| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2167211
ЕКОЛОГІЧНО ЧИСТИЙ СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ благородних металів
З МАТЕРІАЛІВ, ЇХ МІСТЯТЬ
Ім'я винахідника: Гуров Володимир Олексійович
Ім'я патентовласника: Гуров Володимир Олексійович; Дорофєєв Юрій Никанорович; Кольцов Василь Юрійович; Снігир Олександр Миколайович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 2000.10.26
Винахід відноситься до металургії, а саме до способів вилучення благородних металів.
Спосіб вилучення благородних металів з матеріалів, що їх містять, включає вилуговування матеріалів розчином, що містить хлорид-іони, введення в витравлюють розчин сірчаної кислоти і перекису водню, подальшу переробку продуктивного розчину з витяганням благородних металів і повернення переробленого розчину на вилуговування. При цьому сірчану кислоту і перекис водню вводять в витравлюють розчин у вигляді суміші, причому змішування здійснюють шляхом введення перекису водню в сірчану кислоту при молярному співвідношення 2SO 4: H 2 O 2> 1 і при охолодженні. Використання винаходу дозволяє знизити витрати реагентів і підвищити екологічну безпеку і чистоту процесу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до металургії, а саме до способів отримання благородних металів, і може бути використано для добування золота, срібла і металів платинової групи з руд, концентратів, огірків, хвостів, відпрацьованих каталізаторів, електронного брухту і т.п.
Відомий спосіб вилучення благородних металів з руд, концентратів, відходів і вторинної сировини розчином, що містить іони H, Cl і NO 3, наприклад розчином, що містить 50-350 г / л NCl і 3-50% HNO 3 при температурі 20-110 o C . Після виділення металів з розчину відпрацьований розчин повертають у процес (DE 2418441).
Недоліками способу є велика витрата азотної кислоти, тому що для ефективності процесу необхідна її висока концентрація, а й невисока екологічна безпека способу зважаючи отримання в якості відходів окису азоту.
Як прототип обраний спосіб вилучення благородних металів з матеріалів, що їх містять, що включає обробку матеріалів оборотним витравлюють розчином суміші соляної та сірчаної кислот з добавкою перекису водню з подальшою переробкою продуктивного розчину ( "Rh, Pt and Pd Recovery from New and Apent Automative Catalysts " / / Wu Koo Ying et. al. Precious Metals, 1993, N 17, p. 343-349).
В даному способі добавка перекису водню в розчин соляної і сірчаної кислот призведе до підвищеної витрати реагентів, що і підвищує ймовірність утворення і виділення елементарного (газоподібного) хлору в кількості, що знижує екологічну безпеку і чистоту процесу.
Завданням, розв'язуваної винаходом, є зниження витрати реагентів і підвищення екологічної безпеки і чистоти процесу.
Рішення поставленого завдання досягається тим, що в способі вилучення благородних металів з матеріалів, що їх містять, що включає вилуговування матеріалів розчином, що містить хлорид-іони, введення в витравлюють розчин сірчаної кислоти і перекису водню, подальшу переробку продуктивного розчину з витяганням благородних металів і повернення переробленого розчину на вилуговування, сірчану кислоту і перекис водню вводять в витравлюють розчин у вигляді суміші, причому змішування здійснюють шляхом введення перекису водню в сірчану кислоту при молярному співвідношенні H 2 SO 4: H 2 O 2> 1 і при охолодженні.
Суть винаходу полягає в наступному. При введенні в витравлюють розчин, що містить хлорид-іони, сірчаної кислоти, як на холоду, так і при нагріванні утворюється суміш сірчаної та соляної кислот по реакції
2Cl - + H 2 SO 4 = SO 42- + 2HCl (1)
Окислювальне дію перекису водню описується полуреакции
H 2 O 2 + 2H + + 2e = 2H 2 O, (2)
значення стандартного окисно-відновного потенціалу (ОВП) якої дорівнює + 1,776 в.
