| 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 RU2211251
СПОСІБ селективного вилучення металів платинової групи
З анодного шламів
Ім'я винахідника: Петрик Віктор Іванович
Ім'я патентовласника: Петрик Віктор Іванович
Адреса для листування: 109369, Москва, Новочеркаський б-р, буд.55, кв.240, І.К. Осколкова
Дата початку дії патенту: 2001.09.04
Винахід відноситься до області гідрометалургії, а саме до вилучення шляхом електролізу металів платинової групи з анодних шламів, що утворюються при електрорафінування міді і нікелю. Технічним результатом винаходу є спрощення способу отримання металів платинової групи з мідних і нікелевих шламів, підвищення чистоти одержуваних металів до 99,95-99,98%, а й забезпечення можливості роздільного отримання металів платинової групи в єдиному технологічному циклі обробки шламу. Крім того, технічним результатом є можливість повної автоматизації процесу, виключення пірометалургійних стадій і, як наслідок, виключення дорогих систем газоочистки, пиловловлювання, зливів розчинів і т.п. Спосіб вилучення металів платинової групи з мідних і нікелевих анодних шламів включає розчинення анодного шламу і електролітичне виділення металів. При цьому розчинення анодного шламу здійснюють шляхом його обробки азотною кислотою, а електролітичне виділення металів виробляють шляхом потенціостатичні електролізу на лінії потенціостатичні осередків, кожна з яких містить тривимірний пористий електрод з вуглецевого матеріалу. Робочий потенціал кожного катода відповідає певному металу платинової групи. При залишкової концентрації металів у відпрацьованому електроліті на виході лінії потенціометричних осередків 1-5 мг / л метали концентрують шляхом пропускання відпрацьованого електроліту через щонайменше одну колону з твердим екстрагентом і реекстрагіруют з поверненням в початок циклу електролітичного виділення металів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області гідрометалургії, а саме до вилучення шляхом електролізу металів платинової групи з анодних шламів, що утворюються при електрорафінування міді і нікелю.
Шлами електролітичного рафінування міді і нікелю містять значну кількість платинових металів, тому переробці шламів приділяють велику увагу.
Відомі методи спільного виділення декількох металів шляхом електроекстракціі, що полягає в катодному виділенні металу після того, як він переведений з шламу в розчин, а розчин підданий очищенню (Б.Б. Дамаскін і О. А. Петрий "Електрохімія", Москва, "Вища школа ", 1987, с.274). Недоліком даного способу є спільне виділення декількох металів на катоді, що тягне за собою складні і дорогі процеси їх поділу.
Відомі способи переробки мідних і нікелевих шламів з метою отримання платинових металів (І.П. Федотов і ін. "Прикладна електрохімія", "Хімія", Ленінградське відділення, 1967, с.30, 91). Спосіб полягає в випалюванні шламу, вилуговування в сірчаної кислоти, подальшому плавленні твердого залишку вилуговування, після чого отриманий металевий сплав, який містить в основному мідь і платиноїди, відливають у аноди і піддають електролізу в розчині сірчаної кислоти. Основна маса платиноїдів випадає в шлам, ще деякий їх кількість утворюється в процесі вилуговування губчастої міді, що осіла на катоді. Цей залишок вилуговування і шлам є концентрат платинових металів, вміст яких досягає в ньому 50%. Концентрат направляють на розділення і афінаж.
Недоліками даного способу є його складність, многоступенчатость, невисока ступінь вилучення металів, а й необхідність подальшого поділу металів.
Відомий спосіб вилучення металів, що включає розчинення анодного шламу в кислоті і електролітичне виділення металів з отриманого розчину ( "Основи металургії", т.5, під ред. Н.С. Грейвера і ін., Москва, Металургія, 1968, с.347) . Недоліком способу є неможливість роздільного отримання металів, а й недостатня чистота одержуваних металів.
Технічним результатом винаходу є спрощення способу отримання металів платинової групи з мідних і нікелевих шламів, підвищення чистоти одержуваних металів до 99,95-99,98%, а й забезпечення можливості роздільного отримання металів платинової групи в єдиному технологічному циклі обробки шламу. Крім того, технічним результатом є можливість повної автоматизації процесу, виключення пірометалургійних стадій і, як наслідок, виключення дорогих систем газоочистки, пиловловлювання, зливів розчинів і т.п.
Поставлена технічна задача вирішується тим, що в способі вилучення металів платинової групи з мідних і нікелевих анодних шламів, що включає розчинення анодного шламу і електролітичне виділення металів, розчинення анодного шламу здійснюють шляхом його обробки азотною кислотою, а електролітичне виділення металів виробляють шляхом потенціостатичні електролізу на лінії потенціостатичні осередків, кожна з яких містить тривимірний пористий електрод з вуглецевого матеріалу, при цьому робочий потенціал кожного катода відповідає певному металу платинової групи.
Як правило, обробку азотною кислотою здійснюють в автоклаві при температурі 200-250 o С, при мольному співвідношенні метал / кислота, що дорівнює 1 / 4-1 / 6, а електролітичне виділення металів виробляють з 1М - 3М азотнокислих розчинів.
