Переробка платиновміщуючих шламів - Виробництво і застосування платини

При електролітичному рафінуванні міді і нікелю платинові метали концентруються в анодних шламах, де їх зміст залежно від складу початкових руд коливається в широких межах, від десятих доль до декількох відсотків.

Відповідно до основних теоретичних положень в шлами при розчиненні анодів практично без зміни переходять оксиди і сульфіди кольорових металів. Тому основними фазовими складовими нікелевого шламу є сульфіди міді і нікелю (-Cu2S, - Cu2S, Ni3S2, NIS), оксиди (NIO, CUO, Fe2O3, Fe3O4), ферити (NiFe2O4, CuFeO2). Платинові метали в шламах представлені рентгеноаморфними металевими формами.

Безпосередня переробка бідних за змістом благородних металів продуктів, до складу яких входять значні кількості кольорових металів, залоза і сірки, на афінажних підприємствах не проводиться. Тому анодні шлами заздалегідь збагачують різними піро - і гідрометалургійними методами з отриманням концентратів платинових металів. Технологічні схеми збагачення шламів, вживані на різних заводах, розрізняються між собою.

Існуючі схеми побудовані на селективному розчиненні кольорових металів, що містяться в шламах. Благородні метали при цьому залишаються в нерозчиненому осаді, який направляють на афінажне виробництво. Розчин, що містить сульфати кольорових металів, йде в основне виробництво. У багатьох випадках для поліпшення розчинення кольорових металів шлами проходять попередню пірометалургійну підготовку (випалення, спікання, відновну плавку і так далі).

Переробка шламів методом сульфатизації. Метод заснований на тому, що сульфіди, оксиди і інші з'єднання кольорових металів при взаємодії з концентрованою сірчаною кислотою при температурі вище 150 °С утворюють сульфати, які при подальшому вилуговуванні переходять в розчин:

MeS+4H2SO4=MeSO4+4H2O+4SO2;

MeO+H2SO4=MeSO4+H2O;

Me+2H2SO4=MeSO4+2H2O+SO2;

Me2S+6H2SO4=2MeSO4+6H2O+5SO2.

Благородні метали повинні концентруватися в нерозчинному залишку. Технологічна схема сульфатизації шламу приведена на мал. 2.

Згідно схемі, шлам репульпирується в сірчаній кислоті при 60-90 °С протягом 4-6 ч. При цьому в розчин переходить до 30 % нікелю і міді. Благородні метали повністю залишаються в твердому залишку, який піддають сульфатизації протягом 10-12 ч при 250-300 °С. Сульфати кольорових металів і заліза вилуговуються водою, а твердий залишок для видалення кремнієвих кислот обробляють протягом 4 ч 4 М розчином лугу при 80-90 °С. Твердий залишок, що містить до 30 % паладію і платини, направляють на афінаж.

Ця схема має істотний недолік - при температурі сульфатизації вище 200 °С іридій, родій і рутеній більш, ніж на 95 % переходять в розчин.

Тому запропонований спосіб подвійної сульфатизації (мал. 3). Мідний і нікелевий шлами в прийнятих пропорціях поступають на першу стадію сульфатизації, що проводиться при 180-190 °С. Нікель, мідь, залізо більш, ніж на 99 % переходять в розчин. Платинові метали практично повністю залишаються в нерозчинному залишку. Концентрація платини в розчині не перевищує 0.01 міліграм/л.

Нерозчинний залишок більш, ніж в 8 разів збагачується платиновими металами, проте, вміст благородних металів в нім недостатньо для проведення афінажних операцій. Тому його піддають другі сульфатизації при 270-300 °С, Т: ж=1:5, при механічному перемішуванні в перебігу 10-12 ч. Просульфатизований матеріал вилуговується водою при 80-90 °С. При цьому досягається додаткове збагачення нерозчинного залишку платиновими металами приблизно в 2-3 рази.

Залишок після другої сульфатизації і вилуговувань піддають обезкремніванню розварюванням в 5 М розчині лугу при 100 °С. Втрати благородних металів з лужним розчином не перевищують 0.2 %. Цей розчин після нейтралізації скидають. Отриманий концентрат містить 40-45 % платиноїдів і йде на афінаж.

Схема подвійної сульфатизації забезпечує достатньо високе витягання всіх платинових металів в продукти, придатні для афінажних операцій. Недоліками її є невисока продуктивність сульфатизаційного устаткування.

Переробка шламів сульфатизируючим випаленням і електролітичним розчиненням вторинних анодів. На деяких підприємствах збагачення шламів здійснюється з використанням пірометалургійних операцій. Одна з схем цього процесу приведена на мал. 4.

Шлам нікелевого електролізу змішують з шламом мідного електролізу, з якого заздалегідь видалений селен, і цю суміш піддають окисно-сульфатизируючему випаленню в печі з механічним перемішуванням. Випалення протікає в перебігу 10-14 ч при 550-600 °С. При цьому сульфіди міді, нікелю і заліза переходять в сульфати. Платина знаходиться в огарку у вигляді вільних металів.

Огарок після випалення вилуговують 0.5-1.0 М H2SO4 при 80-90 °С і механічному перемішуванні. Сульфати нікелю, мідь, залоза переходять в розчин. Залишок збагачується в 2.5-3.5 разу. Платина в розчинах після вилуговування практично відсутня.

Вищелочний огарок після сушки направляють на відновну плавку і відливання анодів. Плавку ведуть в електропечі при 1700 °С. Отримані шлаки переробляють в електропечах, а збіднені шлаки передають в мідне або нікелеве виробництво. Аноди, збагачені платиновими металами, піддають електролітичному розчиненню в сірчанокислому електроліті. Продуктами електролізу є: анодний шлам, катодна мідна губка і нікелевий розчин.

Для відділення вторинних шламів від мідної губки аноди поміщають в діафрагми з фільтрованої тканини. Анодним шламом є багатий платиновий концентрат. Катодну мідну губку розчиняють в сірчаній кислоті, внаслідок чого мідь переходить в розчин, а залишок є іншим концентратом платинових металів.

Таким чином, технологічна схема збагачення шламів з використанням окисно-сульфатизируючего випалення і електролітичного розчинення вторинних анодів дозволяє отримати селективні концентрати, що значно полегшує процес афінажу.

Афінаж. Концентрати платинових металів, отримані безпосередньо з корінних руд або після переробки анодних шламів, і шліхову платину з розсипних руд передають на афінажі заводи для отримання платиноїдів. Технологічні схеми афінажу платинових металів налічують десятки взаємозв'язаних операцій з численними оборотами розчинів і напівпродуктів, з поступовим виділенням тих з'єднань, з яких безпосередньо можна отримати очищені платинові метали.

Похожие статьи




Переробка платиновміщуючих шламів - Виробництво і застосування платини

Предыдущая | Следующая