| 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 RU2171855
СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ платинових металів ІЗ шламів
Ім'я винахідника: Тимофєєв Н.І .; Богданов В.І .; Єрмаков А.В .; Сівков М.М .; Горбатова Л.Д .; Корепанов С.С .; Лавров А.А.
Ім'я патентовласника: ВАТ "Єкатеринбурзький завод з обробки кольорових металів"
Адреса для листування: 620014, Єкатеринбург, пр. Леніна, 8, ВАТ "ЕЗ ОЦМ", заступник директора В.І.Богданову
Дата початку дії патенту: 2000.01.05
Винахід відноситься до гідрометалургії благородних металів і може бути використано для отримання платинових металів з шламів, що утворюються при виробництві азотної кислоти. Спосіб включає вилуговування шламів, яке проводять в дві стадії з відділенням розчину і промиванням кеку після кожної стадії, першу стадію вилуговування здійснюють в соляній кислоті, а другу - в суміші концентрованих соляної та азотної кислот, при цьому кек після першої стадії вилуговування обпалюють при температурі 800 -900 ° С протягом 1 год, а потім направляють на другу стадію вилуговування. Розчини і промивні води обох стадій вилуговування об'єднують, коригують за змістом платинових металів до 5-50 г / л і з отриманого розчину витягають платинові метали шляхом осадження з отриманням осаду, який прожарюють і плавлять на злиток. Вилуговування проводять при температурі 80-95 ° С. Осадження платинових металів з розчину здійснюють в залежності від вмісту в ньому платиноїдів наступними способами: гидразином при pH 2-4 і температурі 70-80 ° С з отриманням колективного концентрату платинових металів; хлоридом амонію при pH не більше 2 і температурі не більше 40 ° С з отриманням хлорплатіната амонію; осадженням з використанням електролізу. Спосіб дозволяє значно підвищити ступінь вилучення платинових металів і шламів за рахунок оптимальної послідовності і поєднання технологічних прийомів, що забезпечують практично повний переклад платиноїдів в розчин при вилуговування.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до гідрометалургії благородних металів і може бути використано для отримання платинових металів з шламів, що утворюються при виробництві азотної кислоти.
Шлами, які утворюються при виробництві азотної кислоти, являють собою дрібнодисперсний порошковий матеріал складного хімічного, речового та фазового складу, в якому сумарний вміст платинових металів (платини, паладію і родію) знаходиться в межах 0,5 - 80%. У зв'язку з цим шлами є додатковим джерелом отримання платинових металів. Але в той же час переробка шламів є надзвичайно складним завданням, так як присутні в них платиноїди і інші супутні метали перебувають у вигляді хімічних сполук, що розрізняються за хімічними властивостями (взаємодія з кислотами).
Відомий спосіб отримання платинових металів з містить їх матеріалу (патент РФ N 2120485, C 22 B 11/00, заявл. 03.07.97 р, опубл. 20.10.98 р, б. "Винаходи", N 29, с. 363 ). Спосіб включає плавку вихідного сировини, обробку злитка розчином царської горілки і осадження платинових металів з царсководочного розчину з отриманням шламу, що містить золото, хлорид срібла, хлорплатінат і хлорпалладат.
Недоліком відомого способу є многооперационность і значні безповоротні втрати платиноїдів на пірометалургійних операціях, що знижує ступінь вилучення благородних металів. Відомий спосіб може бути ефективно застосований для переробки матеріалу, що містить поряд з платиноїди золото і срібло.
Відомий спосіб вилучення платини спільно з родієм з відходів, що утворюються в азотному виробництві (патент Польщі N 139177, C 22 B 7/00, заявл. 03.06.83 р, опубл. 31.07.87г., РЖ "Металургія", 88 м , 3Г265П, с. 28). Спосіб включає сплавлення шламу з лугом (NaOH або KOH) при температурі 450 - 650 o C. Плав витравлюють водою, осад багаторазово обробляють соляною кислотою з добавками окислювача. З отриманого розчину платину і паладій відновлюють алюмінієм або цинком. Весь цикл багаторазово повторюється.
