| 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 RU2181780
СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ ЗОЛОТА
З золотовмісної поліметалічних МАТЕРІАЛІВ
Ім'я винахідника: Зозуля Володимир Вікторович (UA); Перцов Н.В. (RU); Прокопенко Віталій Анатолійович (UA)
Ім'я патентовласника: Перцов Микола Валерійович (RU); Зозуля Володимир Вікторович (UA); Прокопенко Віталій Анатолійович (UA)
Адреса для листування: 01023, м.Київ-23, вул. Печерський узвіз, 8, кв.72, Н.В. Перцова
Дата початку дії патенту: 2000.03.06
Винахід відноситься до отримання, регенерації або рафінування металів електролітичним способом. Опрацьований матеріал, попередньо розплавлений і відлитий у форму, використовують в якості анода і проводять електрохімічне розчинення і осадження на катоді металів-домішок і виділення золота у вигляді анодного шламу. При цьому вміст золота в анодному матеріалі забезпечують в межах 5-50 мас. % І процес електролізу ведуть у водному розчині кислоти і / або солі з аніоном NО 3- або SO 4- в концентрації 100-250 г-іон / л при анодної щільності струму 1200-2500 А / м 2 і напрузі на ванні 5 12 В. Спосіб дозволяє досягти спрощення технології із забезпеченням високих показників ступеня вилучення і чистоти виділяється золота.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області переробки золотовмісних поліметалічних матеріалів з метою виділення золота, а конкретно до способу добування золота зі сплавів його з іншими в основному неблагородними металами, і може бути використано при переробці металевого скрапу: лом ювелірних виробів та інші відходи ювелірної промисловості, монетний лом, самородне золото, золотовмісний лом зубопротезування, відходи радіотехнічної промисловості, напівпродукти переробки золотовмісних руд з вмістом золота в широких межах.
Відомі способи добування золота зі сплавів з іншими металами, причому вибір технології переробки золотовмісної матеріалу залежить від вмісту в ньому золота і характеру (природи) інших складових.
Для виділення золота зі сплавів з іншими менш благородними металами при утриманні золота 20-80% широко застосовується так званий метод хлорування в розплаві [1], який полягає в тому, що в попередньо розплавлений опрацьований матеріал при Т = 1423 К через графітові труби подають газоподібний хлор; утворилися хлориди металів-домішок (заліза, цинку, свинцю і ін.) відганяють і вловлюють в електростатичних конденсаторах; після відгону основної маси домішок видаляють хлориди міді і заліза з поверхні розплаву, а виділене золото у виливниці, отримуючи товарні злитки з вмістом золота не менше 99,5%, срібла не більше 0,35%.
Недоліками відомого способу є висока енергоємність, складність апаратурного оформлення, обумовлена роботою в атмосфері хлору при високій температурі і труднощами виконання вимог екологічної безпеки.
Для подальшої глибшої очищення золота, отриманого методом хлорування, а й для рафінування золота зі сплавів його з благородними металами при високому вмісті в них золота застосовують електролітичний метод, який полягає в наступному [2]: з оброблюваного сплаву виготовляють аноди (склад: золото 85 -92%, паладій 6-15%, срібло 0,3-1%), які поміщають в виконаний з фарфору та кераміки електролізер. Катодом служать тонкі пластинки золотої фольги. Електроліт готують електролітичним розчиненням золотого електрода в соляній кислоті, причому концентрацію золота в робочому розчині доводять до 150-180 г / л, паладію 70-80 г / л, соляної кислоти 100-110 г / л. Процес електролізу ведуть при напрузі в осередку 0,5 В, забезпечуючи анодний щільність струму 970 А / м 2, температуру ванни 333-343 К і перемішування повітрям. У цих умовах домішки розчиняються на аноді і переходять в електроліт, при тривалому використанні якого концентрація платини і паладію в ньому збільшується до такого ступеня, що ці метали можна виділити хімічними способами Золото виділяється на золотому катоді, який після закінчення процесу виймають як готову продукцію високого ступеня чистоти (вміст золота до 99,99%).