Як правило, електролітичне виділення металів виробляють при швидкості електроліту 500-3500 л / год і щільності струму 1-40 А / м 2 поверхні катода.
Зокрема, робочий потенціал кожного катода визначають шляхом попередніх потенціометричних вимірювань для конкретного виду анодного шламу.
Для ще більшого збільшення ступеня вилучення металів при залишковій концентрації металів у відпрацьованому електроліті на виході лінії потенціометричних осередків 1-5 мг / л метали концентрують шляхом пропускання відпрацьованого електроліту через щонайменше одну колону з твердим екстрагентом і реекстрагіруют з поверненням в початок циклу електролітичного виділення металів .
При цьому в якості твердого екстрагенту використовують матрицю з модифікованого полістіролдівінілбензольного полімеру з активною фазою з тріалкілфосфатов, і / або амонієвих підстав, і / або фосфиноксидов.
СПОСІБ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ наступним чином
В автоклаві при підвищеній температурі і тиску близько 100 атм. в азотній кислоті розчиняються всі концентрати металів. Їх концентрація досягає 5 мг / л. Після розчинення азотнокислий розчин за допомогою насоса прокачують через лінію потенціостатичні осередків, що представляє собою кілька ємностей (по числу виділених металів, наприклад, 8) циліндричної форми, з'єднаних послідовно. Стінки циліндрів виконують функцію анодів. У кожному циліндрі розміщений тривимірний пористий вуглецевий катод; кожен циліндр забезпечений потенціостат, що забезпечує контрольований, що задається заздалегідь потенціал, відповідний його виділяє металу і здатний підтримувати незмінним напруга на катоді. Так, для виділення платини підтримується напруга близько 12 В, паладію - близько 1 В. Конкретну величину напруги для кожного металу визначають експериментально шляхом попередніх потенціометричних вимірювань.
Параметри режимів електростатичного виділення металів обрані експериментально виходячи з максимальної ефективності способу.
У кожному циліндричній посудині на катоді виділяється метал, відповідний потенціалу катода.
На виході лінії потенціостатичні осередків залишкова концентрація металів в електроліті становить 1-5 мг / л. З відпрацьованого електроліту метали концентруються твердими екстрагентами (ТВЕКС) при пропущенні відпрацьованого електроліту і реекстрагіруются з поверненням в цикл в міру насичення колони.
ТВЕКС є твердий екстрагент на основі матриці з модифікованого полістіролдівінілбензольного полімеру і активних фаз з тріалкілфосфатов, і / або амонієвих підстав, і / або фосфиноксидов. Екстракція металів проходить ефективно до рівня 0,02 мг / л, після чого розчин вливається в початок циклу.
Приклад конкретного виконання
У титановий автоклав ємністю 8 літрів завантажується 2 кг платинового концентрату К-2 (анодного шламу) і заливається 60% азотна кислота в кількості 4 літрів. Автоклав закривається і при температурі 250 o С здійснюється розтин шламу. Тривалість процесу 4 години. Після закінчення процесу розчин розбавляється до кислотності 2М, фільтрується і подається на лінію потенціостатичні осередків для виділення металів. Значення потенціалу катода кожного осередку відповідає виділенню певного металу платинової групи.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб вилучення металів платинової групи з мідних і нікелевих анодних шламів, що включає розчинення анодного шламу і електролітичне виділення металів з розчину, що відрізняється тим, що розчинення анодного шламу здійснюють шляхом його обробки азотною кислотою, а електролітичне виділення металів виробляють шляхом потенціостатичні електролізу на лінії потенціостатичні осередків, кожна з яких містить тривимірний пористий електрод з вуглецевого матеріалу, при цьому потенціалу кожного катода задають значення, відповідне виділення певного металу платинової групи.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обробку азотною кислотою здійснюють в автоклаві при температурі 200-250 o С.
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що обробку анодного шламу азотною кислотою здійснюють при мольному співвідношенні метал / кислота, що дорівнює 1 / 4-1 / 6, а електролітичне виділення металів виробляють з 1М - ЗМ азотнокислих розчинів.
4. Спосіб за допомогою одного з пп. 1-3, який відрізняється тим, що електролітичне виділення металів виробляють при швидкості електроліту 500-3500 л / год і щільності струму 1-40 А / м 2 поверхні катода.
5. Спосіб за допомогою одного з пп. 1-4, який відрізняється тим, що робочий потенціал кожного катода визначають шляхом попередніх потенціометричних вимірювань для конкретного виду анодного шламу.
6. Спосіб за допомогою одного з пп. 1-5, який відрізняється тим, що при залишковій концентрації металів у відпрацьованому електроліті на виході лінії потенціометричних осередків 1-5 мг / л метали концентрують шляхом пропускання відпрацьованого електроліту через щонайменше одну колону з твердим екстрагентом і реекстрагіруют з поверненням в початок циклу електролітичного виділення металів.
7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що в якості твердого екстрагенту використовують матрицю з модифікованого полістіролдівінілбензольного полімеру з активною фазою з тріалкілфосфатов, і / або амонієвих підстав, і / або фосфиноксидов.
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.