| 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 RU2164255
СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ благородних металів ІЗ ПРОДУКТІВ, ЩО МІСТЯТЬ ХЛОРИД СРІБЛА, метали платинової групи І ЗОЛОТО
Ім'я винахідника: Сидоренко Ю.А .; Єфімов В.М .; Москальов А.В .; Єльцин С.І.
Ім'я патентовласника: ВАТ "Красноярський завод кольорових металів"
Адреса для листування: 660027, г.Красноярск, Транспортний проїзд 1, ВАТ "Красноярський завод кольорових металів", відділ науки
Дата початку дії патенту: 1999.02.04
Винахід відноситься до металургії благородних металів і може бути використано для переробки продуктів, що містять хлорид срібла, золото, метали платинової групи, неблагородні елементи переважно водонерозчинних залишків пилевозгонов афінажних виробництв. Спосіб включає плавку вихідного матеріалу в присутності флюсів, що утворюють оксид лужного металу, відділення сплаву з переважним вмістом срібла від шлаку, розчинення цього сплаву в розчині азотної кислоти, осадження з азотнокислого розчину гідроксидів металів - домішок при Рн = 2 - 5, відновну плавку металів платинової групи з нерастворим залишку сплаву і гідроксидів. Спосіб дозволяє зменшити витрати на рафінування сплаву, зменшити вміст благородних металів в шлаках, зробити більш повне очищення нітратного розчину срібла від домішок металів платинової групи в процесі гідролізу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до металургії благородних металів і може бути використано при виробництві срібла і металів платинової групи (МПГ).
У виробництві благородних металів неминуче утворюються різні нецільові продукти і відходи, що містять, поряд з неблагородною основою, цінні компоненти, в тому числі срібло - як в металевій, так і в хлоридной формі. До числа таких продуктів відносяться пил і концентрат пилу (КП), що утворюються при очищенні запилених газів пірометалургійних переділів афінажної виробництва (концентратом пилу називають водонерозчинних залишок пилу, що виходить в результаті промивання електрофільтрів).
Характерною особливістю зазначених продуктів є те, що їх основа представлена великим числом різних неблагородних елементів і їх з'єднань, головними з яких є:
- Легколетучие компоненти (селен, телур, свинець, вісмут і ін.);
- Хлориди срібла і неблагородних елементів, що утворюються в результаті взаємодії частинок пилу з хлором або містять хлор сполуками;
- Сажистий вуглець, утворюється з відведених пічних газів в результаті реакції диспропорціонування CO при зниженні температури;
- Кремнезем та інші водонерозчинні оксиди, які є найбільш типовими компонентами термообробних шихт.
Концентрат пилу характеризується наступним змістом благородних металів,%: Pt - 0,08-0,25; Pd - 0,15-0,35; Rh - 0,05-0,15; Ir - 0,03-0,1; Ru - 0,1-0,3; Au - 0,05 - 0,15; Ag - 5-15.
Відомий спосіб вилучення благородних металів з концентрату пилу афінажної виробництва, який включає: змішування вихідного КП з 5-6 кратним кількістю магнезитового порошку, випалення суміші при 350 o C, вилуговування недогарка соляною кислотою, відділення нерозчинного залишку (Н.О.) від хлоридного розчину , вилуговування н.О. в аміачної воді (з перекладом срібла в аміачний розчин і концентрування МПГ і золота в Н.О. аміачного вилуговування), збагачувальну плавку Н.О. Хлоридні розчини, отримані при солянокислом розчиненні недогарка, упарюють до сухих солей, які прокаливают і використовують потім поряд з магнезитової футеровкою для змішування з новою порцією КП. [Патент РФ N 2006508 за заявкою N 5027777 від 17.02.92 р "Спосіб вилучення благородних металів з концентрату пилу афінажної виробництва". Автори: Голубова Е.А., Золотов А. Ф.]
Недоліками способу-аналога є велика тривалість технологічного циклу вилучення цінних компонентів внаслідок сильного разубоживания вихідного концентрату пилу магнезитом і надзвичайно повільного протікання реакцій твердофазного взаємодії містяться в концентраті пилу хлоридів з оксидом магнію (при прийнятих температурах випалу), а й великі витрати на упаривание хлоридних розчинів і прогартовування сухих солей.
Найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється є спосіб вилучення срібла з матеріалів, що містять хлорид срібла, домішки золота і метали платинової групи. [Патент РФ N 2096506 за заявкою N 96113774/02 від 05.07.96 р "Спосіб вилучення срібла з матеріалів, що містять хлорид срібла, домішки золота і метали платинової групи". Автори: Лолейт С.І., Калмиков Ю.М., Ільченко Г.А. та ін. - БІ, 1997, N 32, с. 281]. Даний спосіб прийнятий за прототип.
У прототипна способі вихідний матеріал плавлять в суміші з добавками, що утворюють оксид лужного металу, з отриманням сплаву з переважним вмістом срібла, відокремлюють сплав з переважним вмістом срібла від шлаку і піддають його очищення від домішок шляхом продувки розплаву сухим повітрям у присутності кальцинованої соди, очищене срібло гранулюють і розчиняють в азотній кислоті, відокремлюють н.О. від нітратного розчину, з нітратного розчину осаджують гідроксид, гідроксиди використовують для отримання з них концентрату МПГ гідрометалургійним шляхом.
Недоліки прототипного способу:
- Великі витрати на вогняне рафінування сплаву з переважним вмістом срібла;
- Перехід значної частини благородних металів в шлак в процесі продувки розплаву повітрям;
- Недостатня повнота очищення нітратного розчину срібла від домішок МПГ в процесі гідролізу.
Пропонований спосіб забезпечує можливість отримання більш високих показників вилучення благородних металів в цільові продукти внаслідок виключення освіти багатого по благородних металів рафінованого шлаку і більш повного переходу МПГ і золота в осад гідроксидів.
Цей технічний результат досягається способом, що включає плавку вихідного матеріалу, що містить хлорид срібла, метали платинової групи і золото, що представляє собою переважно водонерозчинних залишок пилевозгонов афінажних виробництв, в присутності флюсів, що утворюють оксид лужного металу, відділення сплаву з переважним вмістом срібла від шлаку, розчинення срібла в розчині азотної кислоти, осадження з азотнокислого розчину срібла гідроксидів металів-домішок відповідно до винаходу розчиненню в азотній кислоті піддають безпосередньо сплав з переважним вмістом срібла, осадження гідроксидів металів домішок ведуть до встановлення Рн в межах від 2 до 5, отримання концентрату металів платинової групи з нерастворим залишку чорнового срібла і гідроксидів здійснюють шляхом відновної плавки. Як флюс, що містить оксиди лужних металів, використовують оксидний шлак на основі силікатів натрію і кальцію, що утворюється в афінажних виробництві благородних металів, а шихта для плавки продукту, що містить хлорид срібла, має склад, мас.%:
Продукт, що містить хлорид срібла - 40 - 60
Оксид кальцію - 5-15
Шлаки - Все інше
Спосіб заснований на використанні позитивної ролі домішок неблагородних елементів, зокрема, таких як залізо, сурма, олово, телур, селен в процесах розчинення сплаву з переважним вмістом срібла і гидролитической очищення нітратного розчину від домішок.
Зазначені домішки неблагородних елементів (особливо, сурма і олово) формують в сплаві з переважним вмістом срібла кислототривкі фази металів платинової групи. При розчиненні такого сплаву в азотній кислоті МПГ концентруються переважно в не розчиняється залишку. Та частина домішок неблагородних елементів (головним чином, заліза, селену, телуру), яка перейшла зі сплаву в нітратний розчин, виконує роль колектора (сорбенту), що сприяє більш повному Співосадження МПГ з осадом гідроксидів в процесі гидролитической очищення розчину.
Оптимальний інтервал використовуваних значень pH ведення процесу гидролитической очищення обраний експериментальним шляхом. При pH менше 2 очищення нітратного розчину від домішок практично не відбувається. При нейтралізації нітратного розчину до pH = 2 відбувається утворення істотного кількості осаду гідроксидів, переважно, на основі сурми, олова, заліза і телуру, і співосадження з ними значної частини МПГ. Збільшення pH в межах від 2 до 5 сприяє безперервному зростанню вилучення в осад гідроксидів одночасно заліза, міді, селену і металів платинової групи. Збільшення pH вище 5 небажано, тому що не дає істотного приросту вилучення МПГ в осад гідроксидів, але зате викликає сильне зростання маси осаду за рахунок переходу в нього свинцю і срібла, що призводить до зниження вилучення в нітратний розчин срібла і ускладнює процес отримання всіх благородних металів .
