СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАТИНОСОДЕРЖАЩИХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 2001 года по МПК C22B11/00 C22B3/10 

Изобретение относится к металлургии платиновых металлов и может быть использовано при производстве платиновых металлов (ПМ) на предприятиях цветной металлургии и аффинажных заводах.

Существуют различные способы переработки платиносодержащих концентратов, содержащих от десятых до нескольких десятков процентов суммы ПМ. При этом ключевыми технологическими моментами являются предварительная обработка концентратов и последующий перевод платиновых металлов (ПМ) в раствор, откуда они извлекаются традиционными приемами, например, сорбцией на анионитах или цементацией (Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В. Металлургия благородных металлов. М., Металлургия, 1972,. 366 с.).

Например, известен способ извлечения благородных металлов хлорированием материала в солевом расплаве KCl-MgCl₂ при 300-650^oC с продувкой газообразным хлором. После отгонки летучих хлоридов алюминия, сурьмы, селена и теллура полученный плав выщелачивают подкисленной водой с переводом платиновых металлов в раствор (патент N 5238662 США). Осуществление процесса хлорирования в расплаве требует сложного аппаратурного оформления, включающего, в том числе, эффективную систему газоочистки и улавливания образующихся агрессивных и высокотоксичных летучих хлоридов, что является существенным препятствием при реализации способа.

Известен способ переработки платиносодержащих концентратов Бушвельда (ЮАР), включающий их плазменную плавку с получением обогащенного платиносодержащего штейна и последующее гидрометаллургическое извлечение ПМ (Зубатарева Л.И. Перспективы платиноносности хромитов. Ред. журн. "Изв. ВУЗов. геол. и разведка". М., 1984. Деп. в ВИНИТИ 17.08.84 г. N 5882-84). Недостатком данного способа является необходимость применения дорогостоящей плазменной печи сложной конструкции (система "ЕРР-расширенная плазма").

В промышленной практике для вскрытия платинометального сырья широко используется гидрохлорирование в сочетании с предварительным высокотемпературным (около 1000^oC) окислительным обжигом. Применение обжига исходного материала обеспечивает окисление трудновскрываемых при хлорировании халькогенидов, арсенидов и других соединений ПМ до менее упорных металлических форм. При этом достигаются высокие показатели перехода ПМ в хлоридный раствор, однако полностью извлечь ПМ из огарка не удается. Неполное извлечение ПМ в хлоридный раствор при вскрытии обожженного платиносодержащего сырья обусловлено формированием при прокаливании, наряду с металлическими формами, оксидов ПМ в виде плотных пассивирующих пленок на поверхности зерен ПМ (Гинзбург С.И. Аналитическая химия платиновых металлов. М., Наука, 1972, с. 88-89).

В качестве прототипа предлагаемого изобретения может быть выбран разработанный Горным Бюро США способ вскрытия платиносодержащих концентратов месторождения "Стиллуотер", включающий окислительный обжиг концентрата при 1050^oC, предварительное выщелачивание огарка сернокислотными растворами при 70^oC, окислительное выщелачивание (гидрохлорирование) при нормальной температуре смесью соляной кислоты и пероксида водорода для перевода благородных металлов в раствор и осаждение ПМ и золота (Меретуков М.А., Орлов А.М. // Металлургия благородных металлов. М., Металлургия, 1991, с. 270).

Недостатками данного способа переработки платиносодержащих концентратов являются:
1. Низкое извлечение ПМ в хлоридный раствор, обусловленное формированием на поверхности зерен ПМ плотных оксидных пассивирующих пленок.

2. Получение на стадии гидрохлорирования твердого продукта с высоким остаточным содержанием платиновых металлов и, соответственно, необходимость создания оборота продукта либо применения специальных технологических операций для доизвлечения из него платиновых металлов.

3. Значительный объем незавершенного производства по платиновым металлам.

Задачей изобретения является создание способа переработки платиносодержащих концентратов с техническим результатом, позволяющим повысить извлечение ПМ в хлоридный раствор, снизить остаточное содержание ПМ в остатке хлорирования, повысить рентабельность производства за счет уменьшения незавершенного производства по платиновым металлам.

Технический результат достигается применением способа переработки платиносодержащих концентратов путем окислительного обжига, гидрохлорирования огарка с переводом платиновых металлов в хлоридный раствор и последующего выделения платиновых металлов из раствора известными приемами, отличающийся тем, что перед гидрохлорированием горячий огарок при 200-350^oC смачивают органическим восстановителем, обеспечивающим удаление оксидных пассивирующих пленок с поверхности зерен платиновых металлов, при его расходе 5-10% от веса огарка, при этом в качестве органического восстановителя используют соляровое масло.

Способ реализуют следующим образом.