Однак застосування цього способу для витягу золота зі сплавів його з неблагородними металами і містять відносно велику кількість цих домішок (понад 20%) технічно і економічно недоцільно.
Відомі способи електрохімічного виділення золота зі сплавів його з сріблом при афінажних виробництві срібла. Так, при переробці шламу електролітичного отримання міді, що містить близько 95% срібла, 3% золота і різні кількості міді, свинцю, вісмуту, нікелю та ін. Металів (так званий сплав Доре), його сплавляють і відливають у аноди, що надходять на електроліз [ 3, 4].
У цьому процесі, який за технічною суттю є найбільш близьким до заявляється, аноди поміщають в електролізер, де катодом служать сталеві або титанові стрижні, а електролітом - розчин азотнокислим солей срібла, міді та інших металів, що містяться в сплаві. При пропущенні струму анодное срібло розчиняється і осідає на катоді, інші компоненти сплаву накопичуються в електроліті, а золото переходить в анодний шлам, який збирають, промивають і направляють на подальшу переробку.
Відомий спосіб вирішує завдання отримання високочистого срібла (ступінь чистоти його досягає іноді 99,99%) і розроблені параметри процесу забезпечують ефективне рішення цієї задачі. Так, при проведенні процесу в так званих електролізерах Мебіуса в одному випадку [3] процес електролізу ведуть в нейтральному розчині з додаванням нітрату срібла до концентрації 60 г срібла / л (сумарна концентрація іонів NO 3- становить 34 г-іон / л) при напрузі на ванні 2,7 В і катодного щільності струму 50 А / м 2. В іншому варіанті (на заводі "Монреал Іст") [4] афінаж срібла ведуть шляхом виділення його в електролізерах Мебіуса на титанових катодах при використанні в якості електроліту розчину азотнокислим солей: срібла (125-145 г / л), міді (11-18 г / л) і свинцю (0,2-0,5 г / л), таким чином, сумарна концентрація аніона NO 3- становить 90-120 г-іон / л. Напруга на ванні 4,4 В, анодная щільність струму 958 А / м 2.
Склад виділяється у відомому способі золотовмісної шламу залежить від складу виготовлених срібних анодів і від умов процесу електролізу. Одержуваний на заводі "Монреал Іст" золотовмісний шлам містить 39-62% золота, до 50% срібла, 2-5% міді і 2-6% свинцю і вимагає подальшої переробки для більш повного вилучення золота, срібла та інших цінних металів хімічними методами, наприклад методом хлорування в розплаві.
Завданням винаходу є створення нового способу добування золота з різного роду поліметалічних матеріалів із забезпеченням технічного результату - спрощення технології, високий ступінь вилучення і чистоти виділеного золота.
Технічний результат досягається в заявляється способу добування золота з поліметалічних матеріалів електролізом, який включає використання в якості анода попередньо розплавленого і відлитого в форму оброблюваного матеріалу, електрохімічне розчинення металів-домішок з наступним осадженням їх на катоді і виділення золота у вигляді анодного шламу, і відрізняється тим , що забезпечують утримання золота в матеріалі, з якого виготовляють анод, в межах 5-50 мас.% і процес електролізу ведуть з використанням в якості електроліту водного розчину кислоти і / йди солі з аніоном NO 3- або SО 4- при сумарній концентрації аніону 100-250 г-іон / л, анодної щільності струму 1200-2500 А / м 2 і напрузі на ванні 5-12 В.
Необхідний зміст золота в матеріалі анода (5-50 мас.%) При наявності надходять на переробку поліметалічних матеріалів з різним вмістом золота забезпечують шляхом усереднення різних партій вихідної сировини.
При переробці сплавів, що містять більше 50% золота, необхідний вміст його в матеріалі анода забезпечують введенням в розплав коректує добавки.