В процесі відновної плавки гідроксидів, виділених в процесі очищення нітратних розчинів, з добавками флюсів, при температурі 1200 - 1300 o C, неблагородні елементи частково отгоняются в газову фазу, частково шлакуються, а МПГ разом з домішками золота і срібла утворюють багатий по їх змісту важкий сплав, який може бути перероблений відомими способами.
Використання відновлювальної плавки для концентрування МПГ з гідроксидів є кращим (в порівнянні з невосстановітельной плавкою), так як забезпечує більш високе вилучення благородних металів в важкий цільової сплав і покращує його окремі технологічні властивості.
Так як оксидні шлаки на основі силікатів натрію і кальцію, що утворюються в афінажних виробництві, містять до 70% силікатів натрію і кальцію, то використання їх при плавці в якості флюсу, що містить оксид лужного металу, є досить перспективним і дозволяє скоротити витрати виробництва. В основі використання шлаків афінажної виробництва в якості флюсів лежить здатність силікатів натрію і кальцію вступати в реакції типу (1) лужно-термічного відновлення срібла з його хлориду
2AgCl + 2Na 2 O · SiO 2 + CO = 2Ag + Na 2 O · 2SiO 2 + 2NaCl + CO 2 (1)
Умови процесу вилуговування сплаву з переважним вмістом срібла азотною кислотою в пропонованому способі не відрізняються від умов, які використовуються в інших аналогічних способах. Витяг срібла з отриманого і очищеного від МПГ нітратного розчину і може бути здійснено відомими способами.
Приклади використання.
Приклад 1. Взяли 200 г (по сухій масі) концентрату пилу, що містить: 20,1% - хлориду срібла, 0,25% - платини, 0,31% - паладію, 0,1% - родію, 0,08% - іридію, 0,2% - рутенію, 0,09% - золота, додали 200 г гранульованого оксидного шлаку на основі силікатів натрію і кальцію, що утворюються в афінажних виробництві, і 44,4 г оксиду кальцію. Всі компоненти шихти перемішали, помістили в шамотна тигель і піддали плавці в лабораторній електропечі при температурі 1300 o C протягом 60 хвилин.
В результаті плавки отримали 62,4 г сплаву з переважним вмістом срібла, що містить 0,80% - платини, 1,0% - паладію, 0,32% - родію, 0,25% - іридію, 0,64% - рутенію, 0,29% - золота, 48,1% - срібла, 1,0% - міді, 1,0% - заліза, 16,0% - свинцю, 1,0% - вісмуту, 4,0% - селену, 6 , 3% - телуру, 5,3% - олова, 9,5% - сурми.
При плавці було отримано 249,0 г шлаку, що містить 0,1% срібла, і що не містить МПГ і золота (за даними спектрального аналізу).
Отриманий сплав з переважним вмістом срібла чорнового срібла розділили на дві рівні частини і одну з них піддали переробці згідно запропонованого способу (див. Продовження прикладу 1), а другу - відповідно до способу-прототипу (див. Приклад 2).
Наважку отриманого при плавці сплаву з переважним вмістом срібла масою 31,2 г піддали розчиненню протягом двох годин в розчині азотної кислоти (64%, 14 М) при температурі 80 o C, при Т: Ж = 1: 1.2, з перемішуванням розчину. Відокремили фільтрацією не розчиняється осад від азотнокислого розчину, промили осад невеликою кількістю води, розчин від промивання приєднали до основного розчину.
В результаті було отримано 60 мл азотнокислого розчину, який (за даними аналізу ICP) містив, г / л: Pt - 0,083; Pd - 1,30; Rh - 0,167; Ir - 0,467; Ru - 0,167; Au - 0,233; Ag - 241,3; Cu - 3,9; Fe - 0,4; Pb - 70,7; Bi - 4,2; Se - 12,5; Ті - 13,1; Sn - 1,9.