Однак недоліком зазначеного способу є невисока ступінь вилучення платинових металів, так як використання в якості відновників алюмінію або цинку недостатньо ефективно для повного виділення платинових металів з містить їх розчину.
Крім того, відбувається повторне забруднення платіноідосодержащего розчину кольоровими металами, а використання при сплаву 2,5 частин лугу на 1 частина шламу значно ускладнює технологічний процес при подальшій фільтрації і обробці розчину.
За технічною суттю найбільш близьким до пропонованого об'єкту винаходу є спосіб екстракції платини з шламів - відходів виробництва азотної кислоти (авторське свідоцтво Болгарії N 45936, C 22 B 11/04, заявл. 31.05.88, опубл. 15.09.89 р, "Винаходи країн світу ", вип. 48, N 2, 92 м, с. 1-2).
Спосіб полягає в обробці шламу, що містить платину і супутні елементи у вигляді різних хімічних сполук сумішшю концентрованих соляної та азотної кислот при одноразовому або порційно введенні шламу. Розчинення проводять при температурі 333-385K, тиску 0 - 6 атм. протягом 8 - 12 год, а виділення платини з розчину здійснюють шляхом екстракції з допомогою органічного реагенту.
Недоліком відомого способу є невисока ступінь вилучення платинових металів, так як метод не забезпечує достатнього розкриття всіх з'єднань платиноїдів, і використання дорогих і дефіцитних реактивів.
Крім того, відома технологія пов'язана з необхідністю знешкодження органічних реагентів, які використовуються при екстракції, оскільки вони забруднюють технологічні розчини.
Технічним результатом пропонованого винаходу є підвищення ступеня вилучення платинових металів при переробці шламів, що утворюються при виробництві азотної кислоти.
Технічний результат досягається тим, що в способі витягу платинових металів з шламів, що утворюються при виробництві азотної кислоти, що включає кислотне вилуговування при порційно введенні шламів і подальше вилучення платинових металів з розчину, відповідно до винаходу вилуговування проводять в дві стадії з відділенням розчину і промиванням кеку після кожної стадії, першу стадію вилуговування здійснюють в соляній кислоті, другу - в суміші концентрованих соляної та азотної кислот, при цьому кек після першої стадії вилуговування обпалюють при температурі 800 - 900 o C протягом 1 год, а потім направляють на другу стадію вилуговування, розчини і промивні води після обох стадій вилуговування об'єднують, коригують за змістом платинових металів і проводять осадження платинових металів, отриманий осад прожарюють і плавлять на злиток.
Процес вилуговування шламів проводять при температурі 80 - 95 o C, об'єднаний розчин після вилуговування і промивок кеку коректують за вмістом у ньому суми платинових металів до 5 - 50 г / л, а осадження планових металів з отриманого розчину здійснюють в залежності від вмісту в ньому платиноїдів : або гідразином при pH 2-4 і температурі 70 - 80 o C з отриманням колективного концентрату платинових металів, або хлоридом амонію при pH не більше 2 і температурі не більше 40 o C з отриманням хлорплатіната амонію, і / або шляхом електролізу.
СУТНІСТЬ СПОСОБУ ПОЛЯГАЄ В НАСТУПНОМУ
В заявляється способу процес вилуговування здійснюється в дві стадії. Перша стадія вилуговування, що проводиться при температурі 80 - 90 o C в соляній кислоті, є підготовчою і забезпечує переклад в розчин основної частини неблагородних металів (в основному заліза і його з'єднань). Це дозволяє уникнути спікання шламів при наступної операції випалу. Одночасно на цій стадії в розчин переходить до 15% платини і до 20% паладію і родію від початкового кількості.
Проведення операції випалу шламів перед другою стадією вилуговування забезпечує переклад важкорозчинних сполук платинових металів в Кислоторозчинні форму і практично їх повний перехід в розчин при подальшій другій стадії вилуговування. Як показав диференційний термічний аналіз (ДТА), проведений на Кекаха, такий ефект досягається за рахунок відбуваються при випалюванні процесів руйнування нерозчинних в соляній кислоті і царській горілці з'єднань платиноїдів, які раніше перебували в формі оксидів і комплексних солей.