Як коректує добавки доцільно використовувати мідь, цинк, нікель, срібло або сплав цих металів, взятих в будь-якому якісному і кількісному співвідношенні.
Економічно доцільно використовувати в якості корекційна добавки катодний шлам процесу електролізу попередніх партій оброблюваного матеріалу.
Нижче на конкретних прикладах здійснення винаходу (див. І дані таблиці) показано, що регулюванням параметрів процесу електролізу в межах, зазначених у формулі винаходу, і при забезпеченні змісту золота а матеріалі анода в межах 5-50% досягається ефективне видалення металів-домішок і виділення основний їх маси на катоді. При цьому анод перетворюється в шлам з вмістом золота не нижче 93%, причому залишаються в ньому домішки легко видаляються промиванням спочатку концентрованою кислотою, потім водою, а отримується в злитках золото має високу ступінь чистоти.
Таким чином, забезпечується спрощення процесу як в порівнянні з методом хлорування в розплаві, так і в порівнянні з технологією, яка передбачає застосування відомих електрохімічних способів, в якій той же результат може бути досягнутий тільки при додаткової складної хімічної обробки отриманого золотовмісної шламу.
Отже, поставлена задача вирішена з досягненням необхідного технічного результату.
Нижче наведені конкретні приклади здійснення запропонованого способу.
приклад 1
Процес вилучення золота з полиметаллического золотовмісної матеріалу проводять на дослідно-промисловій установці, що включає електролізер, підключений до джерела постійного струму, хімічний реактор для промивання шламу, сушильну шафу і індукційну плавильну піч.
Корпус електролізера виконаний з вініпласту, має прямокутну форму (довжина 700 мм, ширина 350 мм, висота 400 мм) і забезпечений щільно прилягає кришкою. Катод, виготовлений з нержавіючої сталі у вигляді прямокутного листа товщиною 1 мм і площею 4 дм 2, закріплений на катодного штанзі.
Для проведення процесу електролізу з підготовленого матеріалу відливають анод у вигляді двох пластин масою 2-2,5 кг і розміром 140x15x250 мм кожна, які підвішують в електролізері на анодної штанзі за допомогою гаків, виконаних з нержавіючої сталі. При цьому анодні пластини поміщають в спеціальні мішки, виготовлені з хлоринового тканини і призначені для збору анодного шламу.
Поступив на переробку матеріал розплавляють в індукційній печі. Якщо вміст золота в ньому перевищує 50%, в розплав додають коригувальну добавку у кількості, необхідній для зниження вмісту золота до 35-45%. Отриманий сплав з вмістом золота 5-50% відливають у виливниці, щоб забезпечити отримання анодних пластин зазначених вище розмірів, які і використовують в процесі електролізу.
В даному прикладі переробки з метою отримання золота піддають технологічний лом ювелірного виробництва наступного складу (мас.%): Золото 10,5, мідь 45, нікель 25, цинк 15, срібло 4,5. Лом розплавляють і відливають з нього анодні пластини, які поміщають в електролізер, як зазначено вище. Процес електролізу ведуть з використанням в якості вихідного електроліту водного розчину азотної кислоти з концентрацією 150 г / л при наступних умовах:
- склад працюючого електроліту: мідь 90 г / л, нікель 40 г / л, цинк 26 г / л, срібло 8 г / л, сумарна концентрація аніона NO 3- 150 г-ІСІ / л;
- напруга на ванні 5,5 В;
- анодная щільність струму 1500 А / м 2;
- сила струму на ванні 80 А;
- температура електроліту 343 К.
У процесі електролізу відбувається анодне розчинення металів-домішок і подальше їх осадження на катоді у вигляді пухкого катодного шламу. Процес ведуть до повного руйнування анодних пластин (в даному прикладі 65 годин). Отриманий анодний шлам з високим вмістом золота збирається в анодних мішках.
