Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАСТВОРЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к металлургии благородных металлов (БМ) и может быть использовано в технологии переработки концентрата благородных металлов.

В процессе проведения аффинажных операций по разделению и очистке благородных металлов при переработке различных видов сырья образуются концентраты, в составе которых кроме благородных металлов содержатся примеси неблагородных элементов, а так же хлоридные и нитратные соли натрия. Кроме того, в качестве побочного продукта образуются растворы, содержащие хлорид натрия, хлорат натрия и в небольших количествах растворенные соли благородных металлов. Оба эти продукта по различным технологическим схемам поступают на дальнейшую переработку.

Одним из распространенных и наиболее часто используемых на практике - является способ растворения концентратов благородных металлов в кислотных средах при окислении.

Известен способ растворения концентратов благородных металлов включающий гидрохлорирование в соляной кислоте при нагревании и последующее извлечение из раствора платиновых металлов известными способами [1]. Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.

К основным недостаткам способа-прототипа, при его использовании в процессе растворения концентратов благородных металлов можно отнести следующие. Обычно, на практике, для растворения подобных концентратов используют разбавленную соляную кислоту и газообразный хлор. В разбавленной соляной кислоте хлор является более сильным окислителем, по сравнению с нитрат-ионом. Поэтому при растворении концентрата благородных металлов содержащего нитратные соли по способу-прототипу в полученном растворе остаются нитрат-ионы, присутствие которых, затем создает большие проблемы на операции восстановления золота и отрицательно сказывается на качестве очистки от платины и ее спутников осаждаемой из полученного раствора соли дихлордиаммин палладия. Вторым недостатком в данном, конкретном случае можно назвать использование газообразного хлора. Этот окислитель хотя и не очень дорогой, но относится в химическим реагентам первого класса опасности, поэтому, для его безопасного хранения и использования необходимо специальное, дорогостоящее оборудование.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ растворения концентрата благородных металлов заключается в использовании совокупности таких гидрометаллургических приемов переработки, которые позволяют достаточно полно перевести в раствор платиновые металлы и, вместе с тем, не имеют перечисленных недостатков, присущих способу-прототипу.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе растворения концентрата благородных металлов, включающем распульповку концентрата в разбавленной соляной кислоте и обработку реакционной смеси окислителем - после распульповки в соляной кислоте реакционную смесь прогревают при температуре (80-100)°С в течение 30-60 минут, а затем вводят окислитель, в качестве которого используют побочный продукт аффинажного производства - солевой раствор, содержащий хлорат натрия и хлорид натрия.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. После распульповки концентрата в разбавленной соляной кислоте реакционную смесь прогревают при температуре (80-100)°С в течение 30-60 минут. Так как концентрат содержит в своем составе нитрат-ионы, то при распульповке в соляной кислоте и последующем прогревании происходит частичное растворение концентрата благородных металлов по аналогии их растворения в «царской водке»:

3Pt+18HCl+4NaNO₃=2Na₂[PtCl₆]+H₂[PtCl₆]+4NO+8H₂O

3Pd+12HCl+2NaNO₃=Na₂[PdCl₄]+2H₂[PdCl₄]+2NO+4H₂O

Температуру необходимо поддерживать в диапазоне (80-100)°С. При более низкой температуре скорость приведенных химических реакций уменьшается и чтобы нитрат-ионы полностью прореагировали, требуется большое количество времени. Повышение температуры более 100°С не целесообразно, так как для этого требуется применение специального, дорогостоящего оборудования. Прогревание пульпы проводят в течение 30-60 минут. При длительности прогревания менее 30 минут процесс не успевает завершиться и часть нитрат-ионов остаются в пульпе. Прогревание пульпы более 60 минут не приводит к улучшению результатов, так как нитрат-ионы к этому времени полностью прореагировали.

В качестве окислителя используют побочный продукт аффинажного производства - солевой раствор, который содержит хлорат натрия и хлорид натрия. Так же в этом растворе в небольших количествах могут присутствовать и соли благородных металлов, которые необходимо извлечь. Процесс этот трудоемкий и требует больших затрат. Использование таких растворов для растворения концентрата позволяет решить сразу несколько задач. Во-первых, не требуется использовать газообразный хлор, а вместе с этим и специальное оборудование для его хранения и подачи в реакционный аппарат. Данный раствор содержит как окислитель - хлорат натрия, так и комплексообразователь - хлорид натрия, необходимые для растворения концентрата и образования комплексных соединений благородных металлов. Для его хранения и применения не требуется специальное, дорогостоящее оборудование. Находящиеся в этом растворе благородные металлы будут направлены на извлечение и аффинаж вместе с переведенными в раствор благородными металлами из концентрата.

Пример.

В качестве исходного продукта взяли 100 г концентрата благородных металлов следующего состава, %: Pt-12.3, Pd-64.2, Rh-0,14, Ir-0.1, Ru-0.9, Au-0.1, Ag-0.5, NO₃^--8.8.

Серию опытов с изменением заданных параметров провели по следующей методике: 100 г концентрата благородных металлов распульповали в 100 мл воды, в пульпу при перемешивании прилили 150 мл концентрированной соляной кислоты, после этого нагрели до заданной температуры и прогрели в течение заданного времени. После прогрева в горячую пульпу при перемешивании прилили солевой раствор до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала (относительно хлорсеребряного электрода сравнения) равного 850-900 мВ. Реакционную смесь прогрели 30-40 минут, охладили и проанализировали на содержание нитрат-ионов в полученном растворе.

Результаты представлены в таблице.

Как видно из примеров, проведение процесса растворения концентрата благородных металлов с соблюдением заданных параметров, позволяет практически полностью удалить из раствора нитрат-ионы и, тем самым, обеспечивает получение соли дихлордиаммин палладия высокого качества.

Источники информации

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.