Маса нерастворим залишку (після сушки) склала 12,1 м Отриманий н. о. містив,%: Pt - 2,0; Pd - 1,9; Rh - 0,74; Ir - 0,41; Ru - 1,57; Au - 0,62; Ag - 4,3; Cu - 0,64; Fe - 2,4; Pb - 6,2; Bi -0,5; Se - 4,1, Te - 9,8; Sn - 12,7.
Не розчиняється залишок (Н.О.) використовували для приготування шихти для збагачувальної плавки. Для цього до 12,1 г Н.О. додали 4.6 г кальцинованої соди і 1,7 г коксика, суміш перемішали, помістили в шамотна тигель і піддали плавці в електропечі при температурі 1300 o C протягом 45 хвилин.
В результаті плавки отримано 5,09 г цільового важкого сплаву, що містить (за даними спектрального аналізу): 4,8% - платини, 4,5% - паладію, 1,8% - родію, 1,0% - іридію, 3, 7% - рутенію, 1,5% - золота, 10,2% - срібла. Сплав подібного складу може бути підданий афінаж з використанням відомих методів. При плавці було і отримано 7,2 г шлаку, що не містить (за даними спектрального аналізу) МПГ і золота.
Азотнокислий серебросодержащий розчин піддали гидролитической очищенні від металів-домішок. Для цього до 60 мл вихідного розчину при температурі 60 o C додавали розчин лугу (3N NaOH) до досягнення pH = 3,0. Витрата розчину лугу становив 43 мл.
Осад гідроксидів, в який з розчину перейшла більша частина МПГ, близько 85% заліза, 10% міді, 11% свинцю, 7% вісмуту, 40% селену, 90% телуру і 2,1% срібла, відфільтрували, висушили і піддали збагачувальної плавці . Для цього до 2,68 г осаду гідроксидів додали 1 г кальцинованої соди, 0,5 г силикатно-натрієвого скла, 0,3 г коксика. Компоненти шихти перемішали, помістили в алундові тигель і піддали плавці в електропечі при температурі 1300 o C протягом 30 хвилин.
В результаті плавки отримано 0,956 г цільового важкого сплаву, що містить 8,26% МПГ і золота, 31,3% срібла, 31% телуру, 10,4% селену, 15,6% свинцю і 2,1% міді. Даний сплав може бути підданий афінаж з використанням відомих методів як концентрат платинових металів. При плавці було отримано 1,5 г шлаку, що не містить МПГ, золота і срібла.
В якості третьої цільового продукту, який може бути далі спрямований на осадження срібла з використанням різних відомих методів, отримано 100 мл розчину, що містить, г / л: Ag - 141,7; Pt - 0,022; Pd - 0,32; Rh - 0,052; Ir - 0,115; Ru - 0,053; Au - 0,095; Pb -37,7; Cu - 2,1; Se - 4,5; Te - 0,76; Fe - 0,04; Bi - 2,3; Sn - 1,0.
Таким чином, пряме витяг срібла в нітратний розчин з вихідного продукту - КП при використанні заявляється способу склало 95,8% (з урахуванням запуску на азотнокисле розчинення 50% маси отриманого при плавці сплаву з переважним вмістом срібла). Пряме витяг МПГ і золота (в сумі) в цільові сплави з вихідного КП склало 93,6%.
Приклад 2. Взяли сплав з переважним вмістом срібла, отриманого при плавці концентрату пилу (умови плавки см. В прикладі 1). Сплав містив,%: платина - 0,80; паладій - 1,0; родій - 0,32; іридій - 0,25; рутеній - 0,64; золото - 0,29; срібло - 48,1; мідь - 1,0; залізо - 1,0; свинець - 16,0; вісмут - 1,0; селен - 4,0; телур - 6,3; олово - 5,3; сурма - 9,5.
Сплав з переважним вмістом срібла в кількості 31,2 г помістили в алундові тигель, додали 20 г кальцинованої соди і піддали рафінувальні плавці в електропечі при температурі 1150 o C. Отриманий розплав піддали продувке повітрям протягом 30 хвилин. Після відділення шлаку було отримано 18,6 г сплаву на основі срібла, який був підданий грануляції в водному середовищі. Отриманий гранулят на основі срібла мав наступний склад,%: платина - 1,02; паладій - 1,18; родій - 0,43; іридій - 0,38; рутеній - 0,91; золото - 0,38; срібло - 68,8; мідь - 1,3; залізо - 0,09; свинець - 5,9; вісмут - 0,7; селен - 4,8; телур - 6,9; олово - 1,6; сурма - 2,2.
