ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АНОДНОГО СПЛАВА Российский патент 1997 года по МПК C22B11/02 

Предлагаемое изобретение относится к способам извлечения благородных металлов из различных исходных материалов и может быть использовано как в металлургии, так и в аналитическом определении благородных металлов.

Известен способ переработки продуктов, содержащих благородные металлы, например, железистые шлаки аффинажного производства [1] По известному способу в шихту, содержащую благородные металлы в виде указанных шлаков, вводят восстановитель и нагревают до 1350-1400^oC, а затем после измельчения железистую фазу, коллектирующую благородные металлы, выделяют известным способом, например, магнитной сепарацией. Данный способ применим к материалам, содержащим достаточное количество железа, требует применения печного оборудования и не обеспечивает полного перехода благородных металлов в железистую фазу.

Прототипом предлагаемого изобретения является техническое решение по патенту России [2] Согласно прототипу готовят шихту, содержащую благородные металлы в виде руды, промпродукта или концентрата, в количестве 35-60% восстановитель в виде металлического алюминия в количестве 10-40% коллектор-5-30% и 5-15% флюсующего материала. Указанную шихту нагревают до начала экзотермической реакции. Расплавленную массу охлаждают, отделяют шлак от металла и полученный анодный сплав перерабатывают известными методами.

К недостаткам известного способа следует отнести возможность попадания части благородных металлов в шлак и их потерь с последним из-за трудной растворимости шлака на основе оксида алюминия.

Целью предлагаемого изобретения является повышение извлечения благородных металлов путем получения легкорастворимого шлака над анодным сплавом и доизвлечения зашлакованных частиц анодного сплава при растворении шлака.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом изобретении шихта для получения анодного сплава, содержащая благородные металлы в виде руды, промпродукта или концентрата, коллектор и восстановитель содержит в качестве восстановителя металлический магний при следующем соотношении компонентов (мас.).

продукты, содержащие благородные металлы 50-60
металлический магний 9-27
коллектор 10-30
флюсующий материал 8-16
Подготовленную шихту нагревают до начала экзотермической реакции. Продукты реакции растворяют в растворе минеральных кислот и в нерастворимых остатках определяют количество благородных металлов или концентрируют их известными методами.

В качестве коллектора предпочтительнее использовать природные сульфиды или оксиды меди и железе, например, тенорит, хромит, магнетит, циркон, пирит, халькопирит, ильменит. Количественное соотношение компонентов коллектора выбирают в пределах (мас.): тенорит 10-100, хромит 5-100, магнетит 5-80, циркон 0-60, пирит 5-80, ильменит 0-40, халькопирит 0-100. Использование одного или нескольких компонентов коллектора определяется условиями производства и минимально возможных затрат. В качестве флюсующего материала используют преимущественно природные галогениды, например, флюорит. Оптимальные расходы компонентов шихты установлены экспериментально. Расход восстановителя менее 10% приводит к недостаточному разогреву шихты, неполному восстановлению и повышенным потерям благородных металлов в шлаке. Расход металлического магния более 40% приводит к его избыточному количеству в качестве восстановителя. Введение в шихту металлического магния позволяет извлекать благородные металлы из всех упорных продуктов непосредственно на месте их добычи или переработки и получать шлак, легко растворимый в слабокислых и даже нейтральных растворах, что позволяет доизвлекать зашлакованные частицы сплава при растворении шлака. Полнота извлечения благородных металлов в сплаве позволяет применять изобретение в аналитических целях. Концентрирование благородных металлов в анодный сплав происходит без использования экологически опасных процессов цианирования или амальгамирования.

Введение металлического магния в шихту позволяет более полно извлекать благородные металлы в анодный сплав из исходного сырья, т.к. шлак на основе оксида магния позволяет при его растворении извлекать попавшие в шлак благородные металлы.

Расход коллектора более 28% приводит к разубоживанию анодного сплава, что затрудняет его дальнейшую переработку известными способами. Расход коллектора менее 5% не обеспечивает полного извлечения благородных металлов из исходных продуктов. При этом необходимо отметить, что снижение содержания меди и железа затрудняет дальнейшую переработку сплава при его растворении. Увеличение содержания меди и железа в шихте выше указанного предела приводит к перерасходу металлического магния на их восстановление.

