Способ извлечения платиновых металлов из содержащего их материала

 

Способ может быть использован для получения платины и палладия из концентрата платиноидов, полученных в процессе переработки золотосодержащего сырья, после извлечения основного количества золота и серебра. Способ извлечения платиновых металлов из содержащего их материала включает плавку исходного сырья, которую ведут в присутствии флюсов, осаждение концентрата платиноидов из обеззолоченного раствора с помощью тиосульфата натрия, с последующей промывкой. Затем ведут сушку, отделение шлаков и гранулирование, разрушение избытка азотной кислоты карбамидом. Из полученной пульпы, содержащей драгоценные металлы, осуществляют фильтрование нерастворимого осадка, в основном хлорида серебра и хлорида свинца. Проводят обработку фильтрата железом (II) сернокислым, осаждение золотого шлама, обработку раствора, содержащего платину и палладий, хлористым аммонием, получение платины и палладия в виде солей хлорпалладата и хлорплатината, прокалку их при температуре 750 - 900^oC до получения губчатой платины и губчатого палладия. Получают платину и палладий более дешевым способом и с высокой степенью их извлечения. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение касается получения платины и палладия из концентрата платиноидов, полученных в процессе переработки золотосодержащего сырья после извлечения основного количества золота и серебра.

Образующийся концентрат платиноидов получается методом тиосульфатного осаждения из обеззолоченных растворов. Эти концентраты платиноидов необходимо перерабатывать с целью дополнительного извлечения золота, серебра и индивидуальных материалов - платины и палладия.

Известен способ получения платиновых металлов ("Аффинаж платиновых металлов" ст.кн. "Металлургия благородных металлов". Под ред. И.Н.Масленицкого и др. -М.: Металлургия, 1987, с. 408-414-аналог), включающий растворение сырья в царской водке, разрушение азотной кислоты, осаждение золота, обработку обеззолоченного раствора хлористым аммонием, получение губчатой платины.

Недостатками указанного способа являются применение дорогостоящих и взрывоопасных реагентов, длительность и сложность выделения платины и сбросных растворов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является (пат. РФ N 2065502, кл. C 22 B 11/00, 1994, публ. 1996 - прототип) способ извлечения платиновых металлов из содержащего их материала, включающий плавку исходного сырья, обработку его раствором царской водки, осаждение платиновых металлов из раствора царской водки.

Недостатками указанного способа являются большой объем строенных растворов, применение дорогостоящих реагентов, сложность утилизации органических реагентов и низкое извлечение драгметаллов.

Техническим результатом изобретения является получение платины и палладия более дешевым способом и с высокой степенью их извлечения.

Технический результат достигается за счет того, что способ извлечения платиновых металлов из содержащего их материала, включающий плавку исходного сырья, обработку раствором царской водки, осаждение платиновых металлов из царсководочного раствора, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют обеззолоченные растворы, содержащие платиновые металлы, перед плавкой проводят обработку исходного раствора тиосульфатом натрия с осаждением концентрата платиновых металлов с последующим отделением осадка фильтрацией, промывкой его, сушкой, плавке подвергают полученный после сушки концентрат платиновых металлов, проводят плавку в печи в присутствии флюса с получением расплава металла и шлака, осуществляют охлаждение с последующим отделением слитка металла от шлака, проводят расплавление слитка и гранулирование, обработке раствором царской водки подвергают полученный гранулированный концентрат платиновых металлов, а после осаждения платиновых металлов из царсководочного раствора ведут разрушение избытка азотной кислоты карбамидом, из полученной пульпы, содержащей драгоценные металлы, отфильтровывают нерастворимый осадок в основном хлорид серебра и хлорид свинца, затем осадок промывают, сушат, плавят и полученное серебро направляют на переработку, а фильтрат обрабатывают железом /II/ сернокислым с последующим отделением полученного нерастворимого золотосодержащего остатка фильтрацией, полученный золотой шлам расплавляют, а обеззолоченный раствор-фильтрат, содержащий платину и палладий, нагревают и обрабатывают хлористым аммонием с осаждением платины в виде соли хлорплатината, после чего раствор, содержащий палладий, обрабатывают вначале раствором хлористого аммония и затем раствором азотной кислоты с осаждением палладия в виде соли хлорпалладата, полученную пульпу отстаивают, охлаждают и отфильтровывают, осадок на фильтре обрабатывают раствором хлористого аммония, затем обезвоживают его, сушат и прокаливают для получения губчатых платины и палладия, а фильтрат и промывные воды объединяют и направляют на осаждение оставшихся количеств платины и палладия с помощью тиосульфата натрия, причем перед плавкой исходного сырья обеззолоченный раствор нагревают до 80-100^oC, осаждение золота железом (II) сернокислым ведут при нагреве раствора до 70-90^oC, а раствор-фильтрат, содержащий платину и палладий, нагревают до 60-80^oC и обрабатывают 10%-ным раствором хлористого аммония, осадок на фильтре, после осаждения солей хлорплатината и хлорпалладата, обрабатывают 5%-ным раствором хлористого аммония, а прокаливание хлорплатината и хлорпалладата ведут при температуре 750-900^oC, причем золотой шлам на фильтре перед плавкой промывают горячей водой (70-80^oC), затем обезвоживают и сушат его, а в качестве флюсов применяют порошок кальцинированной соды, селитру и порошок буры.