Було отримано 24,5 г шлаку, який містив,%: платина - 0,24; паладій - 0,37; родій - 0,08; іридій - 0,04; рутеній - 0,12; золото - 0,08; срібло - 9,0.
Гранулят на основі срібла (18,6 г) піддали розчиненню протягом двох годин в розчині азотної кислоти (64%, 14М) при температурі 80 o C, з перемішуванням розчину. Відокремили фільтрацією не розчиняється осад від азотнокислого розчину, промили осад водою, розчин від промивання приєднали до основного розчину.
В результаті було отримано 50 мл азотнокислого розчину, який (за даними ICP) містив, г / л: Pt - 0,16; Pd - 1,76; Rh - 0,2; Ir - 0,4; Ru - 0,28; Au - 0,24; Ag - 248,2; Cu - 3,7; Fe - 0,02; Pb - 18,4; Bi - 1,8; Se - 10,8; Te - 10,2; Sn - 0,6; Sb - 0,8.
Маса нерастворим залишку (після сушки) склала 6,1 м Отриманий н. о. містив,%: Pt - 3,0; Pd - 2,2; Rh - 1,1; Ir - 0,8; Ru - 2,5; Au - 0,95; Ag - 6,3; Cu - 1,0; Fe - 0,2; Pb - 3,0; Bi-0,5; Se - 5,8; Te - 12,6; Sn - 4,4; Sb - 5,9.
Азотнокислий серебросодержащий розчин піддали гидролитической очищенні від металів-домішок. Для цього до 50 мл вихідного розчину при температурі 60 o C додавали розчин лугу (3N NaOH) до досягнення pH = 5,0. Витрата розчину лугу становив 40 мл.
Після фільтрації пульпи і сушки осаду отримали 1,85 г осаду гідроксидів металів-домішок, що містить,%: Pt - 0,27; Pd - 2,65; Rh - 0,26; Ir - 0,54; Ru - 0,29; Au - 0,18; Ag - 13,5. За способом-прототипу даний осад переробляють гідрометалургійних методами з отриманням концентрату платинових металів.
В якості третьої цільового продукту отримано 86 мл розчину, що містить, г / л: Ag - 141,4; Pt - 0,035; Pd - 0,45; Rh - 0,06; Ir-0,12; Ru - 0,10; Au - 0,10. Даний розчин згідно способу-прототипу піддають електролізу з метою отримання аффинированного срібла.
Таким чином, за способом-прототипу пряме витяг срібла в нітратний розчин з вихідного сплаву з переважним вмістом срібла чорнового срібла, отриманого плавкою концентрату пилу, склало 81,1%. Пряме витяг МПГ і золота зі сплаву з переважним вмістом срібла в не розчиняється залишок від азотнокислого розчинення гранульованого срібного сплаву і в осад гідроксидів металів-домішок (в сумі), склало 70,1%, що значно нижче, ніж при використанні заявляється способу (95, 8% і 93,6% відповідно).
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб вилучення благородних металів з продуктів, що містять хлорид срібла, метали платинової групи і золото, переважно з водонерозчинного залишку пилевозгонов афінажних виробництв, що включає плавку вихідного матеріалу в присутності флюсів, що утворюють оксид лужного металу, відділення сплаву з переважним вмістом срібла від шлаку, розчинення срібла в розчині азотної кислоти, осадження з азотнокислого розчину срібла гідроксидів металів-домішок, отримання концентрату МПГ з гідроксидів металів-домішок, що відрізняється тим, що розчинення в азотній кислоті піддають безпосередньо сплав з переважним вмістом срібла, осадження гідроксидів металів-домішок ведуть до встановлення рН 2 - 5, отримання концентрату МПГ з нерастворим залишку чорнового срібла і гідроксидів здійснюють шляхом відновної плавки.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості флюсу, що містить оксиди лужних металів, використовують оксидний шлак на основі силікатів натрію і кальцію, що утворюється в афінажних виробництві благородних металів, а шихта для плавки продукту, що містить хлорид срібла, має наступний склад, мас.%:
Продукт, що містить хлорид срібла - 40 - 60
Оксид кальцію - 5 - 15
Шлаки - Все інше
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.