Способ селективного выделения обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов

Изобретение относится к гидрометаллургии платиновых металлов и может быть применено в технологии выделения чистых благородных металлов из промпродуктов, путем выделения из этих бедных коллективных концентратов двух богатых селективных концентратов, содержащих сумму платины, палладия, родия, рутения, иридия, золота и серебра. Селективное выделение обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов, содержащих хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd(II), родия Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), золота Au(III), серебра Ag(I) и ионы тяжелых цветных металлов меди Cu⁺², никеля Ni⁺² и железа Fe⁺³, а также селен (Se) и теллур (Те), включает обработку упомянутого раствора монооксидом углерода СО при атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании до 60°С в течение 6 ч. Отделяют выделившийся осадок в виде концентрата платиновых металлов, содержащего палладий, платину, золото, серебро, селен, теллур, и фильтрат, содержащий родий, рутений и иридий. При обработке раствора используют газовую смесь, содержащую: 25 об. % окиси углерода СО и 75 об. % азота N2 с получением упомянутого фильтрата, содержащего родий, рутений и иридий в форме их карбонилхлоридных комплексов с низшими степенями окисления этих металлов Rh(I) - Rh(CO)₂Cl₂^-, Ru(II) - Ru(CO)₂Cl₄^-2, Ir(I) - Ir(CO)₂Cl₂^-. Фильтрат обрабатывают ронгалитом в мольном соотношении ронгалита и суммы содержания в фильтрате родия, рутения и иридия, равном 1:1. Способ позволяет повысить степень селективности выделения обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов. 1 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к гидрометаллургии платиновых металлов и может быть применено в технологии выделения чистых благородных металлов из промпродуктов, путем выделения из этих бедных коллективных концентратов двух богатых селективных концентратов, содержащих сумму платины Pt(IV), палладия Pd(II), Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), золота Au(III), серебра Ag(I).

Известен «Способ извлечения и разделения металлов платиновой группы, включающий вскрытие исходного сырья гидрохлорированием, отделение золота, экстракционную очистку от примесей неблагородных металлов, экстракцию палладия и экстракцию платины, получение концентрата иридия и родия и их разделение экстракцией, отличающийся тем, что отделение золота проводят, доводя окислительно-восстановительный потенциал раствора до 500-550 мВ по отношению к нормальному водородному электроду, из раствора, полученного после очистки от примесей неблагородных металлов, экстракцией выделяют платину и/или палладий параллельно, но по отдельности, с образованием раздельных экстрактов платины и/или палладия, затем из экстрактов раздельно реэкстрагируют платину и/или палладий, рафинаты, полученные при экстракции платины и/или экстракции палладия, объединяют и осаждают из них осадок платиновых металлов электролизом на катоде, катодный осадок растворяют, выделяют из раствора платину и палладий с получением концентрата иридия и родия.

Патент РФ на изобретение №2200132, МПК: C01G 55/00; д. публ. 10.03.2003.

Известен «Способ выделения платиновых металлов при переработке серебросодержащих материалов с примесями металлов платиновой группы, включающий растворение исходного материала в азотной кислоте, сорбцию из раствора палладия и платины ионитом на основе сополимеров винилпиридина и дивинилбензола, десорбцию насыщенного ионита аммиаком концентрации 3-8 моль/дм³ с последующим выделением коллективного концентрата платиновых металлов из аммиачных десорбатов, причем перед выделением коллективного концентрата платиновых металлов из аммиачных десорбатов осаждают палладий азотной кислотой при рН 5-6, в виде осадка соли [Pd(NH₃)₂NO₂NO₃], выделенный осадок соли палладия подвергают перекристаллизации в аммиачно-нитратной среде, растворяют в щелочном растворе, фильтрацией отделяют осадки гидрооксидов металлов-примесей, и из фильтрата восстанавливают палладий до металла муравьиной кислотой. Патент РФ на изобретение №2238244, МПК: C01G 55/00; д. публ. 10.06.2004. Известен «Способ разделения металлов из сплава Pt-Pd-Rh, включающий растворение сплава с получением раствора хлорокомплексов H₂PtCl₆, H₂PdCl₄, H₃RhCl₆, выделение платины из получаемого раствора в форме гексахлороплатината аммония (NH₄)₂PtCl₆, приготовление водной пульпы и обработку пульпы монооксидом углерода СО при атмосферном давлении и t=25-70°C, отличающийся тем, что при достижении системой величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) значения 250 mV обработку прекращают, отделяют выпавший осадок палладия и платины от раствора, а фильтрат продолжают обрабатывать монооксидом углерода СО при прежних условиях до достижения величины ОВП, равной 0 mV, после чего отделяют выпавший осадок и прокаливают при 1000°С с получением платины высокой чистоты, в дальнейшем растворы, полученные от выделения (NH₄)₂PtCl₆ и платины, смешивают и продолжают обрабатывать монооксидом углерода СО при атмосферном давлении и комнатной температуре до достижения величины ОВП системы 0 mV, при этом отделяют выделившейся осадок порошка палладия от раствора, после чего оставшийся раствор обрабатывают щелочью до величины рН≥8 с выделением родия в виде тонкодисперсного порошка, который после кипячения отделяют от раствора.

