| 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 RU2204620
СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ОСАДУ НА ОСНОВІ ОКСИДІВ ЖЕЛЕЗА,
Що містять благородні метали
Ім'я винахідника: Сидоренко Ю.А .; Герасимова Л.К .; Мальцев Е.В .; Москальов А.В.
Ім'я патентовласника: ВАТ "Красноярський завод кольорових металів ім. В.Н.Гулідова"
Адреса для листування: 660123, г.Красноярск, Транспортний пр-д, 1, ВАТ "Красцветмет", відділ науки
Дата початку дії патенту: 2001.07.30
Спосіб переробки опадів на основі оксидів заліза, що містять благородні метали, відноситься до області хіміко-металургійного виробництва, зокрема до виробництва благородних металів. Винахід направлено на технічний результат, що складається в інтенсифікації отримання товарних платини, паладію і золота з промпродуктов виробництва благородних металів при одночасному зниженні витрат реагентів. Для цього опади на основі оксидів заліза, що містять платину і паладій одночасно у вигляді металів і їх хлоросолей, витравлюють в кислотно-хлоридної середовищі, переважно в розчинах-промпродукти виробництва благородних металів, і розчинилася частина платинових металів цементують порошковими матеріалами на основі металевого заліза, причому вилуговування і цементацію здійснюють спільно.
ОПИС ВИНАХОДИ
Спосіб відноситься до області хіміко-металургійного виробництва, зокрема до виробництва благородних металів.
У процесі отримання афіновані металів платинової групи (МПГ) поряд з цільовими продуктами утворюються опади-промпродукти, що містять благородні метали, переважно платину, паладій і золото, на основі оксидів заліза. Такого роду опади утворюються, зокрема, в процесі афінажу паладію при обробці солями заліза 2 + розчинів хлорамміачних комплексів. Характерною особливістю опадів-промпродуктов афінажу паладію на основі оксидів заліза є зміст в них МПГ одночасно як в металевій формі, так і у вигляді малорозчинних хлоросолей, зокрема діхлордіаммінпалладія і хлороплатинату амонію.
Для переробки осадів-промпродуктов на основі оксидів заліза в металургійному виробництві найчастіше використовуються способи, що включають плавку з добавками флюсів та колекторів МПГ.
В одному з таких способів гідрати окису заліза змішують з подрібненими твердими відходами, флюсами і глетом і шихту плавлять на отримання верблея. В результаті плавки МПГ коллектіруются в верблее, а неблагородні елементи в шлаку. Верблей піддають развариванию в азотній кислоті, при цьому МПГ концентруються в не розчиняється залишку. Шлаки переплавляють ще раз з добавкою відновника (О.Е. Звягінцев. Афінаж золота, срібла і металів платинової групи. - М .: Металлургиздат, 1945, с.158). Недоліками даного способу є утворення в процесі плавки токсичних свинецсодержащих пилевозгонов і великі витрати на операціях розділення і очищення МПГ від свинцю.
З того ж джерела інформації (с.158, 159) відомий спосіб обробки відходів, згідно з яким в якості колектора при плавці використовують мідь, колектор відокремлюють від шлаку і відливають у аноди для подальшого електролізу. У процесі електролізу МПГ концентрують в анодному шламі. Шлак, отриманий в результаті плавки, переплавляють з добавкою міді (О.Е. Звягінцев. Афінаж золота, срібла і металів платинової групи. - М .: Металлургиздат, 1945, с. 158, 159).
Недоліки цього способу-аналога:
- Значні витрати на здійснення плавки і велика заборгованість благородних металів в нецільових продуктах (шлак, футерування плавильних печей, пилевозгони і ін.),
- Відносно низький вміст благородних металів в цільовому продукті плавки внаслідок разубоживания їх міддю,
- Необхідність проведення додаткового обеднітельного переплавки шлаку в відновної середовищі, що супроводжується переходом в цільовий продукт поряд з іншими неблагородними елементами і самого заліза.
Для переробки платиносодержащих шламів відомий і гідрометалургійної спосіб, що включає розчинення їх неблагородною основи в кислотному середовищі з отриманням збагаченого благородними металами нерозчинного залишку (н. О.) І осадження частково розчинилася частини МПГ методом цементації на неблагородному металі. Останній спосіб-аналог є найбільш близьким до заявляється.
У прототипна способі відповідно до джерела інформації (Металургія благородних металів. Изд. 2. Під ред. Л.В. Чугаева. 1987, с.402, 403) шлам витравлюють в концентрованої сірчаної кислоти при 60-90 o С протягом 4-6 годин , потім нерозчинний залишок (н.О.) відокремлюють від розчину і піддають повторної сульфатізаціі при 250-300 o с протягом 10-12 годин з подальшим вилуговуванням сульфатів водою. Цільовим продуктом прототипного способу переробки шламу є Н.О. другий стадії сульфатізаціі, його, після проведення додаткових операцій, направляють на афінаж як концентрат МПГ. Частина МПГ в процесі сульфатізаціі переходить в сульфатні розчини, які далі необхідно чистити від заліза і електролізу в нікелевому виробництві або цементації нікелевим порошком.