Вибір температури випалу в інтервалі 800-900 o C обумовлений тим, що при цих температурах відбуваються фазові перетворення і платинові метали переходять в Кислоторозчинні форму, при цьому втрати платинових металів мінімальні. При температурі нижче 800 o C реакція руйнування з'єднань платиноїдів і перехід їх в розчинну форму вимагає тривалої витримки, а при температурі понад 900 o C можливо оплавлення недогарка, що призведе до зниження вилучення платиноїдів в розчин.
Експериментально встановлено, що тривалість випалу 1 годину є оптимальною - результати наступного за випалюванням кислотного вилуговування були однаковими, незалежно від збільшення тривалості до 1,5, 2-х і 3-х годин.
Тривалість випалу менше 1 години в заявляється інтервалі температур призводить до зниження ступеня вилучення платинових металів в розчин.
Після випалу шлам направляють на другу стадію вилуговування, яку проводять при температурі 80 - 95 o C в суміші концентрованих соляної та азотної кислот. На цій стадії досягається максимально можливе витяг платинових металів в розчин.
Процес найбільш інтенсивно протікає при вказаній температурі, але не вище 95 o C, так як подальше підвищення температури призводить до значного випаровуванню витравлюють розчину.
Заявлений інтервал температури є достатнім для встановленої експериментальним шляхом тривалості вилуговування, яка становить не більше 1 години.
Розчини після фільтрації і промивки об'єднують, коректують до обсягу, відповідного змісту платиноїдів 5-50 г / л, і з отриманого розчину витягають платинові метали осадженням за умов, визначених змістом їх в розчині, що в свою чергу залежить від складу вихідних шламів.
Під час вилучення платинових металів з розчину, що містить платину, паладій і родій в значних кількостях (до 50 г / л), осадження проводять гидразином з отриманням колективного концентрату платинових металів.
Для досягнення повноти їх осадження найбільш оптимальним варіантом є здійснення процесу при pH 2-4 і температурі 70 - 80 o C, при цьому присутні в розчині хлориди кольорових металів і залоза не гідролізуються з випаданням осаду.
Межі значень pH обумовлені тим, що при величині pH нижче 2 падає витяг платинових металів з розчину, а при збільшенні понад 4 - погіршується фільтрованість осаду за рахунок утворення гідроксиду заліза (III).
Інтервал температур встановлений експериментально і при заданій кислотності розчину забезпечує найбільш низьку витрату реактиву-відновника.
При високому переважному змісті в розчині платини її попередньо витягають з розчину шляхом осадження хлоридом амонію при pH не більше 2 і температурі не більше 40 o C з отриманням хлорплатіната амонію, при цьому паладій і родій залишаються в розчині, які потім витягують відомими методами.
Електрохімічний метод осадження з використанням електролізу ефективний для розбавлених розчинів, в яких сумарний вміст платиноїдів не перевищує 5 г / л. Для вилучення платиноїдів з таких розчинів використовували об'ємно-пористі електроди, відпрацьовані розчини електролізу містять неізвлекаемой кількості платинових металів, тому потрібно тільки проводити їх нейтралізацію і знешкодження.
Отриманий після осадження по кожному конкретному методу порошок фільтрували, промивали, сушили при температурі 150 o C, а потім плавили з отриманням високопробного злитка.
Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу (приклади).
приклад 1
Вихідні шлами, що містять платину, паладій і родій, завантажували порціями в нагріту до 40 o C міцну соляну кислоту і при постійному перемішуванні доводили температуру пульпи до 90 o C, при якій здійснювали процес вилуговування. Потім пульпу охолоджували до температури ~ 40 o C, фільтрували, осад (кек) промивали на фільтрі водою і направляли на випал.
Кек завантажували в муфельну піч, розігрівали матеріал протягом 1,5 - 3 годин до температури 850 o C і обпалювали при цій температурі протягом 1 години.
