Платина
№1,
рис.2). Медный и никелевый шламы в принятых пропорциях поступают на первую
стадию сульфатизации, 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 в растворе
не превышает 0.01 мг/л.
Нерастворимый остаток более, чем в 8 раз обогащается платиновыми
металлами, тем не менее, содержание благородных металлов в нем недостаточно
для проведения аффинажных операций. Поэтому его подвергают второй
сульфатизации при 270-300 °С, Т:Ж=1:5, при механическом перемешивании в
течении 10-12 ч. Просульфатизированный материал выщелачивается водой при 80-
90 °С. При этом достигается дополнительное обогащение нерастворимого
остатка платиновыми металлами примерно в 2-3 раза.
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.
Схема двойной сульфатизации обеспечивает достаточно высокое извлечение
всех платиновых металлов в продукты, пригодные для аффинажных операций.
Недостатками ее являются невысокая производительность сульфатизационного
оборудования.
Переработка шламов сульфатизирующим обжигом и электролитическим
растворением вторичных анодов.
На некоторых предприятиях обогащение шламов осуществляется с
использованием пирометаллургических операций. Одна из схем этого процесса
приведена на рис. 3., Приложение №1.
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 течении 10-14 ч при 550-600 °С. При этом сульфиды меди, никеля
и железа переходят в сульфаты. Платина находится в огарке в виде свободных
металлов.
Огарок после обжига выщелачивают 0.5-1.0 М H2SO4 при 80-90 °С и
механическом перемешивании. Сульфаты никеля, меди, железа переходят в
раствор. Остаток обогащается в 2.5-3.5 раза. Платина в растворах после
выщелачивания практически отсутствует.
Выщелочный огарок после сушки направляют на восстановительную плавку и
отливку анодов. Плавку ведут в электропечи при 1700 °С. 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 фильтрованной 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.
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.
Аффинаж.
Концентраты платиновых металлов, полученные непосредственно из коренных
руд или после переработки анодных шламов, и шлиховую платину из россыпных
руд передают на аффинажные заводы для получения платиноидов.
Технологические схемы аффинажа платиновых металлов насчитывают десятки
взаимосвязанных операций с многочисленными оборотами растворов и
полупродуктов, с постепенным выделением тех соединений, из которых
непосредственно можно получить очищенные платиновые металлы.
Сырье для получения платиновых металлов.
Сырьем для получения платиновых металлов служат: шлиховая платина,
извлекамая при разработке и обогащении россыпей, концентраты, выделяемые в
результате обогащения и гидрометаллургической обработки анодных шламов
электролиза никеля и меди, лом вторичных платиновых металлов и другие
отходы.
Шлиховая платина - это смесь зерен самородной платины, представляющая
собой сплав платиновых металлов с железом, медью, никелем и другими
элементами. Для шлиховой платины характерен следующий состав: до 85-90% Pt;
1-3% Ir; менее1% Rh и Ru; до 15% Fe.
Обогащенные анодные шламы содержат, %:
Pd……….35-45 Te……….1.5-2.5 Se………1.0-1.67
Pt………..15-20 Cu………0.7-2.5 Rh……….0.4-0.6
Ag………..8-10 Ni……….0.6-2.5 Ru…….0.08-0.15
S……….2.0-5.0 Au………1.5-2.0 Ir……...0.04-0.08
Fe………1.5-4.0
Переработка шлиховой платины.
Шлиховую платину вследствие высокого содержания в ней платины и
относительно малого количества загрязняющих элементов - серы и цветных
металлов - перерабатывают по относительно простой схеме. Главнейшими
операциями являются растворение, доводка растворов и избирательное
осаждение отдельных платиновых металлов.
Первый этап переработки шлиховой платины - ее растворение в царской
водке, которую готовят смешением соляной кислоты (плотность 1.12) и азотной
(плотность 1.58) в объемном отношении 3 : 1. Вследствие высокой плотности
шлиховой платины и быстрого оседания ее на дно реактора растворение
осуществляют в чане с набором тарелок или при интенсивном перемешивании с
помощью механических мешалок.
Вначале шлихи растворяют без подогрева, так как в первое время реакция
растворения протекает весьма энергично, а затем (через 4-5 ч) подогревают
до 110-120 °С, что ускоряет процесс растворения, который заканчивается
примерно через сутки. Растворение платины идет по следующей реакции:
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O.
В раствор переходит свыше 99% платины. Количество нерастворимого остатка
обычно находится в пределах 4-6% поступающей на растворение массы шлиховой
платины. В этом остатке содержится до 10% платины.
Для последующего избирательного осаждения платины в виде нерастворимого
хлороплатината аммония (NH4)2[PtCl6] необходимо предварительно перевести
иридий (IV) и палладий (IV) соответственно в иридий (III) и палладий (III),
иначе при осаждении платины хлористым аммонием иридий (IV) и палладий (IV)
также выпадут в осадок в виде труднорастворимых соединений (NH4)2[PdCl6] и
(NH4)2[IrCl6], загрязняющих платиновый осадок.
Раствор обрабатывают последовательно 5-, 12.5- и 25%-ным раствором
хлористого аммония. При этом платина выпадает в осадок в виде
хлороплатината:
H2[PtCl6]+2NH4Cl=(NH4)2[PtCl6]+2HCl
Полученный хлороплатинат отфильтровывают и промывают на фильтре 5%-ным
раствором хлористого аммония. Осадок хлороплатината прокаливают в муфельных
электропечах в течении 10-12 ч с постепенным повышением температуры до 1000
°С. При этом образуется губчатая платина, содержащая примеси других
металлов. Поэтому ее измельчают, повторно растворяют в царской водке и
переосаждают в виде хлороплатината аммония.
Очищенная платиновая губка имеет светло-серый цвет с металлическим
блеском: при ударе она должна мыться, не рассыпаясь в порошок. Платина
поставляется потребителю в слитках.
Переработка вторичного платинусодержащего сырья.
Как правило, все разновидности платинусодержащего сырья перерабатывают
на аффинажных и металлургических предприятиях. Сырьем для аффинажных
заводов служат лом изделий из платины и сплавов благородных и цветных
металлов; платиновые концентраты (не менее 10 % Pt), получаемые на заводах
вторичных благородных металлов при переработке бедного сырья и т. п.
На металлургические заводы направляют сырье, сравнительно бедное по
содержанию платиновых металлов, например, отработанные катализаторы
некоторых типов, содержащие 0.05-0.5 % Pt.
Переработку отработанных катализаторов на основе оксида алюминия условно
осуществляют двумя методами обеспечивающими: 1) выделение основы (Al2O3) с
получением концентрата благородных металлов; 2) извлечение благородных
металлов, не затрагивая при этом основы.
К методам первой группы относятся различные варианты сульфатизации. Так
называемая “сухая” сульфатизация осуществляется смачиванием материала
концентрированной серной кислоты, взятой в трехкратном избытке по отношению
к твердому, и прокаливанием при 300 °С. Процесс осуществляют в подовых
печах с механическим перегребанием или во вращающихся трубчатых печах.
Охлажденный спек выщелачивают водой. Выход нерастворимого остатка
составляет 12-13 % массы исходного материала. При переработке катализатора
АП-56 содержание платины в кеке выщелачивания повышается до 4.6-4.8 %. Если
растворение спека вести в 10 %-ном растворе H2SO4, то содержание платины в
полученном концентрате достигает 7.5-8.5 %.
В целях повышения качества концентратов предложена комбинированная
технологическая схема, включающая предварительное сернокислотное
выщелачивание оксида алюминия в 1
| |  скачать работу |
Платина |
