Платина
Уральского хребта были найдены большие залежи платиновых руд. В уральских
месторождениях минералы платиновых металлов генетически связаны с
глубинными ультраосновными породами, главным образом, с дунитами.
Таблица 4.
Средний состав уральской россыпной и коренной платины, %
|Тип месторождения |Pt |
|Россыпная |77.5 |
|Коренная |76.7 |
|Средний состав аффинируемой платины |78.4 |
В канадских месторождениях платина встречается в виде сперилита PtAs2,
куперита PtS и некоторых более редких минералов. Однако большая часть
платиновых металлов находится в сульфидах в виде твердого раствора.
Содержание платины в рудах достигает 1.5-2.0 грамма на 1 тонну руды.
Примерно такой же минералогический состав имеют южноафриканские руды,
кроме того здесь найдена самородная платина и ферроплатина.
Каждому типу руд и их минеральным разновидностям свойственны свои
особенности платиновой минерализации, обусловленные различной
обогащенностью платиновыми металлами, различным соотношением платины,
палладия, иридия, родия, рутения и осмия, а также различием форм нахождения
металлов.
Многообразие типов руд и различие форм нахождения платиновых металлов в
медно-никелевых рудах вызывает большие сложности с полнотой извлечения
платиновых металлов в готовые концентраты, направляемые в металлургическую
переработку.
Получение платиновых металлов из россыпей.
Россыпи платиновых металлов, образованные в результате разрушения
коренных пород, известны во многих странах, но промышленные запасы в
основном сосредоточены в Колумбии, Бразилии и Южной Африке.
Процесс извлечения платиновых металлов из россыпей сводится к двум
группам операций: добыче песков и их обогащению гравитационными методами.
Пески можно добывать подземными и открытыми способами; как правило,
применяют открытые горные работы, выполняемые в два этапа: вскрыша пустой
породы и добыча платинусодержащих песков. Добычу песков обычно совмещают с
их гравитационным обогащением в одном агрегате, например, драге.
Добытая горная масса из дражных черпаков поступает в промывочную бочку,
где осуществляется дезинтеграция и грохочение. Процесс дезинтеграции горной
массы в бочке происходит посредством механического разделения и размыва ее
водой при перекатывании породы внутри бочки и орошении напорной струей
воды. Порода при этом разделяется на два продукта: верхний (галька, крупные
камни, неразмытые камни глины) не содержит платины и направляется в отвал;
нижний поступает последовательно на шлюзы, отсадочные машины и
концентрационные столы. В результате обогащения получается шлиховая
платина, содержащая до 70-90 % платиновых металлов. Ее направляют на
аффинаж.
Извлечение платины при обогащении сульфидных платинусодержащих руд.
Технологические схемы извлечения платиновых металлов при обогащении
вкрапленных руд определяются формами нахождения этих металлов в данном
месторождении. Если платиновые металлы представлены самородной платиной и
ферроплатиной, то в технологическую схему обогащения входит операция по
получению гравитационного концентрата, содержащего повышенные концентрации
платиновых металлов. Если в рудах платиновые металлы, в частности платина,
находятся в виде магнитной ферроплатины, то обычно применяют магнитную
сепарацию с последующей переработкой богатого продукта либо в отдельном
цикле, либо совместно с никелевым концентратом в пирометаллургическом
процессе. Первую схему применяют, например, для обогащения
платинусодержащих руд Южной Африки.
Технологический процесс гравитационно-флотационного обогащения
южноафриканских руд включает дробление исходной руды с последующим тонким
измельчением ее в две стадии в шаровых мельницах, работающих в замкнутом
цикле с гидроциклонами.
Свободные зерна самородной платины отделяют в цикле измельчения на
шлюзах с кордероевым покрытием. Полученные концентраты подвергают
перечистке на концентрационных столах с получением гравитационного
концентрата, содержащего 30-35 % Pt, 4-6 % Pd и 0.5 % других металлов
платиновой группы.
Пульпу после выделения гравитационного концентрата сгущают и направляют
на флотацию. Конечным продуктом флотации является концентрат, содержащий:
3.5-4.0% Ni, 2.0-2.3% Cu, 15.0% Fe, 8.5-10.0% S; сумма платиновых металлов
110-150 г/т. Этот концентрат поступает в металлургическую переработку.
Извлечение платиновых металлов в цикле обогащения достигает 82-85 %.
Бедная вкрапленная руда месторождения Садбери подвергается дроблению,
измельчению с последующей флотацией и магнитной сепарацией. В результате
получается никелевый концентрат, содержащий платиновые металлы, медный
концентрат, в состав которого входят золото и серебро, и пирротиновый
концентрат, практически не имеющий благородных металлов.
При обогащении вкрапленных руд отечественных месторождений получаются
два концентрата: медный и никелевый. Значительные потери металлов-спутников
с хвостами обогащения объясняются тем, что они ассоциированы с пирротином,
уходящим в отвал.
Поведение платины при металлургической переработке сульфидных
платинусодержащих руд и концентратов.
Основные технологические операции переработки медно-никелевых концентратов.
При обогащении сульфидных медно-никелевых руд получаются медный и
никелевый концентраты, перерабатываемые по сложной технологической схеме
(см. Приложение №1, рис.1.)
Никелевый концентрат после агломерации или окатывания плавят в
электротермических (реже отражательных) печах, в результате чего получают
штейн и шлак. 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 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 подвергают
восстановительной плавке на аноды в дуговых электропечах. Аноды подвергают
электрорафинированию; 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, 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 платины при переработке сульфидного
сырья.
Пирометаллургические процессы.
При переработке сульфидных руд пирометаллургическими способами
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
температур.
Таблица 5.
Свободные энергии окисления сульфидов.
| |Уравнение |(GТ, Дж/моль О2 при |
|Реакция |свободной |температуре, К |
| |энергии |1173 1273 |
| |(GТ, Дж/моль |1573 |
|PtS(тв)+2O2(г)=PtO2(тв)+SO2|-228000+87.5·
| |  скачать работу |
Платина |