Після закінчення процесу накопичився на дні електролізера катодний шлам витягують з електролізера і завантажують в ємності-накопичувачі, а анодний шлам витягують з мішків, промивають в хімічному реакторі спочатку концентрованою азотною кислотою при температурі 373 К, а потім водою, сушать в сушильній шафі і сплавляють в злитки в індукційній печі.
приклад 2
На установці, описаної в прикладі 1, проводять вилучення золота з відходів ювелірного виробництва наступного складу (мас.%): Золото 58,5, мідь 33,5, срібло 8,0.
Відходи розплавляють і для коригування складу в розплав додають відходи ювелірного виробництва наступного складу (мас.%): Золото 33,3, мідь 50,0, срібло 16,7 в кількості, що забезпечує такий зміст компонентів в матеріалі анода (мас.%): золото 40,5, мідь 44,5, срібло 15,0. Отриманий сплав відливають у виливниці і використовують в процесі електролізу, як описано в прикладі 1.
Умови процесу електролізу:
- склад свіжоприготованого електроліту: водний розчин азотної кислоти, концентрація 200 г / л;
- склад працюючого електроліту: мідь 80 г / л, срібло 15 г / л, сумарна концентрація аніона NO 3- 200 г-іон / л;
- напруга на ванні 8 В;
- сила струму на ванні 90 А;
- анодная щільність струму 1700 А / м 2;
- температура електроліту 363 К.
Процес ведуть до повного спрацювання анода, яке в даному прикладі відбулося за 40 годин. Далі шлами витягають і обробляють, як описано в прикладі 1.
приклад 3
Переробці піддають відходи ювелірного виробництва наступного складу, мас. %: Золото 58,3, мідь 22,0, нікель 15,0, цинк 4,7. Відходи розплавляють в індукційній печі і для отримання анодного матеріалу потрібного складу в розплав додають мідь, забезпечуючи наступний склад анодного матеріалу, мас.%: Золото 40,8, мідь 42,6, нікель 13,2, цинк 3,4. Далі виготовляють аноди і ведуть процес електролізу, як описано в прикладі 1.
Основні параметри процесу електролізу:
- склад свіжоприготованого електроліту: водний розчин сірчаної кислоти, концентрація 150 г / л;
- склад працюючого електроліту: мідь 100 г / л, нікель 30 г / л, цинк 10 г / л. сумарна концентрація аніона S0 4- 150 г-іон / л;
- напруга на ванні 8,5 В;
- сила струму на ванні 95 А;
- анодная щільність струму 1850 A / м 2;
- температура електроліту 363 К.
Процес ведуть до повного спрацювання анодів (в даному прикладі 40 годин). Далі шлами обробляють, як описано в прикладі 1, за винятком того, що промивання анодних шламів проводять в концентрованої сірчаної кислоти, а потім у воді.
приклад 4
Переробці піддають продукт цементації цинком ціаністих золотовмісних розчинів, одержуваних при ціанистим вилуговування золотовмісних руд, наступного складу, мас.%: Золото 51,3, цинк 38,7, нікель 4,5, срібло 2,9, залізо - 2,6. Вихідний матеріал розплавляють в індукційній печі і для отримання анодного матеріалу потрібного складу в розплав додають катодний шлам, отриманий в процесі за прикладом 1, склад якого представлений в таблиці, забезпечуючи наступне співвідношення компонентів в анодному матеріалі, мас. %: Золото 36,4, цинк 32,7, мідь 14,5, нікель 11,6, срібло 4,2, залізо 0,6.
З отриманого сплаву виготовляють анодні пластини і ведуть процес електролізу, як описано в прикладі 1. Основні параметри процесу електролізу:
- склад свіжоприготованого електроліту: водний розчин азотної кислоти, концентрація 200 г / л;
- склад працюючого електроліту: цинк 90 г / л, мідь 15 г / л, нікель 12 г / л, срібло 5 г / л, залізо 1 г / л, сумарна концентрація аніона NO 3- 200 г-іон / л;
- напруга на ванні 8,4 В;
- сила струму на ванні 85 А;
- анодная щільність струму 1600 А / м 2;
- температура електроліту 363 К.