Применение в качестве флюсующего материала галогенидов, например флюорита, способствует более полному переходу благородных металлов в коллектор. Использование более 16% флюорита ведет к перерасходу металлического магния на образование шлака. Расход менее 2% его не обеспечивает полного перехода благородных металлов в коллектор.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Исходную хромитную пробу, содержащую благородные металлы, смешивают с металлическим магнием, оксидом меди и флюоритом в следующем соотношении (мас.): проба 50, магний мет. 13, оксид меди (тенорит) 30, оксид железа 2, флюорит 5. Подготовленную шихту перемешивают и переносят в керамический тигель. Воспламеняют смесь от внешнего источника энергии, например, пламени горелки. За счет выделения тепла при реакциях окисления магния и восстановления меди, железа, хрома происходит проплавление всего объема смеси и получаются равномерно распределенные по шлаку из окиси магния шарики металлического сплава. После охлаждения металлическую и шлаковые части, сконцентрировавшие в себе благородные металлы, растворяют в минеральных кислотах. Нерастворившийся остаток анализируют на содержание благородных металлов.

По данным рентгенофлуоресцентного, нейтронно-активационного и рентгенорадиометрического анализов суммарное содержание благородных металлов в исходной пробе составляет 26.1 г/т. В металлический сплав извлечено по данным рентгеноспектрального микроанализа 26.1 г/т.

Пример 2. Исходную хромитомагнетитную пробу смешивают с металлическим магнием, коллектором и флюсом в следующих соотношениях (мас.): проба 50, магний мет. 27, оксид меди 5, оксид железа 5, флюорит 13. Подготовленную шихту в количестве 50 грамм помещают в керамический тигель и нагревают раскаленной спиралью до начала реакции окисления магния и восстановления металлов пробы и коллектора. По окончании реакций и последующего охлаждения металлический сплав со шлаком растворяют в серной кислоте и анализируют остаток на содержание благородных металлов. По данным рентгеноспектрального микроанализа содержание благородных металлов в полученном сплаве соответствует 32,2 г/т в исходной пробе. По стандартным методам анализа в исходной пробе найдено 32,1 г/т.

Пример 3. Исходную пробу, включающую цирконоильменитные компоненты, смешивают с металлическим магнием, флюсом и коллектором в следующих пропорциях (мас.): проба 50, магний мет. 9, оксид меди 22, оксид железа 3, флюорит 16. Смесь в количестве 50 грамм переносят в керамический тигель, нагревают для начала реакции окисления магния, как описано выше, и проводят процедуры, описанные в опыте 2. Стандартными методами анализа содержание благородных металлов в исходной пробе определено равным 11,0 г/т. С помощью предлагаемого способа извлечено 12,6 г/т.

Пример 4. Пробу, состоящую из пирита и циркона, смешивают с металлическим магнием, флюсом и коллектором в следующих соотношениях: проба 50, магний мет. 9, оксид меди 22, оксид железа 3, флюорит 16. Шихту переносят в алундовый тигель и проводят процедуры, описанные в опыте 3. По стандартным методикам суммарное содержание благородных металлов не превышает 3,96 г/т. С помощью предлагаемого метода извлечено 4,00 г/т.

Пример 5. Пробу, состоящую из халькопирита и пирита, вводят в шихту, как указано выше, в следующих соотношениях: проба 60, магний мет. 27, оксид меди 3, оксид железа 2, флюорит 8. Проводят процедуры, описанные в примерах 3,4. Стандартными методиками определено суммарное содержание благородных металлов в пробе в пересчете на тонну 2,95 г. Полученное количество благородных металлов соответствует содержанию 3,5 г/т.

Предлагаемая шихта для извлечения благородных металлов из различных продуктов и перевода их в анодный сплав позволяет не только полностью извлекать все металлы, но, как видно из приведенных данных, давать их более точное содержание в исходном материале.

Использование: касается пирометаллургических способов получения благородных металлов из различных материалов и может быть использовано как в металлургии, так и в аналитическом определении благородных металлов. Сущность изобретения: шихта, содержащая благородные металлы в виде руды, промпродукта или концентрата, коллектор, восстановитель и флюсующий материал. В качестве восстановителя шихта содержит металлический магний при следующем соотношении компонентов (мас.%): продукты, содержащие благородные металлы 50-60, металлический магний 9-27, коллектор 10-30, флюсующий материал 8-16. В качестве коллектора используют преимущественно природные сульфиды и оксиды меди и железа, а в качестве флюсующего материала используют преимущественно природные галогениды, например, флюорит. Шихту нагревают до начала экзотермической реакции. Расплавленную массу охлаждают, продукты реакции растворяют в растворе минеральных кислот и выделяют благородные металлы известными методами.

Шихта для получения анодного сплава, состоящая из материала, содержащего благородные металлы, коллектора, восстановителя и флюсующего материала, отличающаяся тем, что в качестве восстановителя она содержит металлический магний при следующем соотношении компонентов, мас.

Материал, содержащий благородные металлы 50 60
Коллектор 10 30
Металлический магний 9 27
Флюсующий материал 8 16к