способ переработки материалов, содержащих благородные металлы и свинец

Формула изобретения

Способ переработки материалов, содержащих благородные металлы и свинец, включающий выщелачивание материала раствором серной кислоты, отличающийся тем, что выщелачивание проводят раствором серной кислоты с концентрацией 150-300 г/л, а кек сернокислотного выщелачивания подвергают выщелачиванию в растворе хлорида натрия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способам извлечения благородных металлов из отходов аффинажного производства.

Известен способ (Меретуков М.А., Орлов А.М. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт, М., Металлургия, 1991, с.268-269) переработки платиносодержащих материалов на заводе "Энгельхард Минерэлз энд Кемикл Корпорейшн", США. В этом способе окисленный материал (огарок после обжига) выщелачивают серной кислотой концентрацией 150 г/дм³ с подачей воздуха для перевода меди в раствор. Недостатком известного способа является то, что свинец в раствор при этом не переходит, а остается в нерастворимом остатке.

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков и назначению является способ переработки продуктов, содержащих благородные металлы и свинец (Ю.А.Котляр, М.А.Меретуков. Металлургия благородных металлов. Учебное пособие. М., АСМИ, 2002, с.365-367). По этому способу платиносодержащие материалы, подвергаются выщелачиванию в растворе серной кислоты. При этом в раствор переходят медь, частично серебро, никель и железо, а платиновые металлы и золото концентрируются в нерастворимом остатке.

Недостатком указанного способа также является то, что свинец, содержащийся в материалах, практически не переходит в раствор, а остается в нерастворимом остатке, чем снижает качество получаемых платиновых концентратов.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении качества платиновых концентратов.

Технический результат от использования изобретения заключается в селективном извлечении свинца в хлоридный раствор по сравнению с сульфатно-хлоридными, из которых часть свинца осаждается уже при фильтрации пульпы, а также при последующих операциях переработки раствора. Таким образом, удается более полно удалить свинец из технологической схемы, чем повысить качество платиновых концентратов.

Технический результат достигается способом переработки материалов, содержащих благородные металлы и свинец, включающим выщелачивание материала раствором серной кислоты, согласно изобретению выщелачивание проводят раствором серной кислоты с концентрацией 150-300 г/л, а кек сернокислотного выщелачивания подвергают выщелачиванию в растворе хлорида натрия.

При проведении процесса в 2 стадии:

- на первой стадии в растворе серной кислоты, концентрацией 150-300 г/дм³, свинец переходит в сульфатную форму и полностью остается в нерастворимом остатке, а теллур переходит в раствор, раствор сернокислого выщелачивания подвергают цементации никелевым порошком с получением высококачественного теллурового цементата, не содержащий свинца;

- на второй стадии кек сернокислотного выщелачивания репульпируют в растворе хлорида натрия концентрацией 200-250 г/дм³, при этом свинец из сульфата свинца легко переходит в раствор с образованием устойчивых комплексных хлоридных ионов, а благородные металлы полностью концентрируются в кеке.

Таким образом происходит полное отделение свинца от теллура и благородных металлов, чем повышается качество платиновых концентратов.

Нижний предел концентрации серной кислоты обусловлен тем, что при содержании H₂ SO₄ менее 150 г/дм³ происходит неполная сульфатизация свинца, приводящая к неполному извлечению свинца при последующем хлоридном выщелачивании.

Верхний предел концентрации серной кислоты 300 г/дм³ объясняется тем, что при высокой кислотности наблюдается повышенный переход платиновых металлов в раствор, что приводит к их потерям при последующей переработке сульфатного раствора.

Соответствие изобретения критерию "изобретательский уровень" доказывается следующим. Известен способ (патент РФ №2071978), в котором имеется признак, сходный с заявляемым, а именно: материал, содержащий благородные металлы и свинец (медеэлектролитный шлам), подвергают выщелачиванию в растворе, содержащем хлорид натрия, без добавки серной кислоты. Однако в известном объекте выщелачивание проводят из материалов, содержащих свинец в различных формах, что при выщелачивании приводит к неполному извлечению свинца.