Обпалений матеріал (недогарок) піддавали повторному вилуговування в суміші концентрованих соляної та азотної кислот (царсководочное вилуговування) при тих же умовах, що і на першій стадії вилуговування.
Після закінчення вилуговування пульпу фільтрують, кек промивали водою.
Отримані розчини і промивні води об'єднували і упаривали до обсягу, відповідного змісту за сумою платинових металів, при якому може бути здійснена переробка розчину.
Витяг платинових металів здійснювали шляхом осадження, яке проводили в такий спосіб.
Розчин попередньо нейтралізували до pH 2 додаванням розчину натрієвої лугу. При температурі 70 - 80 o C поступово і при безперервному перемішуванні додавали розчин гідразину. Обложений порошок платинових металів фільтрували, промивали і сушили при 150 o C, потім плавили в злиток.
приклад 2
Випал і вилуговування вихідного шламу проводили в тих же умовах, що і в прикладі 1.
Отриманий розчин, що містить переважну кількість платини, обробляли з метою виділення платини у вигляді хлорплатіната амонію (ХПА) наступним чином.
При постійному перемішуванні порціями додавали розчин хлориду амонію. Процес осадження проводили при температурі ~ 40 o C при pH = 2. Осад ХПА фільтрували і промивали підкисленим 5% розчином хлориду амонію до знебарвлення промивних вод.
З відмитого ХПА отримували платину в металевому вигляді відомими способами, потім плавили.
Матковий розчин, що містить паладій і родій, переробляли відомими методами осадження.
приклад 3
Випробуванням піддавали шлами з низьким вмістом платинових металів.
Випал і вилуговування проводили в тих же умовах, що і в прикладі 1.
Отримані при вилуговуванні розчини мали сумарний вміст платиноїдів 5,9 г / л.
Для вилучення платиноїдів з такого розчину використовували електрохімічний спосіб осадження із застосуванням електролізера з проточними об'ємно-пористими електродами.
приклад 4
Для отримання порівняльних даних ступеня вилучення платинових металів з шламів були проведені випробування в умовах відомого способу, при відсутності операції випалу шламів.
Досвід включав вилуговування вихідних шламів при температурі 80 o C сумішшю концентрованих соляної та азотної кислот, відділення та промивку осаду і осадження платиноїдів з отриманого розчину.
Результати, отримані при випробуваннях різних проб шламів, їх початковий склад, склад проміжних і кінцевих продуктів представлені в таблиці.
Таким чином, пропонований спосіб дозволяє значно підвищити ступінь вилучення платинових металів з шламів за рахунок оптимальної послідовності і поєднання технологічних прийомів, що забезпечують практично повний переклад платиноїдів в розчин при вилуговування і отримати злиток з високим вмістом дорогоцінних металів
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб вилучення платинових металів з шламів, що утворюються при виробництві азотної кислоти, що включає кислотне вилуговування при порційно введенні шламів і подальше вилучення платинових металів з розчину, що відрізняється тим, що вилуговування проводять в дві стадії з відділенням розчину і промиванням кеку після кожної стадії, першу стадію вилуговування здійснюють в соляній кислоті, другу - в суміші концентрованих соляної та азотної кислот, при цьому кек після першої стадії вилуговування обпалюють при температурі 800-900 o C протягом 1 год, а потім направляють на другу стадію вилуговування, розчини і промивні води після обох стадій вилуговування об'єднують, коригують за змістом платинових металів і проводять осадження платинових металів, отриманий осад прожарюють і плавлять на злиток.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що вилуговування проводять при температурі 80-95 o С.
3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що осадження платинових металів з розчину здійснюють гидразином при рН 2-4 і температурі 70-80 o С з отриманням колективного концентрату платинових металів.
4. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що осадження платини з розчину проводять хлоридом амонію при рН не більше 2 і температурі не більше 40 o С з отриманням хлорплатіната амонію.
5. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що осадження платинових металів з розчину здійснюють шляхом електролізу.
6. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що осадження ведуть з розчину з вмістом суми платинових металів 5-50 г / л.
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.