Реакції розчинення благородних металів, наприклад золота і платини, за участю соляної кислоти і перекису водню матимуть вигляд
2Au + 3H 2 O 2 + 8HCl = 2HAuCl 4 + 6H 2 O (3)
Pt + 2H 2 O 2 + 6HCl = H 2 PtCl 6 + 4H 2 O (4)
При цьому стандартні ОВП розчинення в хлоридной середовищі золота (+1,0 в) і платини (+0,7 в) значно нижче ОВП перекису водню. Однак реально окислювальна активність перекису водню проявляється тільки при високій кислотності і значній концентрації перекису водню і хлорид-іонів в розчині. Разом з тим якщо попередньо змішати концентровані перекис водню і сірчану кислоту, то частина сірчаної кислоти і перекису водню утворюють надсірчані і мононадсерную кислоти по реакціях
Надсерная і мононадсерная кислоти є значно сильнішими і активними окислювачами, ніж перекис водню (ОВП = 2,12 в). Реакції (5, 6) помітно оборотні і обидві надсірчані кислоти і розкладаються при розведенні і підвищеній температурі, як і перекис водню. Однак якщо суміш концентрованих перекису водню і сірчаної кислоти готувати при охолодженні в межах температури 0-30 o C і застосовувати безпосередньо після приготування, то велика частина перекису водню перетворюється в мононадсерную кислоту.
Крім того, має значення порядок змішування перекису водню і сірчаної кислоти. Якщо вводити сірчану кислоту в перекис водню, то при змішуванні буде спостерігатися розбавлення утворюються надсірчані кислот водою і їх розкладання, спочатку до перекису водню, а потім до кисню. В результаті буде відбуватися непродуктивна втрата використовуваної перекису водню. Якщо ж вводити перекис водню в сірчану кислоту, то надсірчані кислоти будуть розбавлятися сірчаною кислотою, яка підвищує їх стійкість. В результаті конверсія перекису в надсірчані кислоти буде значно повнішою. З цих же причин молярна концентрація сірчаної кислоти в готової суміші повинна перевищувати молярну концентрацію перекису водню. Іншими словами, готова суміш повинна містити молярний надлишок сірчаної кислоти відповідно до реакцією (6), тобто має дотримуватися співвідношення H 2 SO 4: H 2 O 2> 1
При введенні в витравлюють розчин перекису водню у вигляді суміші з сірчаною кислотою отримані надсірчані кислоти розкладаються, але значно повільніше, ніж сама перекис водню. Крім того, перекис водню розкладається на кисень і воду, а надсірчані кислоти в значній мірі розкладаються на озон. І якщо кисень в цих умовах не є окислювачем для благородних металів, то утворюється озон і є окислювачем, і більш сильним і активним, ніж перекис водню. В результаті попереднє змішування перекису водню з сірчаною кислотою призведе до одночасного активированию і стабілізації перекису водню. Наслідком цієї обставини є реальна можливість підтримувати значно меншу концентрацію окислювача, кислоти і хлорид-іонів в витравлюють розчину, забезпечуючи при цьому розчинення благородних металів. В результаті витрата скоротиться.
ОВП освіти елементарного хлору має значення +1,36 в і знаходиться між значеннями ОВП благородних металів і перекису водню. Полуреакции освіти хлору має вигляд
Cl 2 + 2e = 2Cl - (7)
І хоча з полуреакции (7) випливає, що ймовірність утворення елементарного хлору залежить тільки від концентрації хлорид-іонів, насправді вона залежить і від кислотності розчину. Справа в тому, що елементарний хлор гідролізується з утворенням хлорноватистої кислоти, що має ОВП значно більший, ніж у хлору (+1,63 в), а підвищена кислотність пригнічує гідроліз і полегшує окислення хлорид-іонів в елементарний хлор. Тому якщо вести вилуговування при підвищеній кислотності і концентрації хлорид-іонів, то ймовірність утворення елементарного хлору підвищується. І навпаки, при зниженій концентрації кислоти і хлорид-іонів ця ймовірність знижується. Таким чином, можливість підтримувати менші концентрації окислювача, кислоти і хлорид-іонів при додаванні перекису водню у вигляді суміші зменшує ймовірність утворення елементарного хлору і підвищує екологічну безпеку і чистоту процесу.