Пример 1 (см. схему). Обеззолоченный раствор, получаемый на участке вторичного золота после осаждения основного количества золота и серебра, заливают в реактор для осаждения платины и палладия, раствор нагревают до 80^oC.

В полученный раствор при перемешивании добавляют насыщенный раствор тиосульфата натрия. Процесс осаждения платиноидов протекает по реакциям Полученную пульпу отфильтровывают, осадок платиноидов на фильтре промывают горячей водой (70^oC) до нейтральной реакции, обезвоживают, сушат и отправляют на плавку, которую проводят с целью концентрирования благородных металлов, снижения содержания серы, селена, теллура и других примесей.

В плавильный тигель печи совместно загружают концентрат платиноидов с флюсами - кальцинированная сода в порошке, селитра (для отшлаковки селена и теллура) и бура в порошке, нагревают печь и ведут плавку при 800^oC. Перемешивают расплав мешалкой по всему объему и определяют его готовность к розливу. Повторно перемешивают и разливают в изложницу, температура которой перед литьем должна быть выше температуры окружающей среды для предотвращения конденсации на ней влаги и выбросов расплава.

Расплав в изложнице охлаждают и кристаллизуют до полного затвердевания металла и шлака. Слиток выбивают из изложницы и отделяют от шлака. Удаляют остатки шлака со слитка.

Затем готовые слитки плавят, расплав перемешивают и разливают через промежуточный тигель в подводный контейнер через гранулятор и по окончании стекания воды перетаривают гранулы, которые передают на участок растворения.

Полученный гранулированный концентрат платиноидов загружают через верхний люк реактора, ведут растворение в 2 стадии: сначала подают раствор царской водки (1:5) в объеме, необходимом для растворения основного количества (порядка 80%) исходного сырья и растворяют при перемешивании. Процесс растворения сырья идет сначала медленно, но по мере увеличения температуры пульпы за счет выделения тепла процесс развивается бурно. Процесс выщелачивания проводят при соотношении Т:Ж=1:5 при перемешивании в соответствии с реакциями Температура пульпы в процессе выщелачивания повышается от 20 до 80^oC. Пульпу перемешивают со скоростью 40-50 об/мин. По окончании реакции перемешивание прекращают и дают пульпе отстояться в течение 30 мин.

Раствор декантируют через нутч-фильтр в промежуточный сборник, откуда направляют на осаждение золота.

К нерастворимому остатку добавляют следующую порцию царской водки (1:3) и продолжают процесс выщелачивания до полного прекращения реакции. Избыточная кислотность пульпы не превышает 50 г/л. Для удаления избытка азотной кислоты в реактор при перемешивании вводят насыщенный раствор карбамида. Реакция нейтрализации протекает по реакции HNO₃+CO(NH₂)₂_ HNO₃CO(NH₂)₂. По окончании операции выщелачивания золото, платина, палладий, медь, железо находятся в растворе, а серебро и свинец в виде хлористого серебра и хлористого свинца находятся в осадке, который подают на фильтрацию на нутч-фильтр. Нерастворимый остаток, содержащий хлориды серебра и свинца, промывают на фильтре горячей водой (70^oC) при соотношении Т:Ж=1:3 до отсутствия драгоценных металлов в промывной воде. Скорость фильтрации пульпы составляет 0,20 м³/м²ч.

Нерастворимый остаток обезвоживают, сушат и плавят. Серебро, полученное после плавки, направляют на дальнейшую переработку, а фильтрат и промывные воды, содержащие драгоценные металлы, объединяют и направляют в сборник для дальнейшего осаждения золота.

Раствор, содержащий драгоценные металлы, заливают в высадочный реактор для отделения золота от платиновых металлов. Осаждение золота ведут насыщенным раствором железа (II) сернокислого, которое селективно и практически полностью осаждает золото, причем кислотность раствора может колебаться в широких пределах. Осаждение золота ведут при перемешивании и подогреве (70^oC). Процесс осаждения золота описывается уравнением AuCl₃+3Fe(SO₄) _ Au+Fe₂(SO₄)₃+FeCl₃. Полученную пульпу фильтруют на нутч-фильтре. Осадок - золотой шлам - на фильтре промывают горячей водой (70^oC) до нейтральной реакции. Промывной раствор объединяют с фильтратом. Золотой шлам обезвоживают, сушат и направляют на плавку. Обеззолоченный раствор-фильтрат направляют на извлечение из него платины и палладия.

