низким содержанием благородных металлов, основу которого составляют теллур и другие неблагородные элементы.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ переработки концентратов на основе неблагородных элементов, содержащих редкие металлы платиновой группы, заключается в использовании совокупности таких гидрометаллургических способов переработки, которые позволяют перевести в раствор основную часть неблагородных элементов, сконцентрировать металлы платиновой группы в отдельном продукте, который может быть переработан известными методами и, вместе с тем, не имеет перечисленных недостатков, присущих способу-прототипу.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки концентратов на основе неблагородных элементов, содержащих редкие металлы платиновой группы, включающем распульповку продукта в воде, обработку пульпы кислотой, отделение нерастворимого остатка, хлорирование нерастворимого остатка в соляной кислоте - после распульповки концентрата в воде и 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.

Кроме того, в качестве кислот используют серную или соляную и обработку кислотой проводят до достижения значения рН в пульпе равного 0.5-0.0 единиц.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При обработке водной пульпы соляной или серной кислотами, металлы платиновой группы полностью остаются в осадке. В раствор переходит лишь небольшая часть неблагородных элементов, в основном находящихся в окисленных формах:

Ni₂O₃ + 6HCl = 2NiCl₃ + 3H₂O (1)

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O (2)

SnO + 2HCl = SnCl₂ + H₂O (3)

NiO + H₂SO₄ = NiSO₄ + H₂O (4)

После этого пульпу обрабатывают окислителем, в качестве которого используют хлорат натрия, хлор или раствор пероксида водорода, до значения ОВП равного 350-400 мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения. При таких параметрах в раствор переходят основная часть меди, никеля, висмута, больше половины теллура и ряд других неблагородных элементов:

3Cu + 6HCl + NaClO₃ = 3CuCl₂ + NaCl +3H₂O (5)

Ni + H₂SO₄+ H₂O₂ = NiSO₄ + 2H₂O (6)

2Bi + 3Cl₂ =2BiCl₃ (7)

Te + 2Cl₂ + 2HCl = H₂[TeCl₆] (8)

Металлы платиновой группы, при этом, остаются в нерастворимом остатке. При значении ОВП менее 350 мВ значительная часть неблагородных элементов остается в нерастворимом остатке, тем самым снижаются показатели разделения металлов платиновой группы и неблагородных элементов.

ПРИМЕР

Для проведения исследований был взят концентрат на основе неблагородных элементов, содержащий редкие металлы платиновой группы, следующего состава, %: Cu-50,5, Ni-0,6, Fe- 2,6, Te-8,2, Bi-2,7, Sn-5,7, Pt-0,2, Pd-0,1, Rh- 2,5, Ir- 0,3, Ru-2,9. Кроме этого, концентрат содержит соли: хлорид натрия, сульфат натрия и хлорид аммония.

Таблица 1

Распределение элементов при выщелачивании концентрата на основе неблагородных элементов, содержащий редкие металлы платиновой группы

№ опыта	Наименование продуктов	Окисли тель	Значение ОВП, мВ	Распределение элементов по промпродуктам, %
Rh	Ir	Ru	Cu	Ni	Fe	Te	Bi	Sn
11	Раствор выщелачивания	NaClO₃	200	0.1	0	0.1	41	39	90	0.1	26	2
Нерастворимый остаток	99.9	100	99.9	59	61	10	99.9	74	98
22	Раствор выщелачивания	NaClO₃	380	0.1	0	0.1	95	74	97	47	51	37
Нерастворимый остаток	99.9	100	99.9	5	26	3	53	49	63
33	Раствор выщелачивания	NaClO₃	510	4.2	1.6	8.7	99	86	98	59	78	46
Нерастворимый остаток	95.8	98.4	91.3	1	14	2	41	22	54
34	Раствор выщелачивания	H₂O₂	220	0.1	0	0.1	43	36	92	0.1	24	1
Нерастворимый остаток	99.9	100	99.9	57	64	8	99.9	76	99
55	Раствор выщелачивания	H₂O₂	375	0.2	0	0.1	93	73	97	45	49	33
Нерастворимый остаток	99.8	100	99.9	8	27	3	55	51	67
66	Раствор выщелачивания	H₂O₂	520	4.8	1.4	8.9	97	85	96	63	74	46
Нерастворимый остаток	95.2	98.6	91.1	3	14	4	37	26	54
77	Раствор выщелачивания	Cl₂	190	0.1	0	0	37	29	86	0.1	16	0.4
Нерастворимый остаток	99.9	100	100	63	71	14	99.9	84	99.6
88	Раствор выщелачивания	Cl₂	390	0.4	0.1	0.3	95	76	97	48	51	32
Нерастворимый остаток	99.6	99.9	99.7	5	24	3	52	49	68
99	Раствор выщелачивания	Cl₂	550	5.9	1.7	9.5	98	88	96	63	79	47
Нерастворимый остаток	94.1	98.3	90.5	2	12	4	37	21	53

В стеклянный реактор залили 600 мл воды, включили перемешивающее устройство, загрузили 100 г концентрата, после этого обработкой серной кислотой довели значение рН в пульпе до 0.1 ед. В полученную реакционную смесь ввели раствор хлората натрия до установления значения ОВП 380 мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения, пульпу перемешали в течение определенного времени и отфильтровали. Нерастворимый остаток растворили методом жидкофазного хлорирования в соляной кислоте. Подобные опыты провели с этим же исходным продуктом с использованием других окислителей и при различных значениях ОВП. Результаты представлены в таблице 1.

Таким образом, предлагаемый способ переработки концентрата на основе неблагородных элементов, содержащий редкие металлы платиновой группы, позволяет достигнуть селективного извлечения в раствор основной части примесей неблагородных элементов; сконцентрировать металлы платиновой группы в отдельном промпродукте, который может быть переработан известными методами; избежать проблем с разделением металлов платиновой группы при переработке обогащенного продукта.

1. Способ переработки концентратов на основе неблагородных элементов, содержащих редкие металлы платиновой группы, включающий распульповку продукта в воде, обработку пульпы кислотой, отделение нерастворимого остатка, осаждение из раствора неблагородных элементов, хлорирование нерастворимого остатка в соляной кислоте, отличающийся тем, что после распульповки концентрата в воде и 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.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют соляную или серную кислоты.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку кислотой проводят до достижения значения рН в пульпе, равного 0.5-0.0 единиц.

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.

Способ получения концентрата благородных металлов // 2772003

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.

Способ извлечения благородных металлов из растворов цементацией // 2775075

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при извлечении благородных металлов из маточных растворов аффинажного производства. Благородные металлы извлекают из растворов цементацией при пропускании электрического тока промышленной частоты через раствор и цементирующий металл, выполненный в виде электродов. В качестве цементирующего металла используют компактный алюминий. В ходе цементации поддерживают рН раствора в диапазоне 0,5-2,0. Осаждение ведут при плотности тока на геометрическую площадь электродов 50-500 А/м2. Способ позволяет сократить продолжительность осаждения благородных металлов и обеспечивает достижение сбросных концентраций по всем благородным металлам. 1 ил.