Патент РФ на изобретение №2693285, МПК: С22В 11/00, д. публ. 2019.07.02.

Наиболее близким к предложенному способу разделения этих металлов является «Способ извлечения платины из технической соли гексахлороплатината аммония, включающий приготовление водной пульпы гексахлороплатината аммония и обработку ее монооксидом углерода СО при интенсивном перемешивании, атмосферном давлении и температуре 60°С до полного растворения соли, отделение осадка платины и палладия, обработку раствора H₂PtCl₄ хлором и отделение осадка чистой соли гексахлороплатината аммония с последующим прокаливанием, вызывающим восстановление палладия и осаждение платины в количестве 5-10%, отличающийся тем, что повторно приготавливают пульпу технической соли гексахлороплатината аммония, в которую добавляют фильтрат, представляющий собой полученный на предыдущей стадии раствор H₂PtCl₄, в количестве, необходимом для получения в смешанной пульпе соотношения Pt(II) : Pt(IV), равного 2%, затем смешанную пульпу повторно обрабатывают монооксидом углерода СО с повторением при этом всех операций предыдущей стадии, после этого осаждают чистую соль гексахлороплатината аммония, а осадок отфильтровывают и промывают на фильтре 10%-ным водным раствором хлористого аммония, высушивают и прокаливанием получают пластичную платиновую губку.

Патент РФ на изобретение №2711762, МПК: С22В 11/00; д. публ. 2020.06.22.

Техническим результатом изобретения является повышение степени селективности выделения обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов, содержащих хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd(II), Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), золота Au(III), серебра Ag(I) и ионы тяжелых цветных металлов меди Cu⁺², никеля Ni⁺² и железа Fe⁺³, за счет обработки исходного раствора газовой смесью, состоящей из окиси углерода СО и азота N₂, и путем обработки фильтрата, содержащего родий Rh, рутений Ru и иридий Ir, ронгалитом NaHSO₂⋅НСОН⋅2Н₂О.

Достижение указанного результата обеспечивается за счет того, что «Способ селективного выделения обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов, содержащих хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd(II), Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), золота Au(III), серебра Ag(I) и ионы тяжелых цветных металлов меди Cu⁺², никеля Ni⁺² и железа Fe⁺³, а также селен (Se) и теллур(Te), включают обработку упомянутого раствора монооксидом углерода СО при атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании до 60°С в течение 6 часов. При этом отделяют выделившейся осадок, в виде концентрата платиновых металлов, содержащего палладий, платину, золото, серебро, селен, теллур, и фильтрат, содержащий родий, рутений и иридий. Кроме того, при обработке раствора используют газовую смесь, содержащую: 25 об. % окиси углерода СО и 75 об. % азота N₂, с получением упомянутого фильтрата, содержащего родий, рутений и иридий в форме их карбонилхлоридных комплексов с низшими степенями окисления этих металлов Rh(I) - Rh(CO)₂Cl₂^-; Ru(II) - Ru(CO)₂Cl₄^-2; Ir(I) - Ir(CO)₂Cl₂^-. После чего фильтрат обрабатывают ронгалитом NaHSO₂⋅НСОН⋅2Н₂О в мольном соотношении ронгалита и суммы содержания в фильтрате родия, рутения и иридия, равном 1:1, для полного осаждения родия, рутения и иридия совместно с медью Cu⁺² в виде концентрата платиновых металлов.

Примеры выполнения предлагаемого способа.

В экспериментах был использован раствор, полученный гидрохлорированием бедного коллективного концентрата - никелевого анодного шлама. Раствор имел следующий состав, г/л: Pd - 1,304; Pt - 0,321; Rh - 0,0414; Ru - 0,00867; Ir - 0,0036; Au - 0,0002; Ag - 0,0867; Se - 0,171; Te - 0,102; Cu - 15,6; Ni - 10,5; Fe - 3,0.

Пример 1.

Через 2 л исходного раствора в стеклянном реакторе барботируют газовую смесь, содержащую, об. %: СО - 25 и N₂ - 75, при интенсивном перемешивании и t=60°C в течении 6 часов. Происходит выделение порошка черного цвета, который отделяют фильтрацией и промывают раствором 1М HCl.