Платиносодержащий концентрат подвергается окислительному обжигу (1050^oC) в течение 1 ч. Полученный горячий огарок при 200-350^oC смачивается органическим восстановителем, например соляровым маслом, при его расходе 5-10% от веса огарка. При этом происходит восстановление поверхностных оксидов ПМ до менее упорных металлических форм, исключается их повторное окисление ввиду низкой температуры процесса (температура горячего огарка ниже температуры образования оксидов ПМ), отсутствует загрязнение спека органическим реагентом, продукты сгорания которого переходят в газовую фазу. Гидрохлорирование осуществляется в солянокислом растворе [HCl]=200 г/л в течение 1 ч в присутствии пероксида водорода.

Оптимальность отличительных признаков состоит в следующем:
нижний предел (200^oC) температуры процесса определяет тот минимум, при котором создаются необходимые условия для восстановления инертных оксидных пленок и металлизации поверхности зерен ПМ; верхний предел (350^oC) определяет тот максимум, при котором отсутствует повторное окисление металлизированных ПМ;
выбор органического вещества определяется интервалом температур его кипения 200-350^oC, при котором обеспечивается, наряду с высокой эффективностью восстановления оксидных инертных пленок, отсутствие загрязнения огарка органикой и продуктами ее сгорания;
нижний предел (5%) расхода органического вещества определяет тот минимум, при котором создаются необходимые условия для восстановления инертных оксидных пленок и металлизации поверхности зерен ПМ; верхний предел (10%) определяется технологической (не повышает извлечение ПМ в раствор на стадии хлорирования) и экономической целесообразностью.

Изложенное подтверждается следующими примерами:
Пример 1. Платиносодержащий концентрат (содержание суммы ПМ - 1000 г/т) подвергался окислительному обжигу в трубчатой печи при температуре 1050^oC в течении 1 ч. Горячий огарок при вариантных температурах 150, 200, 275, 350 и 400^oC смачивают соляровом маслом с расходом 7-5% от веса огарка. Полученный спек выщелачивался (гидрохлорировался) в солянокислом растворе [HCl]=200 г/л в присутствии пероксида водорода в течение 1 ч. Извлечение ПМ из восстановленного в оптимальных условиях (275^oC) огарка в хлоридный раствор составило, (%): 97,3 Pt, 93,4 Pd, 75,2 Rh, 81,3 Ru.

Пример 2. Условия окислительного обжига и гидрохлорирования восстановленного спека аналогичны примеру 1. Горячий огарок при 275^oC смачивался соляровым маслом при вариантном его расходе 2.5, 5, 10, 12.5% от веса огарка. Извлечение в хлоридный раствор после восстановления огарка соляровым маслом с расходом 2.5% и 12.5% составило соответственно 96,2 и 97,3% Pt, 92,1 и 93,2% Pd, 58,9 и 75,2% Rh, 61,0 и 80,2% Ru.

Пример 3 (прототип). Переработка платиносодержащего концентрата осуществлялось согласно условиям прототипа. Извлечение в раствор составляет: 96,8% Pt, 91,9% Pd, 49,6% Rh, 48,3% Ru.

Примеры, подтверждающие оптимальность признаков, представлены в таблице.

Полученные данные свидетельствуют о том, что осуществление предлагаемого способа вскрытия платиносодержащих концентратов позволяет достичь следующих эффектов:
Технический - повышение извлечения платиновых металлов в раствор на стадии гидрохлорирования на 0,5-33% в зависимости от вида металла, снижение остаточного содержания платиновых металлов в остатке гидрохлорирования.

Экономический - повышение рентабельности производства за счет сокращения незавершенного производства по платиновым металлам.

Изобретение относится к металлургии платиновых металлов и может быть использовано при производстве платиновых металлов. Способ переработки платиносодержащих концентратов включает окислительный обжиг, гидрохлорирование огарка с переводом платиновых металлов в хлоридный раствор и последующее выделение платиновых металлов из раствора. Перед гидрохлорированием горячий огарок при 200 - 350^oC смачивают органическим восстановителем, обеспечивающим удаление оксидных пассивирующих пленок с поверхности зерен платиновых металлов, при его расходе 5 - 10% от веса огарка, при этом в качестве органического восстановителя используют соляровое масло. Благодаря этому способу достигается повышение извлечения платиновых металлов в раствор на стадии хлорирования на 0,5 - 33,0% в зависимости от вида металла, снижение остаточного содержания платиновых металлов в остатке гидрохлорирования, а также повышение рентабельности производства за счет сокращения незавершенного производства по платиновым металлам. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ переработки платиносодержащих концентратов, включающий окислительный обжиг, гидрохлорирование огарка с переводом платиновых металлов в хлоридный раствор и последующее выделение платиновых металлов, отличающийся тем, что перед гидрохлорированием горячий огарок при 200-350^oC смачивают органическим восстановителем, обеспечивающим удаление оксидных пассивирующих пленок с поверхности зерен платиновых металлов, при его расходе 5-10% от веса огарка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического восстановителя используют соляровое масло.