Способ переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы

Способ переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы, включает распульповку концентрата в воде, введение в пульпу окислителя и последующую обработку полученной смеси кислотой. При этом после распульповки концентрата в воде в пульпу вводят хлорат натрия в количестве, необходимом для окисления содержащихся в концентрате железа до степени окисления 2+ и фосфора до степени окисления 5+. Полученную реакционную смесь обрабатывают серной или соляной кислотой до достижения значения рН, равного 1,0 - 0,0, прогревают и отделяют раствор, содержащий соли железа и фосфат-ионы от осадка, содержащего металлы платиновой группы. Технический результат заключается в переведении в раствор основной части содержащегося в концентрате железа без образования при этом вредных и взрывоопасных веществ и концентрировании металлов платиновой группы в отдельном промпродукте. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов (БМ) и может быть использовано в технологии переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы.

Концентраты такого типа могут образовываться при пирометаллургических способах переработке отработанных катализаторов нефтехимической промышленности и автомобильных катализаторов с последующим измельчением получаемых сплавов. Основным компонентом концентратов является железо, массовая доля которого составляет (65-90)%. В меньших концентрациях могут присутствовать никель, медь, кремний, алюминий. Из металлов платиновой группы, как правило, присутствуют: платина (0-5)%, палладий (0-10)% и родий (0-1.0)%.

Начальной стадией переработки любых концентратов, содержащих металлы платиновой группы, является их растворение. При этом часто возникают проблемы разнопланового характера. В одних случаях они сопряжены с низкой активностью сырья. В других, наоборот, с бурным протеканием процесса, сопровождающимся выделением вредных и опасных веществ. Один из распространенных и наиболее часто используемых на практике способов заключается в растворении концентратов в кислотных средах при окислении.

Известен способ переработки концентратов, содержащих металлы платиновой группы, включающий гидрохлорирование в соляной кислоте при нагревании, отделение нерастворимого остатка, обработку полученного раствора нитритом натрия (нитрование), отделение осадка и последующее извлечение из раствора металлов платиновой группы известными способами [1].

Основными недостатками данного способа можно считать: образование взрывоопасного водорода при распульповке концентрата в соляной кислоте; бурное протекание процесса растворения железа сопровождающееся повышением температуры, многократным увеличением объема реакционной смеси и возможным ее выбросом из реактора, что снижает производительность оборудования и повышает риск получения травмы; образование больших объемов растворов с высокой концентрацией железа и низкой концентрацией в них металлов платиновой группы.

Известен способ переработки концентратов платиновых металлов на железо-никелевой основе для извлечения платиновых металлов, включающий распульповку концентрата в воде, нагревание, обработку пульпы азотной кислотой, прогревание, обработку соляной кислотой, прогревание реакционной смеси, фильтрование пульпы и отделение примесей неблагородных элементов от платиновых металлов путем осаждения гидроксидов обработкой нитритом натрия [2].

Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.

К основным недостаткам способа-прототипа можно отнести выделение значительных объемов оксидов азота при обработке азотной кислотой и хлорида водорода при обработке соляной кислотой - для утилизации которых требуется использование специального, дорогостоящего оборудования; большая длительность процесса растворения концентрата; образование больших объемов растворов, с высокой концентрацией неблагородных элементов, главным образом железа, и относительно низкой концентрацией металлов платиновой группы. Последующая переработка таких растворов сопряжена с высокими материальными затратами и низким прямым извлечением металлов платиновой группы в целевые продукты.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы заключается в использовании совокупности таких гидрометаллургических способов переработки, которые позволяют перевести в раствор основную часть неблагородных элементов без образования, при этом, вредных и взрывоопасных веществ, сконцентрировать металлы платиновой группы в отдельном продукте, который может быть переработан известными методами и, вместе с тем, не имеет перечисленных недостатков, присущих способу-прототипу.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы, включающем распульповку концентрата в воде, введение в пульпу окислителя и последующую обработку полученной смеси кислотой - после распульповки концентрата в воде в пульпу вводят хлорат натрия в количестве необходимом для окисления содержащегося в концентрате железа до степени окисления 2+ и фосфора до степени окисления 5+, полученную реакционную смесь обрабатывают серной или соляной кислотой до достижения значения рН, равного 1,0 - 0,0, прогревают и отделяют раствор, содержащий соли железа и фосфат-ионы от осадка, содержащего металлы платиновой группы.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При обработке кислотой смеси, состоящей из воды, хлората натрия и концентрата на основе железа, содержащего металлы платиновой группы, железо растворяется без образования водорода по реакции:

Часть находящегося в концентрате железа присутствует в виде фосфидов различного состава. При взаимодействии с соляной или серной кислотой фосфиды железа разлагаются с выделением ядовитого газообразного соединения - фосфина, предельно допустимая концентрация которого в воздухе составляет 0,1 мг/м3. Если же в реакционную смесь перед обработкой кислотой ввести хлорат натрия, то фосфор окисляется до ортофосфорной кислоты и фосфин не образуется:

Металлы платиновой группы, при заданных параметрах, практически полностью остаются в нерастворимом остатке.

