Платину содержащие шламы

Платину содержащие шламы

При электролитическом рафинировании меди и никеля платиновые металлы концентрируются в анодных шламах, где их содержание в зависимости от состава исходных руд колеблется в широких пределах, от десятых долей до нескольких процентов.
В соответствии с основными теоретическими положениями, приведенными в предыдущей главе, в шламы при растворении анодов практически без изменения переходят оксиды и сульфиды цветных металлов. Поэтому основными фазовыми составляющими никелевого шлама являются сульфиды меди и никеля (α-Cu2S, p-Cu2S, Ni3S2, NiS), оксиды (NiO, CuO, Fe2О3, Fe3О4), ферриты (NiFe2О4, CuFeО2).
 
В медном шламе никель находится в виде бунзенита NiO, медь — в виде оксида Cu2О, теллур — в виде теллурида серебра типа гессита Ag2Te; констатировано наличие селенида серебра типа науманита Ag2Se. Платиновые металлы в шламах представлены рентгеноаморфными металлическими формами.
 
Непосредственная переработка бедных по содержанию благородных металлов продуктов, в состав которых входят значительные количества цветных металлов, железа и серы, на аффинажных предприятиях не производится. Поэтому анодные шламы предварительно обогащают различными пиро- и гидрометаллургическими методами с получением концентратов платиновых металлов. Технологические схемы обогащения шламов, применяемые на различных заводах, различаются между собой.
 
Существующие схемы построены на селективном растворении цветных металлов, содержащихся в шламах. Благородные металлы при этом остаются в нерастворенном осадке, который направляют на аффинажное производство. Раствор, содержащий сульфаты цветных металлов, идет в основное производство. Во многих случаях для улучшения растворения цветных металлов шламы проходят предварительную пирометаллургическую подготовку (обжиг, спекание, восстановительную плавку и т. д.).      
 

Переработка шламов методом сульфатизации

Метод сульфатизации основан на том, что сульфиды, оксиды и другие соединения цветных металлов при взаимодействии с концентрированной серной кислотой при температуре выше 150 °С образуют сульфаты, которые при последующем выщелачивании переходят в раствор:
 
MeS + 4H2SО4 = MeSO4 + 4Н2О + 4SО2;
 
MeO + H2SО4 = MeSО4 + H2О;
 
Me + 2H2SО4 = MeSО4 + 2H2О + SО2;
 
Me2S + 6H2SО4 = 2MeSО4 + 6H2О + 5SО2.
 
Благородные металлы должны концентрироваться в нерастворимом остатке.  Шлам репульпируется в серной кислоте при 60—90 °С в течение 4—6 ч. При этом в раствор переходит до 30 % никеля и меди. Благородные металлы полностью остаются в твердом остатке, который подвергают сульфатизации в течение 10—12 ч при 250—300 °С. Сульфаты цветных металлов и железа выщелачивается водой, а твердый остаток для  удаления кремнекислоты обрабатывают в течение 4 ч 4 М раствором щелочи при 80— 90 °С. Твердый остаток, содержащий до 30 % палладия и платины, направляют на аффинаж. Щелочный раствор после нейтрализации сбрасывают.
 
При температуре сульфатизации выше 200 °С иридий, родий и рутений более, чем на 95 % переходят в раствор, который направляют в цех электролиза никеля. Благородные металлы в процессе очистки электролита от железа теряются с отвальным железистым осадком. Родий и частично рутений можно извлечь из растворов сульфатизации цементацией никелевым порошком; иридий не цементируем я практически полностью теряется.
 
Поэтому предложен способ двойной сульфатизации . Медный и никелевый шламы в принятых пропорциям поступают на первую стадию сульфатнзации, проводимую при 180—190 °С. Никель, медь, железо более, чем на 99 % переходят в раствор. Платиновые  металлы  практически полностью остаются в нерастворимом остатке. Концентрация платины, родия, иридия в растворе не превышает 0,01 мг/л, рутений переходит в раствор менее, чем на 2,0 %. Нерастворимый остаток более, чем в 8 раз обогащается платиновыми металлами, тем не менее, содержание благородных металлов в нем еще недостаточно для проведения аффинажных операций. Поэтому его подвергают второй сульфатизации при 270—300 °С, Т:Ж=1:5, при механическом перемешивании в течение 10—12 ч. Просульфатизированный материал выщелачивают водой при 80—90 °С. При этом достигается дополнительное обогащение нерастворимого остатка платиновыми металлами примерно в 2—3 раза.
 