Недоліки прототипного способу, виявившись при спробі використання його для переробки осадів-промпродуктов афінажної виробництва, що містить МПГ одночасно у вигляді металів і їх хлоросолей, на основі оксиду заліза:
- Необхідність використання великої кількості сірчаної кислоти і високої температури сульфатізаціі,
- Велика тривалість отримання цільового продукту-концентрату для афінажної виробництва.
Завданням запропонованого винаходу було отримання технічного результату, який перебуває в інтенсифікації отримання товарних платини, паладію і золота при одночасному зниженні витрат реагентів.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі переробки осадів-промпродуктов виробництва благородних металів, що включає вилуговування в кислотному середовищі і осадження растворившейся частини МПГ методом цементації, в якості вихідних опадів-промпродуктов використовують матеріали на основі оксидів заліза, що містять платину і паладій одночасно у вигляді металів і їх хлоросолей, а в якості кислотного середовища - хлоридні розчини, переважно розчин соляної кислоти або розчини-промпродукти виробництва благородних металів, що містять МПГ, як цементуючого агента використовують порошкові матеріали на основі металевого заліза і цементацію здійснюють шляхом введення цементуючого агента в пульпу вилуговування .
При цьому відношення обсягу розчину-промпродукту до маси осаду-промпродукту становить величину в межах від 10 до 25 см 3 / г; температуру підтримують на рівні 60-95 o С, а витрата цементуючого агента і хлоридного розчину регулюють для встановлення рН середовища в кінці процесу на рівні 1-1,5, а окислювально-відновний потенціал на рівні 0-250 мВ щодо хлорсеребрянного електрода порівняння.
Фізико-хімічна сутність запропонованого винаходу полягає в використанні наступних послідовно і паралельно протікають процесів. При контакті нагрітого соляно-кислого розчину з опадами-промпродукти на основі оксидів заліза відбувається вилуговування найбільш активних оксидних форм заліза, зокрема гідроксиду - Fe (ОН) 3. При цьому нейтралізується надлишкова кислота, що створює сприятливі умови для проходження процесу цементації МПГ з розчину, що використовується як витравлюють середовища, і для відновлення до металевого стану сольових форм МПГ з осаду-промпродукту.
Процес відновлення МПГ з хлоросолей може бути описаний реакціями типу:
[NH 4] 2 PtCl 6 + 2Fe = Pt + 2FeCl 2 + 2NH 4 Cl ... (1),
(NH 3) 2 PdCl 2 + Fe + 2HCl = Pd + FeCl 2 + 2NH 4 Cl ... (2).
Протіканню реакцій типу 1, 2 передує часткове розчинення твердих солей (в межах їх розчинності) в витравлюють середовищі. Реакції (1, 2) прискорюються при використанні в якості соляно-кислого середовища розчинів, що містять метали платинової групи. На завершальній стадії контакту реакційної маси відбувається додаткове збагачення благородних металів в цементате за рахунок перетворення кислотоупорной фази закису-окису (Fе 3 O 4) в розчинний хлорид заліза по реакції
Fe 3 O 4 + Fe + 8HCl = 4FeCl 2 + 4H 2 O ... (3).
У розчині після вилуговування оксидів заліза і цементації благородних металів залишається деякий, відносно невелика, зміст МПГ, переважно іридію. Отработавший розчин після відділення осаду благородних металів, переважно золота, платини і паладію, підлягає доизвлечения залишкових МПГ іншими відомими способами.
Процес кислотно-відновної обробки осадів-промпродуктов виробництва благородних металів на основі оксидів заліза контролюють візуально за спостереженнями за зміною кольору розчину, зміни величини окисно-відновного потенціалу (ОВП) і (або) рН та (або) за результатами інструментального аналізу проби розчину. Обробку порошком заліза припиняють при переході кольору розчину від червонувато-коричневого до зеленувато-жовтого і (або) у разі зникнення в крапельної пробі суспензії, або при стрибкоподібному зниженні величини ОВП, або при зниженні залишкового вмісту нижче певного заданого межі.
Для забезпечення повноти відділення благородних металів від заліза важливо, щоб кислотність середовища в кінці процесу кислотно-відновної обробки і при відділенні осаду золотоплатінапалладіевого концентрату від відпрацювала середовища була оптимальною (рН на рівні 0-1,5). При рН меншому 1 в відпрацювала кислотному середовищі відносно велике залишковий вміст платини і паладію. Збільшення рН в оптимальному інтервалі сприяє безперервному зниження залишкового вмісту платини і паладію в відпрацювала середовищі. Збільшення рН більше 1,5 небажано, так як сприяє погіршенню якості золотоплатінопалладіевого концентрату внаслідок переходу в осад гідроксиду заліза.