Обработку кислотой проводят до достижения значения рН в реакционной смеси в диапазоне от 1.0 до 0.0 ед. При значении рН более 1.0 ед. не достигается полнота растворения железа, а при рН менее 0.0 ед. полнота растворения железа практически не увеличивается, однако это приводит к непроизводительному расходу реагента.

Хлорат натрия вводят в реакционную смесь в стехиометрическом соотношении, необходимом для полного растворения находящегося в концентрате железа, в соответствии с уравнениями химических реакций (1) и (2). При введении хлората натрия в количестве менее стехиометрически необходимого часть железа растворяется в кислотах с выделением взрывоопасного водорода:

Для проведения процессов при которых выделяется водород, требуется специальное, дорогостоящее оборудование.

Расход хлората натрия более стехиометрически необходимого способствует растворению металлов платиновой группы и приводит к непроизводительному расходу дорогостоящего реагента.

Пример. В стеклянный реактор залили 500 мл воды, включили перемешивающее устройство, загрузили 100 г концентрата на основе железа, содержащего металлы платиновой группы - следующего состава, %: Fe - 80,0, Ni - 1,8, Р - 1,6, Pt - 2,7, Pd - 3,2, Rh - 0,5, Si - 10,2 и 50.7 г хлората натрия в виде концентрированного водного раствора, что составляет 100% от количества, необходимого для растворения железа по уравнению химической реакции (2). В полученную смесь медленно, небольшими порциями прилили концентрированную соляную кислоту до достижения заданного значения рН. Пульпу прогрели в течение определенного времени при заданной температуре и отфильтровали. Нерастворимый остаток промыли, полученные растворы объединили, определили объем и проанализировали методом эмиссионно-связанной плазмы (ICP). Нерастворимый остаток высушили, взвесили и определили в нем спектральным методом массовую долю платиновых металлов. Получили 750 мл раствора следующего состава, г/л: Fe - 102,3; Ni - 1,4; Pt - 0,002; Pd - 0,001; Rh - 0,003. Подобные опыты провели с этим же исходным концентратом при различных значениях рН и расходах хлората натрия. Результаты представлены в таблице 1.

Таким образом, предлагаемый способ переработки концентрата на основе железа, содержащего металлы платиновой группы позволяет достигнуть селективного извлечения в раствор основной части железа, исключая, при этом, образования взрывоопасной воздушно - водородной смеси и выделения сильно ядовитого газа-фосфина, и сконцентрировать металлы платиновой группы в отдельном промпродукте, который может быть переработан известными методами.

1. Ю.А. Котляр, М.А. Меретуков, Л.С. Стрижко. Металлургия благородных металлов. Т. 2., Учебное пособие. М., Издательский дом «Руда и Металлы», 2005, с. 269-273.

2. Патент №2391419 (Россия). Способ переработки концентратов платиновых металлов на железоникелевой основе для извлечения платиновых металлов. / Ильяшевич В.Д., Мамонов С.Н., Шульгин Д.Р., Павлова Е.И., Корицкая Н.Г., Соломатов В.В.

Способ переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы, включающий распульповку концентрата в воде, введение в пульпу окислителя и последующую обработку кислотой, отличающийся тем, что после распульповки концентрата в воде в пульпу вводят хлорат натрия в количестве, необходимом для окисления содержащихся в концентрате железа до степени окисления 2+ и фосфора до степени окисления 5+, полученную реакционную смесь обрабатывают серной или соляной кислотой до достижения значения рН, равного 1,0-0,0, прогревают и отделяют раствор, содержащий соли железа и фосфат-ионы, от осадка, содержащего металлы платиновой группы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов и удаления тория из монацит- или бастнезитсодержащих руд или отходов обогащения руд и промышленных отходов, содержащих переменное количество редкоземельных элементов в виде оксидов, фосфатов, карбонатов или сульфатов, включающему (i) управляемое смешивание серной кислоты и материала, содержащего редкоземельные элементы.

Изобретение относится к способам восстановления при получении диоксида титана по сульфатной технологии. Проводят кислотное разложение железотитанового сырья в серной кислоте с образованием суспензии кислотного разложения.

Изобретение относится к области гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано при комплексной переработке шламов нейтрализации кислых шахтных вод и переработки шламов сточных вод гальванических и аналогичных производств.

Изобретение относится к металлургическим процессам. Техническим результатом является дополнительное извлечение благородных, цветных, редких и редкоземельных металлов из пиритных концентратов, получаемых при переработке медно-порфировых руд.

Изобретение относится к металлургии редких металлов. Способ переработки эвдиалитового концентрата включает предварительную механоактивацию концентрата и последующую гидрометаллургическую обработку.

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, преимущественно колумбитового или колумбито-танталитового концентрата. Способ разделения соединений ниобия и тантала включает коллективную экстракцию октанолом-1 ниобия и тантала из кислых сульфатно-фторидных растворов и добавку в полученный после экстракции раствор серной и плавиковой кислот.

Изобретение относится к переработке сульфидных полиметаллических материалов, содержащих платиновые металлы, включающей автоклавное окислительное выщелачивание.
Изобретение может быть использовано в производстве сорбентов для очистки жидких стоков от тяжелых металлов и радионуклидов, наполнителя для лакокрасочных и строительных материалов.