Процес припиняють після повного спрацювання анодів - через 36 годин. Шлами витягають і обробляють як описано в прикладі 1.
приклад 5
Переробці піддають відходи ювелірного виробництва наступного складу, мас.%: Золото 33,3, мідь 46,5, нікель 13,2, цинк 7,0. Відходи розплавляють в індукційній печі, відливають анодні пластини і ведуть процес електролізу, як описано в прикладі 1.
Основні параметри процесу електролізу:
- склад свіжоприготованого електроліту: водний розчин CuSO 4, концентрація 200 г / л;
- склад працюючого електроліту: мідь 50 г / л, нікель 10 г / л, цинк 5 г / л, сумарна концентрація аніона SO 4- 150 г-іон / л;
- напруга на ванні 10,0 В;
- сила струму на ванні 80 А;
- анодная щільність струму 1500 А / м 2;
- температура електроліту 363 К.
Процес припиняють після повного спрацювання анодів - через 60 годин. Шлами витягають і обробляють, як описано в прикладі 3.
приклад 6
В даному прикладі переробки з метою отримання золота піддають технологічний лом ювелірного виробництва наступного складу (мас.%): Золото 37,5, мідь 46,5, срібло 6,0. Лом розплавляють, відливають з нього анодні пластини і ведуть процес електролізу, як описано в прикладі 1.
Основні параметри процесу електролізу:
- склад свіжоприготованого електроліту: водний розчин КNO 3, концентрація 200 г / л;
- склад працюючого електроліту: мідь 30 г / л, калій 60 г / л, срібло 10 г / л, сумарна концентрація аніона NO 3- 120 г-іон / л;
- напруга на ванні 10,5 В;
- сила струму на ванні 72 А;
- анодная щільність струму 1300 А / м 2;
- температура електроліту 365 К.
Процес ведуть до повного спрацювання анодів (в даному прикладі 65 годин). Шлами витягають і обробляють, як описано в прикладі 1.
Характеристика складу шламів процесу електролізу, ступеня вилучення і якості отриманого за прикладами 1-6 золота, наведені в таблиці, наочно підтверджують ефективність заявленого способу.
ВИКОРИСТОВУВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. М.А. Меретуков, А.М. Орлов - "Металургія благородних металів", М., Металургія, 1991 р, стор. 354.
2. Там же, стор. 355-356.
3. Там же, стор. 343-344.
4 Там же, стор. 347-348, 356.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб вилучення золота з золотовмісних поліметалічних матеріалів електролізом, що включає використання в якості анода попередньо розплавленого і відлитого в форму оброблюваного матеріалу, електрохімічне розчинення металів-домішок з наступним осадженням їх на катоді і виділення золота у вигляді анодного шламу, який відрізняється тим, що забезпечують утримання золота в матеріалі анода в межах 5-50 мас. % І процес електролізу ведуть з використанням в якості електроліту водного розчину кислоти і / або солі з аніоном NО 3- або SO 4- при сумарній концентрації аніону 100-250 г-іон / л, анодної щільності струму 1200-2500 А / м 2 і напрузі на ванні 5-12 В.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що необхідний вміст золота в матеріалі анода забезпечують усреднением різних партій вихідної сировини.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при переробці полиметаллического матеріалу, що містить більше 50% золота, необхідний вміст золота в матеріалі анода забезпечують введенням в розплав коректує добавки.
4. Спосіб за пп. 1 і 3, що відрізняється тим, що в якості корекційна добавки використовують срібло, і / або мідь, і / або цинк, і / або нікель, і / або сплав цих металів, взятих в будь-якому кількісному співвідношенні.
5. Спосіб за пп. 1 і 3, що відрізняється тим, що в якості корекційна добавки використовують катодний шлам електролізу попередніх партій оброблюваного матеріалу.
Версія для друку
Дата публікації 14.03.2007гг
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.