Переработка платиновой руды
При обогащении сульфидных медно-никелевых руд получаются медный и никелевый концентраты, перерабатываемые по сложной технологической схеме. Никелевый концентрат после агломерации или окатывания плавят в электротермических (реже отражательных) печах с получением штейна и шлака. Шлак на некоторых заводах после грануляции и измельчения подвергают флотации для извлечения взвешенных частиц штейна, содержащих платиновые металлы. Штейн, концентрирующий основную массу платиновых металлов, проходит операцию конвертирования с получением шлаков, направляемых на обеднительную электроплавку, и файнштейна, который медленно охлаждается, дробится, измельчается и флотируется с получением медного концентрата, перерабатываемого в медном производстве, и никелевого, направляемого на обжиг в печах кипящего слоя.
При охлаждении файнштейна компоненты претерпевают кристаллизацию в следующей последовательности: первичные кристаллы сульфида меди→двойная эвтектика, состоящая из сульфидов меди и никеля,→тройная эвтектика, состоящая из сульфидов меди, никеля и медно-никелевого металлического сплава. Металлический сплав, выход которого на различных заводах составляет 8—15 %, коллектирует до 95 % платиновых металлов, содержащихся в файнштейне. Поэтому на некоторых заводах металлическую фазу выделяют магнитной сепарацией и направляют на восстановительную плавку с получением анодов.
Полученную после обжига никелевого концентрата закись никеля подвергают восстановительной плавке на аноды в дуговых электропечах. Аноды подвергают электрора-финированию; выпадающий на аноде шлам концентрирует основную массу платиновых металлов.
Платиновые металлы, находящиеся в медном концентрате, после обжига, отражательной плавки, конвертирования и огневого рафинирования концентрируются в медных анодах, откуда после электрорафинирования переходят в медный шлам. Медный и никелевый шламы обогащают с получением концентратов, содержащих до 60 % платиновых металлов. Эти концентраты направляют на аффинаж.
В последние годы для переработки медных и никелевых концентратов предложены высокоинтенсивные автогенные процессы: плавка в жидкой ванне, взвешенная плавка, кислородно-взвешенная плавка и др. Применяют также гидрометаллургическую переработку платинусодержащих сульфидных концентратов с использованием окислительного автоклавного выщелачивания, соляно- и сернокислое выщелачивание, хлорирование при контролируемом потенциале и другие процессы.
Таким образом, платиновые металлы в процессе пиро- и гидрометаллургической переработки подвергают воздействию окислителей при температурах до 1200—1300 °С, действию кислот при высоких окислительных потенциалах среды, анодному растворению при значительных электроположительных потенциалах. Поэтому необходимо рассмотреть поведение этих металлов в различных процессах с целью создания условий для повышения извлечения их в принятых и проектируемых технологических схемах переработки платинусодержащих сульфидных медно-никелевых концентратов.
Физико-химические основы поведения платиновых металлов при переработке сульфидного сырья . Пирометаллургические процессы
При переработке сульфидных руд пирометаллургическими методами благородные металлы частично теряются с отвальными шлаками, пылями и газами. Для теоретической оценки возможности таких потерь и создания условий для их уменьшения большой интерес представляет зависимость свободных энергий образования оксидов и сульфидов благородных металлов от температуры.
Оксид золота не может существовать при обычных условиях, оксид серебра распадается уже при слабом нагревании (около 470 К), оксиды платиновых металлов в атмосфере кислорода устойчивы и при повышенных температурах.
В системе Ir—О (Ро2 =0,1 МПа) в парах присутствуют IrО3(Г) и IrO2(Г), причем выше 1780 К преобладает IrO2(г). Свободные энергии образования газообразных диоксидов платины и палладия , родия имеют высокие положительные значения, поэтому
и равновесные упругости этих соединений будут, по-видимому, невелики.
В системе Ru—О (при Ро2=0,1 МПа высокие отрицательные значения свободных энергий образования характерны для RuO4(r) и RuО3(г), поэтому равновесные давления этих оксидов будут достаточно высоки, причем ниже 1270 К в газовой фазе преобладает тетраоксид рутения, выше этой температуры содержание RuO3 больше, чем RuO4. При температурах выше 1870 К в газовой фазе может присутствовать RuO2(r). Последний преобладает в парах при температурах —2400 К.
В системе Os—О (при Р о,=0,1 МПа) ниже 1480 К в газовой фазе преобладает OsO4(г). Выше этой температуры POsO3 > POsO4. Триоксид осмия будет основным компонентом в парах, даже при очень высоких температурах (-2300 К) Сульфиды благородных металлов в атмосфере серы относительно устойчивее, чем соответствующие оксиды этих же металлов в атмосфере кис-
лорода. В этом отношении благородные металлы более (похожи) на медь, чем на железо или никель, характеризуем стабильными окисленными формами .
При 1173 и 1573 К наиболее интенсивно должны протекать процессы окисления сульфидов серебра и палладия, затем — окисление сульфидов рутения, осмия, иридия и родия . С ними могут конкурировать реакции окисления сульфидов с образованием газообразных оксидов . К сожалению, приведенные данные можно использовать при работе с чистыми платиновыми металлами или их соединениями. В большинстве реальных объектов содержания платиновых металлов невелики (десятки или сотни грам-
мов на тонну). Поэтому для термодинамических расчетов реальных процессов необходимо учитывать активности платиновых металлов в сульфидных продуктах. Однако в литературе такие данные практически отсутствуют.
Тем не менее термодинамические расчеты позволяют оценить поведение и предсказать потери платиновых металлов в различных пирометаллургических процессах переработки руд и концентратов, содержащих эти металлы.
Вы читаете, статья на тему переработка платиновой руды