Раствор, содержащий платину и палладий, заливают в высадочную емкость и нагревают до температуры 60^oC и при перемешивании приливают 10%-ный раствор аммония хлористого. Процесс выделения платины в виде соли хлорплатината описывается реакцией H₂PtCl₆+2NH₄Cl _ (NH₄)₂(PtCl₆)₄+2HCl
Полученную пульпу отстаивают и охлаждают до 20^oC, затем фильтруют на нутч-фильтре, промывают 5%-ным раствором аммония хлористого, обезвоживают, сушат и прокаливают в муфельной печи при 800^oC до губчатой платины, а фильтрат направляют на осаждение палладия.

Раствор, содержащий палладий, заливают в реактор. Перед осаждением для полной уверенности, что палладий находится в четырехвалентном состоянии, в реактор добавляют необходимое количество азотной кислоты для окисления до прекращения реакции. Процесс окисления описывают следующим образом:
H₂(PdCl₄)+2HNO₃+2HCl _ H₂(PdCl₆)+2NO₂+Q.
Раствор в реакторе подогревают до температуры 80^oC и при перемешивании приливают 10%-ный раствор аммония хлористого. Процесс выделения палладия в виде соли хлорпалладата описывают реакцией
H₂PdtCl₆+2NH₄Cl _ (NH₄)₂(PdtCl₆)+2HCl.
Полученную пульпу отстаивают и охлаждают до 20^oC и фильтруют на нутч-фильтре, осадок промывают 5%-ным раствором хлористого аммония на фильтре, обезвоживают, сушат и прокаливают при температуре 800^oC до губчатого палладия.

Фильтрат и промывные воды объединяют и направляют на осаждение оставшихся количеств платины и палладия тиосульфатом натрия.

Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1, но обеззолоченный раствор нагревают до 100^oC, температуру же пульпы в процессе выщелачивания повышают от 20 до 100^oC, а нерастворимый остаток, содержащий хлориды серебра и свинца, промывают на фильтре горячей водой, температура которой 80^oC, осаждение золота раствором железа (II) сернокислого ведут при подогреве раствора до 90^oC, а раствор, содержащий платину и палладий, подогревают до 80^oC.

Пример 3. Осуществляют аналогично примеру 1, но прокаливание хлорплатината и хлорпалладата ведут при температуре 900^oC.

Формула изобретения

1. Способ извлечении платиновых металлов из содержащего их материала, включающий плавку исходного сырья, обработку раствором царской водки, осаждение платиновых металлов из царсководочного раствора, отличающийся тем, что в качестве исходного материала используют обеззолоченные растворы, содержащие платиновые металлы, перед плавкой проводят обработку исходного раствора трисульфатом натрия с осаждением концентрата платиновых металлов с последующим отделением осадка фильтрацией, промывкой его, сушкой, плавке подвергают полученный после сушки концентрат платиновых металлов, проводят плавку в печи в присутствии флюсов с получением расплава металла и шлака, осуществляют охлаждение с последующим отделением слитка металла от шлака, проводят расплавление слитка и гранулирование, обработке раствором царской водки подвергают полученный гранулированный концентрат платиновых металлов, а после осаждения платиновых металлов из царсководочного раствора ведут разрушение избытка азотной кислоты карбамидом, из подученной пульпы, содержащей драгоценные металлы, отфильтровывают нерастворимый осадок, в основном хлорид серебра и хлорид свинца, затем осадок промывают, сушат, плавят и полученное серебро направляют на переработку, а фильтрат обрабатывают железом (II) сернокислым с последующим отделением подученного нерастворимого золотосодержащего остатка фильтрацией, подученный золотой шлам расплавляют, а обеззолоченный раствор-фильтрат, содержащий платину и палладий, нагревают и обрабатывают хлористым аммонием с осаждением платины в виде соли хлорплатината, после чего раствор, содержащий палладий, обрабатывают вначале раствором хлористого аммония и затем раствором азотной кислоты с осаждением палладия в виде соли хлорпалладата, полученную пульпу отстаивают, охлаждают и отфильтровывают, осадок на фильтре обрабатывают раствором хлористого аммония, затем обезвоживают его, сушат и прокаливают для получения губчатых платины и палладия, а фильтрат и промывные воды объединяют и направляют на осаждение оставшихся количеств платины и палладия с помощью тиосульфата натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед плавкой исходного сырья обеззолоченный раствор нагревают до 80-100^oC.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение золота железом (II) сернокислым ведут при нагреве раствора до 70-90^oC.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор-фильтрат, содержащий платину и палладий, нагревают до 60-80^oC и обрабатывают 10%-ным раствором хлористого аммония.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осадок на фильтре, после осаждения солей хлорплатината и хлорпалладата, обрабатывают 5%-ным раствором хлористого аммония.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокаливание хлорплатината и хлорпалладата ведут при температуре 750-900^oC.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что золотой шлам на фильтре перед плавкой промывают горячей водой 70-80^oC, затем обезвоживают и сушат.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве флюсов используют порошок кальцинированной соды, селитру и порошок буры.

РИСУНКИ

Рисунок 1