По данным анализа осадок содержит, % масс.: Pd - 66,69; Pt - 15,47; Au - 0,02; Ag - 0,54; Se - 9,86; Te - 5,03; Rh<10^-2; Ru, Ir не обнаружены; ∑ Cu, Ni, Fe - 0,22.

Таким образом полученный осадок является селективным концентратом ∑ Pd, Pt, Au, Ag, Se, Те, в котором практически отсутствуют редкие платиновые металлы Rh, Ru, Ir и тяжелые цветные металлы, то есть является обогащенным платино-палладиевым концентратом - ПК-1. В фильтрате после выделения ПК-1 содержание Rh, Ru и Ir соответствует их содержанию в исходном растворе, содержание Pd и Pt составляет менее 0,1 мг/л и 1 мг/л соответственно.

Пример 2.

0,2 л фильтрата, полученного в Примере 1, нагревают в стакане до t=97-100°C и в него вносят 1,45 г ронгалита, что соответствует мольному соотношению ронгалит: ∑ Rh, Ru, Ir=0,2:1.

В растворе появляется коричневая муть, которая в процессе 4 часовой выдержки при нагревании переходит в хорошо сформированный осадок в виде черного порошка. Черный порошок отделяют фильтрованием и фильтрат анализируют на содержание Rh, Ru, Ir и определяют степень выделения этих металлов в осадок. Результат представлен в таблице.

Пример 3.

Операции в этом примере аналогичны с приведенными в Примере 2, но количество введенного в исходный раствор ронгалита составило 1,90 г, что соответствует мольному соотношению ронгалит: ∑ Rh, Ru, Ir=0,4:1.

Степень осаждения Rh, Ru, Ir, определенная по анализу фильтрата, представлена в таблице.

Пример 4.

Операции в этом примере аналогичны с приведенными в Примере 2, но количество введенного в исходный раствор ронгалита составило 3,35 г, что соответствует мольному соотношению ронгалит: ∑ Rh, Ru, Ir=0,6:1.

Степень осаждения Rh, Ru, Ir, определенная по анализу фильтрата, представлена в таблице.

Пример 5. Операции в этом примере аналогичны с приведенными в Примере 2, но количество введенного в исходный раствор ронгалита составило 5,80 г, что соответствует мольному соотношению ронгалит: ∑ Rh, Ru, Ir=0,8:1.

Степень осаждения Rh, Ru, Ir, определенная по анализу фильтрата, представлена в таблице.

Пример 6.

Операции в этом примере аналогичны с приведенными в Примере 2, но количество введенного в исходный раствор ронгалита составило 7,20 г, что соответствует мольному соотношению ронгалит: ∑ Rh, Ru, Ir=1:1.

Степень осаждения Rh, Ru, Ir, определенная по анализу фильтрата, представлена в таблице.

Анализ результатов экспериментов, приведенных в таблице, показывает, что для полноты выделения Rh, Ru, Ir ронгалитом необходимо, чтобы в растворе мольное соотношение ронгалит: ∑ Rh, Ru, Ir, Cu составляло 1:1.

Следовательно, применение вышеуказанного способа позволит повысить степень селективности селективности выделения обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов.

Способ селективного выделения обогащенных концентратов платиновых металлов из многокомпонентных растворов, содержащих хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd(II), родия Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), золота Au(III), серебра Ag(I) и ионы тяжелых цветных металлов меди Cu⁺², никеля Ni⁺² и железа Fe⁺³, а также селен (Se) и теллур (Те), включающий обработку упомянутого раствора монооксидом углерода СО при атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании до 60°С в течение 6 ч, при этом отделяют выделившийся осадок в виде концентрата платиновых металлов, содержащего палладий, платину, золото, серебро, селен, теллур, и фильтрат, содержащий родий, рутений и иридий, отличающийся тем, что при обработке раствора используют газовую смесь, содержащую: 25 об. % окиси углерода СО и 75 об. % азота N₂ с получением упомянутого фильтрата, содержащего родий, рутений и иридий в форме их карбонилхлоридных комплексов с низшими степенями окисления этих металлов Rh(I) - Rh(CO)₂Cl₂^-, Ru(II) - Ru(CO)₂Cl₄^-2, Ir(I) - Ir(CO)₂Cl₂^-, после чего фильтрат обрабатывают ронгалитом NaHSO₂⋅НСОН⋅2H₂O в мольном соотношении ронгалита и суммы содержания в фильтрате родия, рутения и иридия, равном 1:1, для полного осаждения родия, рутения и иридия совместно с медью Cu⁺² в виде концентрата платиновых металлов.