Однако в растворы сульфатизации переходит основная масса родия, иридия, рутения и серебра. Поэтому растворы направляют на осаждение серебра хлористым натрием при 80—90 °С. Выпавший хлорид серебра отфильтровывают, и полученный концентрат, содержащий 70—75 % Ag, подвергают аффинажным операциям. Раствор далее упаривают и осаждают серой или тиомочевиной палладий, родий, рутений, иридий при повышенной температуре в автоклаве.
Для этой операции можно использовать также сульфид натрия, тиоамидное волокно и другие реактивы. Осадок после прокалки содержит до 20 % суммы благородных металлов и передается в аффинажное производство. Содержание благородных металлов в растворе после осаждения не превышает 5 мг/л. Эти растворы можно передавать в никелевое производство. 
Остаток после второй сульфатизации и выщелачивания подвергают обескремниванию разваркой в 5 М растворе щелочи при 100 °С. Потери благородных металлов со щелочным раствором не превышают 0,2 %. Этот раствор после нейтрализации сбрасывают. Полученный концентрат содержит 40—45 % платиноидов и идет на аффинаж.
 
Содержащийся в шламах селен извлекают из газов сульфатизации и прокалки. Теллур в случае  необходимости можно извлечь из сернокислых растворов второй стадии сульфатизации.
Схема двойной сульфатизации обеспечивает достаточно высокое извлечение всех платиновых металлов в продукты, пригодные для аффинажных  операций. Недостатками её являются невысокая производительность сульфатизационного оборудования и сложность извлечения иридия, рутения, родия из растворов второй стадии сульфатизации.
 
Переработка шламов сульфатизирующим обжигом и электролитическим растворением вторичных анодов. На некоторых предприятиях обогащение шламов осуществляется с использованием пирометаллургических операций.  Шлам никелевого электролиза смешивают со шламом медного электролиза, из которого предварительно удален селен, и эту смесь подвергают окислительно-сульфатизирующему обжигу в печи с механическим перемешиванием. Обжиг протекает в течение 10—14 ч при 550—600 °С. При этом сульфиды меди, никеля и железа переходят в сульфаты. Платина и палладий, а также большая часть иридия, родия и рутения, находятся в огарке в виде свободных металлов. Некоторая часть (3—15 %) иридия, родия и рутения, вероятно, переходит в оксиды. Более 50 % Os, в соответствии с ранее приведенными термодинамическими расчетами, окисляется и переходит в газовую фазу в виде OsО4.
 
Огарок после обжига выщелачивают 0,5—1,0 М H2SО4 при 80—90 °С и механическом перемешивании. Сульфаты никеля, меди, железа переходят в раствор. Остаток обогащается по платиновым металлам в 2,5—3,5 раза.
Платина и палладий в растворах после выщелачивания практически отсутствуют. Иридий, родий, рутений и осмий, которые в процессе обжига могут образовать оксиды, частично переходят в раствор. Состав растворов после выщелачивания, г/л: 45—50 Сu, 70—90 Ni, 15—25 H2SO4 и небольшие количества родия, рутения, иридия. Их направляют в ванны для обезмеживания. При этом в катодную медь переходит родий и часть рутения. Медь отправляют на анодную плавку, а раствор — на выщелачивание огарка. При накоплении никеля в растворе он передается в цех электролиза.
 
Выщелоченный огарок после сушки направляют на восстановительную плавку и отливку анодов. Плавку ведут в электропечи при 1700 °С. Потери благородных металлов в этом процессе незначительны, так как они коллектируются металлической фазой. Полученные шлаки перерабатывают в обеднительных электропечах, а обедненные шлаки передают в медное или никелевое производство. Аноды, обогащенные платиновыми металлами, подвергают электролитическому растворению в сернокислом электролите. Продуктами электролиза являются: анодный шлам, катодная медная губка и никелевый раствор.
 
Для отделения вторичных шламов от медной губки аноды помещают в диафрагмы из фильтровальной ткани, анодный шлам представляет собой богатый платиновый концентрат. Катодную медную губку растворяют в серной кислоте, в результате чего медь переходит в раствор, а остаток является другим концентратом платиновых металлов. Никелевый раствор выводят на операцию цементации платиновых металлов никелевым порошком при 90—100°С и расходе никелевого порошка для осаждения родия и части рутения. Раствор направляют на извлечение иридия и рутения. Осадок после извлечения является также платиновым концентратом.
 
Таким образом, технологическая схема обогащения шламов с использованием окислительно-сульфатизирующего обжига и электролитического растворения вторичных анодов позволяет получить селективные концентраты, что значительно облегчает процесс аффинажа.
Кроме того, схема обеспечивает достаточно полное извлечение не только платины, палладия, родия, но и рутения и иридия, при небольшом расходе реагентов. Недостатком ее является сравнительно низкое извлечение осмия.
Вы читаете, статья на тему платину содержащие шламы

Добавить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>