приклад 1
50 г осаду-промпродукту (вологість - 50,3%), що містить в розрахунку на суху масу,%: заліза - 17,8, паладію - 26,0, платини - 1,5, свинцю - 3, распульповалі в 500 мл 2М розчину соляної кислоти. Пульпу нагріли до 95 o С і при підтримці цієї температури перемішували протягом 30 хв. За крапельним пробам реакційної суміші на листку фільтрувального паперу спостерігали перетворення об'ємистої бурою початкової маси в невелику кількість нерозчинного залишку (суспензія) темно-сірого кольору і придбання розчином характерного червонувато-коричного кольору. Отриманий розчин зі зваженим в ньому не розчиняється залишком охолодили до 60 o С. При підтримці температури 60 o С і при перемішуванні до розчину додавали порошок заліза з контролем повноти виділення розчинених металів за кольором крапельної проби розчину. Процес обробки розчину добавками порошку заліза припинили в момент різкого зменшення інтенсивності забарвлення розчину. При цьому в крапельної пробі зникла і фаза суспензії оксидів, замість неї утворився осів на дно склянки щільний осад цементата. Всього витратили 7 г порошку заліза.
Після фільтрації та сушіння осаду отримали 420 мл розчину і 9,03 г маси відмитого і висушеного цементата. Результати визначення вмісту основних компонентів в кінцевих продуктах переробки осаду-промпродукту на основі оксидів заліза наведені в табл. 1.
Дані табл. 1 свідчать про те, що в описаних умовах переробки осаду-промпродукту в розчин перейшло практично всі залізо, яке містилося як в вихідному матеріалі, так і в використаної добавці цементуючого агента. Показники розподілу в цільовий продукт благородних металів склали,%: платини - 98,8, паладію - 99,9, родію - 71, іридію - 29,9, рутенію - 58,3, золота - 99,6.
приклад 2
Осад-промпродукт, що містить МПГ, на основі оксидів заліза переробляли спільно з хлоридним розчином-промпродукти виробництва платини і паладію, так званим платінопалладіевим розчином.
Склад вихідних продуктів наведено в табл. 2.
250 мл хлоридного розчину-промпродукту нагріли до 90 o С і ввели в нього 5 г вологої маси осаду на основі оксидів заліза. Пульпу перемішували при 90 o С протягом 30 хв, потім додали до неї 3,8 г порошку заліза. Добавку вводили до тих пір, поки величина ОВП не перетнула з позитивній області в негативну. При цьому величина рН досягла значення близько 1,0. Пульпу при термообробці ще 20 хв, після чого охолодили і розділили фільтрацією. Після фільтрації та сушіння осаду отримали 280 мл розчину і 4,415 г осаду. Дані щодо змісту основних компонентів в продуктах, отриманих в результаті спільної переробки осаду і розчину - промпродуктов, представлені в табл. 3.
Осад був використаний як платінопалладіевий концентрат афінажної виробництва. Розчин після термообробки був перероблений за чинною схемою доизвлечения благородних металів та санітарної очистки промислових стоків.
приклад 3
Переробка осаду-промпродукту афінажу паладію на основі оксидів заліза спільно з маточним розчином після осадження хлороплатинату амонію.
Характеристика вихідних продуктів представлена в табл. 4.
Осад - промпродукт на основі оксидів заліза (так звані гідроксиди афінажу паладію) 20 г змішали з 200 мл іншого пропродукта афінажної виробництва - маточним розчином від осадження хлороплатинату амонію. Реакційну масу нагріли до 95 o С і перемішували протягом 30 хв, потім поступово ввели в неї 2 г порошку заліза (до стрибкоподібного зниження величини ОВП з 518 до 150 мВ і встановлення рН 0). Продукти кислотно-відновної обробки розділили фільтрацією і проаналізували на вміст благородних металів і деяких неблагородних елементів. Результати аналізу представлені в табл. 5.
Як видно з наведених прикладів, запропонований спосіб переробки осадів-промпродуктов на основі заліза дозволяє швидко відокремлювати платину, паладій і золото від заліза при використанні істотно більш низьких витрат, ніж це характерно для способів-аналогів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб переробки опадів - промпродуктов виробництва благородних металів, що включає вилуговування в кислотному середовищі і осадження растворившейся частини металів платинової групи цементацией, що відрізняється тим, що в якості вихідних опадів - промпродуктов використовують матеріали на основі оксидів заліза, що містять платину і паладій одночасно у вигляді металів і їх хлоросолей, а в якості кислотного середовища - хлоридні розчини, переважно розчин соляної кислоти або розчини - промпродукти виробництва благородних металів, що містять метали платинової групи, як цементуючого агента використовують порошкові матеріали на основі металевого заліза і цементацію здійснюють шляхом введення цементуючого агента в пульпу вилуговування.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відношення обсягу розчину - промпродукту до маси осаду - промпродукту становить величину в межах від 10 до 25 см 3 / г.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що температуру підтримують на рівні 60-95 o С.
4. Спосіб за допомогою одного з пп. 1-3, який відрізняється тим, що витрата цементуючого агента і хлоридного розчину регулюють для встановлення в кінці процесу pH середовища на рівні 0-1,5, а окислювально-відновного потенціалу на рівні 0-250 мВ щодо хлорсеребрянного електрода порівняння.
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.