В заявляемом способе переработку материалов проводят в две стадии, при этом на первой стадии производят сульфатизацию свинца: перевод свинца в сульфатную форму. На второй стадии сульфат свинца растворяют в хлориде натрия. Поскольку сульфат свинца является легко растворимым в хлориде натрия соединением, то такой способ переработки материалов обеспечивает более полное отделение свинца и, в конечном итоге, повышение качества платиновых концентратов.

Этим достигается новый эффект, который не мог быть достигнут в известном способе. Это свидетельствует о соответствии заявляемого объекта критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом.

Отходы аффинажного производства, содержащие благородные металлы и свинец, подвергают окислительному обжигу при температуре 700°С для перевода в газовую фазу селена. Огарок после обжига выщелачивают в растворе серной кислоты при температуре 80-95°С для выщелачивания цветных металлов и теллура и сульфатизации свинца. Сернокислый раствор направляют на цементацию теллура, а кек - на хлоридное выщелачивание. Процесс проводят при температуре 90-95°С и концентрации хлорида натрия 150-300 г/дм³ в течение 2 часов. В конце процесса в пульпу вводят никелевый порошок для подавления перехода в раствор серебра в количестве 1-1,5 г/дм³ до снижения ОВП ниже 0 мВ относительно насыщенного хлорсеребряного электрода. После этого пульпу фильтруют, кек направляют на дальнейшую переработку (анодную электроплавку), а раствор - на нейтрализацию и вывоз в естественный отстойник.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления способа.

Пример 1 (по прототипу). 100 г исходного материала - концентрата пылей электрофильтров ОАО "Крацветмет" (концентрата ПЭФ) после отмывки в воде, содержащего, %: Pt 0,2; Pd 0,3, Ag 2,7; Ni 13,5; Cu 4,7; Se 6,8; Те 10,1; Pb 17,3, подвергали окислительному обжигу при 700°С в лабораторной муфельной печи в течение 6 часов. Огарок выщелачивали в 800 мл раствора серной кислоты концентрацией 250 г/дм³ с добавкой хлорида натрия в течение 2 часов, затем пульпу фильтровали. В растворе и кеке определяли содержание цветных и благородных металлов. Результаты представлены в таблице.

Пример 2 (по заявляемому способу). Обжиг осуществляли, как в примере 1, а выщелачивание осуществляли в 2 стадии. На первой стадии проводили выщелачивание в растворе серной кислоты 250 г/дм³ без добавки хлорида натрия. Кек сернокислотного выщелачивания подвергали выщелачиванию в растворе хлорида натрия концентрацией 250 г/дм³ в соотношении Т:Ж=1:20 в течение 2 часов, затем в пульпу добавляли никелевый порошок до снижения ОВП ниже 0 мВ. Пульпу фильтровали, в растворе и кеке определяли содержание цветных и благородных металлов. Результаты представлены в таблице.

Примеры 3-6 (по заявляемому способу). Обжиг и выщелачивание осуществляли в соответствие со способом, описанным в примере 2. При этом варьировали концентрацию серной кислоты в растворе первой стадии выщелачивания от 140 до 310 г/дм³.

Пример 7. Обжиг и выщелачивание осуществляли в соответствии со способом, описанным в примере 2. При этом на второй стадии выщелачивания в раствор добавляли серную кислоту (200 г/дм³).

Как следует из таблицы, извлечение свинца в раствор в оптимальных условиях (примеры 2, 4 и 5) составляет 90-91% при полном извлечении благородных металлов в кек. Переработка материала по способу-прототипу (пример 1) обеспечивает извлечение в раствор только 70% свинца. Низкое извлечение свинца (83%) наблюдается и при концентрации серной кислоты менее 150 г/л - пример 3. К снижению извлечения свинца до 72% приводит также добавка серной кислоты на вторую стадию выщелачивания - пример 7. Повышение концентрации кислоты свыше 300 г/л (пример 6) приводит к повышенному переходу в раствор благородных металлов.

Таким образом, технический результат (или эффективность) заявляемого способа заключается в достижении высокого извлечения свинца в раствор при полном извлечении благородных металлов в нерастворимый остаток (кек) выщелачивания.