Изобретение относится к комплексной переработке фосфогипса. Технология может быть использована при производстве концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), а также гипсовых строительных материалов.

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов из отходов производства минеральных удобрений - фосфогипса. Способ включает выщелачивание и сорбцию редкоземельных элементов из раствора с использованием сорбента с последующей десорбцией редкоземельных элементов раствором сульфата аммония.

Изобретение относится к пирометаллургической переработке материалов, содержащих благородные металлы и сплавы, в частности золотосодержащие. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает их расплавление с флюсом, содержащим смесь обезвоженной буры, кальцинированной соды и стекла или кварцевого песка, обеспечивающим связывание примесей в расплавленном золотосодержащем неорганическом материале, окисление полученного расплава, нагретого до 1100-1200°С, введением в расплав достаточного количества смеси нитрата аммония с сульфатом железа до завершения полного окисления примесей.

Изобретение относится к области сорбционного извлечения ценных элементов из хлоридных растворов и может быть использовано для сорбции ионов платины из растворов различного состава, в частности из растворов переработки медно-никелевых шламов.

Изобретение относится к способу гидрометаллургического извлечения золота из золотосодержащего сырья йод-йодидным выщелачиванием и может быть использовано для переработки упорного золотосодержащего сырья.

Изобретение относится к способу и устройству для разделения и извлечения компонентов сплава, в частности сплава благородных металлов. Устройство содержит камеру высокого вакуума, вмещающую по меньшей мере один тигель для сплава, который необходимо разделить, по меньшей мере один нагревательный элемент, расположенный при использовании вблизи тигля, по меньшей мере одно устройство для конденсации, которое повернуто при использовании к верхнему отверстию тигля.

Изобретение относится к области переработки углистых золотосодержащих руд. Переработка углистых золотосодержащих руд включает обработку флотационной пульпы реагентом на основе продукта органического синтеза на нафталинформальдегидной основе.

Изобретение относится к гидрометаллургии серебра и может быть использовано при выделении серебра из солянокислых растворов при переработке растворов выщелачивания сульфидных цинковых и медных руд, концентратов, а также других промпродуктов цветной металлургии.

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к способу извлечения металлов из руды кучным выщелачиванием. Способ кучного выщелачивания из золото-медно-порфировых руд включает формирование кучи из руды, размещение над кучей дополнительного слоя руды, выщелачивание кучи, сформированной из руды с дополнительным слоем руды, раствором серной кислоты, сбор и переработку продуктивного раствора.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке техногенного сырья, в частности электронного лома. Способ гидрометаллургической переработки полиметаллического концентрата электронного лома с извлечением драгоценных металлов включает извлечение меди и золота, при этом извлечение меди проводят в n стадий медно-аммиачным раствором сульфатетроаммина меди концентрацией 20–40 г/л по меди при комнатной температуре и соотношении полиметаллического концентрата к раствору сульфатетроаммина меди не менее 1:10, причем количество стадий n определяют заданной степенью извлечения меди, извлечение золота проводят посредством йод-йодидной технологии, а полученный раствор с растворенной медью отправляют в электролизер на регенерацию для осаждения меди.

Изобретение относится к разделению и концентрированию и может быть использовано для отделения платиновых металлов от серебра, железа и меди в солянокислых растворах сорбционным методом.

Изобретение относится к металлургии цветных и драгоценных металлов и может быть использовано при разделении компонентов Sb-Pb-Ag сплава (шлак силикатный восстановленный).
Изобретение относится к извлечению кучным выщелачиванием золота из техногенного минерального сырья после ведения горных работ. Способ включает дробление и грохочение рудного сырья, формирование штабеля, сооружение системы орошения, выщелачивание золота, сбор продуктивных растворов и последующее выделение золота сорбцией. При этом предварительно при грохочении рудного сырья в барабанном грохоте производят удаление крупных фрагментов крепежного леса в виде надрешетного продукта грохочения, а подрешетный продукт грохочения подвергают агломерации. Окомкованную минеральную массу выдерживают для затвердения окатышей, после чего производят укладывание окатышей в штабель. Техническим результатом предложенного способа кучного выщелачивания золота является повышение степени извлечения золота на 6-8%. 1 пр.

Способ переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы, включает распульповку концентрата в воде, введение в пульпу окислителя и последующую обработку полученной смеси кислотой. При этом после распульповки концентрата в воде в пульпу вводят хлорат натрия в количестве, необходимом для окисления содержащихся в концентрате железа до степени окисления 2+ и фосфора до степени окисления 5+. Полученную реакционную смесь обрабатывают серной или соляной кислотой до достижения значения рН, равного 1,0 - 0,0, прогревают и отделяют раствор, содержащий соли железа и фосфат-ионы от осадка, содержащего металлы платиновой группы. Технический результат заключается в переведении в раствор основной части содержащегося в концентрате железа без образования при этом вредных и взрывоопасных веществ и концентрировании металлов платиновой группы в отдельном промпродукте. 1 табл., 1 пр.

Наверх