Вся вводиться перекис водню може змішуватися з частиною всієї введеної сірчаної кислоти, коли кислотність необхідно підтримувати відносно високою, наприклад при вилуговуванні платини. В цьому випадку інша частина сірчаної кислоти вводиться в витравлюють розчин до додавання перекисной суміші. У разі необхідності підтримки невисокою кислотності, наприклад при вилуговування рудного золота, вся перекис змішується з усією вводиться сірчаної кислотою і обидва реагенту додаються в витравлюють розчин тільки у вигляді суміші. Співвідношення кількості перекису водню і сірчаної кислоти в суміші може змінюватися досить широко: в залежності від концентрацій цих реагентів у вихідних реактивах, а й від кислотної і відновної ємності витравлюють руд і матеріалів. Головне, щоб і в ході приготування суміші, і після закінчення в готової суміші забезпечувався молярний надлишок сірчаної кислоти. Переважно, щоб перекис водню містилася в вихідному реактиве в межах 30-60%, а сірчана кислота - в межах 92-98%. При агітаційному варіанті процесу перекисна суміш може дозувати безпосередньо в витравлюють пульпу як на холоду, так і при нагріванні. У разі кучного і підземного вилуговування благородних металів суміш перекису водню і сірчаної кислоти можна додавати в витравлюють розчин безпосередньо перед подачею його на вилуговування руд. Джерелом хлорид-іонів в витравлюють розчину можуть служити як хлориди лужних і лужноземельних металів, так і соляна кислота, а й хлориди алюмінію і інші хлориди. Переробка продукционного розчину здійснюється традиційними методами: сорбцией, електролізом або цементацією, з поверненням оборотного розчину на вилуговування.
За відомим і пропонованим варіантам здійснювали обробку платиновмісних алюмооксидного каталізатора витравлюють розчином, що містить хлорид алюмінію. Обробку проводили при перемішуванні на магнітних мешалках і температурі 80 o C в герметично закупорених скляних посудинах. Судини були обладнані пристроями для дозування реагентів і відведення газів через гідрозатвори, заповнені розчином їдкого калі 200 г / л. За відомим варіанту концентрації в розчині становили: Cl - 8М, H 2 SO 4 - 2,5М, 30% перекис водню дозувалася протягом 1 години на різній кількості з розрахунку від 10 до 100 г на 1 кг каталізатора.
За пропонованим варіантом концентрації становили: Cl - 2М, H 2 SO 4 - 0,5 М. Суміш 30% перекису водню і 92% сірчаної кислоти готувалася з розрахунку: 1 обсяг сірчаної кислоти і 1 обсяг перекису водню. Перекис водню вводилася в сірчану кислоту при підтримці температури суміші 15 o C охолодженням захоложенной водою. Молярна концентрація сірчаної кислоти в суміші склала - 8,6 М, перекису водню - 5 М, тобто суміш містила значний молярний надлишок сірчаної кислоти. Отримана суміш і дозувалася протягом 1 години на різній кількості з розрахунку по перекису водню від 5 до 15 г на 1 кг каталізатора. Після закінчення обробки за обома варіантами пульпи відфільтровувались, в розчинах визначалися концентрації сірчаної кислоти і платини, за якими розраховувалися ступінь вилучення і питома вага сірчаної кислоти. При цьому в розчинах їдкого калі в гідрозатвори визначався активний хлор і розраховувався питома вихід газоподібного хлору в ході обробки. Результати представлені в таблиці.
З даних таблиці випливає, що за відомим варіанту високий ступінь вилучення платини 93,4% досягається тільки при питомій витраті перекису водню в 100 г / кг каталізатора і сірчаної кислоти 220 г / кг. При цьому питома вихід газоподібного хлору склав 14 г / кг. За пропонованим варіантом вже при питомій витраті перекису водню - 10 г / кг і сірчаної кислоти - 121 г / кг витягується 96% платини, а питома вихід газоподібного хлору склав лише 0,4 г / кг. Таким чином, по пропонованому варіанту значно скорочується витрата реагентів, а екологічна безпека та чистота процесу підвищуються.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб вилучення благородних металів з матеріалів, що їх містять, до складу якого вилуговування матеріалів розчином, що містить хлорид-іони, введення в витравлюють розчин сірчаної кислоти і перекису водню, подальшу переробку продуктивного розчину з витяганням благородних металів і повернення переробленого розчину на вилуговування, що відрізняється тим, що сірчану кислоту і перекис водню вводять в витравлюють розчин у вигляді суміші, причому змішування здійснюють шляхом введення перекису водню в сірчану кислоту при молярному співвідношенні H 2 SO 4: H 2 O 2> 1 і при охолодженні.
Версія для друку
Дата публікації 07.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.