СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2006 года по МПК C25C3/34 C22B11/00 

Изобретение относится к области электрохимического получения металлов из расплавленных солей, в частности, благородных металлов. Изобретение может быть использовано в цветной металлургии для извлечения и аффинажа благородных металлов.

Известен способ электрохимического осаждения золота и его сплавов в водных растворах с использованием органических комплексообразователей [ЕР 1013799 А1, Способ и раствор для гальванического осаждения золота и его сплавов]. Указанный способ не может быть использован для рафинирования золота от примесей таких металлов, как серебро и медь, вследствие их совместного осаждения с золотом.

Известен способ получения золота электролизом расплавов тройной эвтектики NaCl-KCl-CsCl, содержащей хлорид золота при 500-700°С [О.Л.Семерикова, Н.А.Салтыкова, В.Г.Зырянов. Особенности структуры осадков золота, полученных электролизом расплавов эвтектики NaCl-KCl-CsCl // Тез. докл. XII Российск. конф. по физ. химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов, г.Нальчик. 2001. Т.1. С.282-285]. На катоде получались осадки золота в виде дендритов и порошка. В качестве анода использовалось чистое золото или углеграфитовые материалы. Во всех исследованиях использовался электролит, содержащий только хлорид золота. В этом способе не используется анод из золота, содержащего другие металлы в виде примесей, и не используется расплавленный электролит с хлоридами других металлов, кроме золота и щелочных металлов. Этим способом мы не можем достичь тех целей и результатов, которые достигаются предлагаемым изобретением.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ электрохимического рафинирования платиновых металлов в хлоридных расплавах [R.H.Atkinson. Исследование электролитического переноса расплавов [R.H.Atkinson. Исследование электролитического переноса платиновых металлов с использованием хлоридных электролитов // Trans. Farad. Soc. 1930. Т.26. С.496-503]. В этом способе проводилось электролитическое рафинирование платины от примесей железа в расплаве LiCl-NaCl-KCl, содержащем 3 мас.% платины, в открытой ванне в атмосфере воздуха при 500°С. Анодом служила загрязненная платина, содержащая 2,4 мас.% железа. Катодный осадок после электролиза содержал 0,5 мас.% Fe. Таким образом, в указанном способе не удалось полностью очистить платину от примесей.

Задача настоящего изобретения - рафинирование золота от примесей других менее благородных металлов, например, серебра, меди.

Технический результат достигается следующим образом. В способе рафинирования благородных металлов электролизом в расплаве хлоридов щелочных металлов, содержащем хлорид благородного металла, новым является то, что в качестве анода и рафинируемого металла используют золото, содержащее примеси, а в качестве электролита - расплав тройной эвтектики хлоридов натрия, калия и цезия NaCl-KCl-CsCl (30-24,5-45,5 мол.%), хлорид золота и ионы примесных металлов при соотношении концентраций (в мол.%) ионов золота и ионов примесных металлов 0,02-18,0. Содержание примесных металлов (менее благородных) в золоте не должно превышать 1 мас.% в целях стабильной длительной работы электролитической ванны. Электролиз ведут в герметичном электролизере в атмосфере инертного газа при температурах 500-700°С, при содержании золота в электролите 0,02-8 мас.% и катодной плотности 0,001-0,2 А/см² в зависимости от концентрации ионов золота в расплаве.

Случай, когда отношение концентрации ионов золота к концентрации ионов примесных металлов превышает 18,0, соответствует созданию высокой концентрации ионов золота в расплаве, что значительно удорожает стоимость процесса рафинирования (происходит "задалживание" драгоценного металла - золота) без улучшения качественных показателей рафинирования.

При соотношении концентрации ионов золота и примесных металлов в расплаве менее 0,02 образуются мелкодисперсные губчатые осыпающиеся с катода порошки золота, при этом степень очистки золота от примесей уменьшается.

Совокупность всех существенных признаков позволяет достичь следующий технический результат. Электролитическое рафинирование загрязненного золота обеспечивает за один прием высокую степень очистки от примесей других металлов, получаемое золото имеет чистоту 99,99-99,999%.

Примеры выполнения

Пример 1. Электролиз ведут в расплаве тройной эвтектики NaCl-KCl-CsCl, содержащем 0,3 мас.% золота и 7,1 мас.% серебра, при 550°С. При этом отношение концентрации ионов золота к концентрации ионов серебра (в мол.%) в расплаве составляет 0,02. Анодом служит пластина золота, содержащая 0,6 мас.% серебра. Катод - графит марки МПГ-8, катодная плотность тока 0,04 А/см². Катодный осадок представляет мелкий порошок золота, в котором спектральным анализом серебро не обнаружено.

Пример 2. Электролиз ведут в расплаве NaCl-KCl-CsCl, содержащем 1,5 мас.% золота и 0,6 мас.% меди, при 550°С. Отношение этих концентраций составляет 0,8. В золотом аноде содержится 0,2 мас.% меди. Катодная плотность тока составляет 0,002 А/см². На катоде осаждают крупные хорошо ограненные дендриты золота. Медь в катодном осадке не обнаружена. Чистота золота составила 99,999%.

Пример 3. Электролиз проводят в расплаве NaCl-KCl-CsCl, содержащем 8 мас.% золота и 0,2 мас.% меди, при 580°С. Отношение этих концентраций составляет 18,0. Анод содержит 0,1 мас.% меди. Катодную плотность поддерживают 0,15 А/см². Катодный осадок состоит из крупных дендритов и пластинок. Чистота осаждаемого золота составляет 99,99%, медь не обнаружена.

Способ рафинирования благородных металлов относится к области электрохимического получения металлов из расплавленных солей. Изобретение может быть использовано в цветной металлургии для извлечения и аффинажа благородных металлов. Техническим результатом является рафинирование золота от примесей других металлов. Процесс ведут в расплаве хлоридов натрия, калия и цезия при соотношении концентраций (в мол.%) ионов золота и ионов примесных металлов 0,02-18,0 с анодом из рафинируемого золота, содержащего не более 1 мас.% примесей. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ рафинирования благородных металлов электролизом в расплаве хлоридов щелочных металлов, содержащем хлорид благородного металла, отличающийся тем, что в качестве анода и рафинируемого металла используют золото, содержащее примеси, а в качестве электролита - расплав тройной эвтектики хлоридов натрия, калия и цезия, хлорид золота и ионы примесных металлов при соотношении концентраций (в мольных %) ионов золота и ионов примесных металлов 0,02-18,0.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют золото, содержащее не более 1 мас.% примесей.