способ получения серебра из его хлоридов восстановлением газообразным водородом

Формула изобретения

1. Способ получения серебра из его хлорида, включающий восстановление хлорида серебра при нагреве и выдержке, отличающийся тем, что восстановление ведут при подаче и пропускании газообразного водорода, нагретого до температуры более 400°С, с выделением и барботажем газа, выходящего из реакционной камеры через воду, и получением водного раствора HCl, при этом нагрев ведут при подъеме температуры с промежуточными выдержками: сначала с выдержкой при температуре 450±5°С 15-25 мин, затем с подъемом температуры со скоростью 2-4°С в минуту до температуры 460±5°С и выдержкой при ней 7-15 мин с последующим нагревом со скоростью 3-7°С в минуту и при достижении 560±10°С подачу водорода прекращают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановление осуществляют из хлорида серебра, измельченного до размера 100 мкм.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что измельченный хлорид серебра при восстановлении располагают в реакционной камере слоем толщиной 50 мм.

4. Способ п.1, отличающийся тем, что газообразный водород нагревают адекватно подъему температуры восстановления ±5°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения металлов из хлоридов, включающему восстановление хлоридов газообразным водородом при повышенной температуре.

Известен способ извлечения металлов из металлических сульфидов (из сульфидных руд и концентратов) (Патент США №1671003, 22.05.1928).

В данном способе предварительно подготовленный материал подвергается обработке газообразным хлором при повышенной температуре для отделения ценных металлов от рудной породы в виде хлоридов, восстановлением полученных хлоридов водородом с получением восстановленных металлов и газообразного хлорида водорода, отделением хлорида водорода от водорода абсорбированием в воде с получением водного раствора соляной кислоты и электролитического разложения соляной кислоты для получения газообразных водорода и хлора.

Стадии процесса показаны на примере переработки сульфида свинца:

Процесс хлорирования проводится в диапазоне температур 1000-1200°С. Процесс восстановления хлоридов водородом осуществляется при температурах "несколько выше" 800°С. Однако при таких температурах хлорид серебра находится в жидком состоянии, что приводит к образованию смеси жидких хлоридов и уменьшению поверхности контакта восстанавливаемого материала с водородом, увеличивая время переработки и затраты.

Наиболее близким аналогом-прототипом по совокупности существенных признаков является способ получения серебра из его хлорида, включающий восстановление хлорида серебра в присутствии щелочного агента при нагревании и выдержке RU 2094506 С1 (МПК С22В 11/02, 27.10.1997).

Технический результат в данном способе достигается тем, что при смешении соли серебра с гидроксидом калия или натрия, взятых в количестве 120-150% от стехиометрии, таблетировании смеси при давлении прессования 15-25 МПа, спекании при 400-500°С в течение 0,3-1,0 ч, охлаждении спека в процессе его водной обработки с отделением осадка серебра. Операция спекания может быть проведена в две стадии, при аналогичных технологических параметрах для каждой стадии, причем после первой стадии спек охлаждают на воздухе до комнатной температуры, измельчают и таблетируют повторно.

Способ требует равномерного распределения мелкодисперсных частиц солей серебра и гидроксида калия или натрия. Из-за низкой скорости взаимной диффузии компонентов в смеси при температуре процесса (400-500°С) доля непрореагировавшего хлорида серебра будет достаточно высока, что предопределяет проведение второй стадии процесса восстановления, то есть повторное измельчение, таблетирование и спекание, что и отражено в формуле изобретения. Это приводит к увеличению времени переработки, усложнению и удорожанию процесса восстановления.

Недостатком данного способа является то, что полученный спек представляет смесь восстановленного серебра с солями натрия или калия.

Для растворения и удаления солей натрия или калия требуется тщательная отмывка спека. Получаемое серебро будет недостаточной чистоты, так как на чистоту восстанавливаемого серебра влияет как примеси в самих солях серебра, так и чистота гидроксидов калия или натрия, а также и чистота воды, используемая для растворения спека и отмывки серебра.

Использование гидроксидов калия или натрия в качестве восстановителей солей серебра требует создание оснастки (изложниц), неразрушающихся при повышенных температурах в щелочной среде.

Техническим результатом изобретения является увеличение производительности процесса извлечения серебра из хлоридов серебра, образующихся в большом количестве при аффинаже благородных металлов, восстановлением газообразным водородом за счет поддержания и даже увеличения скорости восстановления в течение всего времени проведения процесса в соответствии с реакцией:

2 AgCl+Н₂ 2Ag+2HCl

Технический результат достигается способом получения серебра из его хлорида, включающим восстановление хлорида серебра при нагреве и выдержке, отличающийся тем, что восстановление ведут при подаче и пропускании газообразного водорода, нагретого до температуры более 400°С с выделением и барбатожем газа, выходящего из реакционной камеры через воду, и получением водного раствора HCl, при этом нагрев ведут при подъеме температуры с промежуточными выдержками: сначала с выдержкой при температуре 450±5°С - 15-25 минут, затем с подъемом температуры со скоростью 2-4°С в минуту до температуры 460±5°С и выдержкой при ней 7-15 минут и при достижения температуры 560±10°С со скоростью 3-7°С в минуту прекращают подачу водорода, отличающийся тем, что восстановление осуществляют из хлорида серебра, измельченного до размера 100 мкм, отличающийся тем, что измельченный хлорид серебра при восстановлении располагают в реакционной камере слоем толщиной 50 мм, отличающийся тем, что газообразный водород нагревают адекватно подъему температуры восстановления ±5°С.

Эти условия выбраны в связи с тем, что ступенчатое повышение температуры процесса восстановления выше температуры плавления хлорида серебра позволяет разрушить серебряную оболочку, маскирующую частицы хлорида, за счет плавления хлорида, заключенного в серебряную оболочку. При этом не происходит существенного уменьшения площади контакта восстанавливаемого хлорида с водородом, поскольку разрушение частиц и вытекание из них расплава происходит случайным образом и не приводит к ассоциации капель жидкого хлорида и образованию большого объема расплава с малой поверхностью. Повышение же температуры процесса на 10°С выше температуры плавления хлорида серебра приводит почти к двукратному росту скорости реакции восстановления.

Так, за время выдержки 10 минут при Т=460±5°С происходит восстановление ˜70% оставшегося хлорида.

Окончательное восстановление хлорида происходит при монотонном подъеме температуры до Т=560°С. После чего подача водорода прекращается, реактор заполняется инертным газом и извлекается из зоны повышенной температуры.

На чертеже представлена зависимость степени восстановления хлорида серебра от времени в соответствии с предлагаемым техническим решением.

Способ подтверждается следующим примером.

Хлорид серебра загружается в специальные поддоны. Для увеличения реакционной поверхности хлорида серебра с водородом хлорид серебра подвергается измельчению до размера 100 мкм. Порошок хлорида серебра располагают слоем толщиной 50 мм. Поддоны помещают в реактор проточного типа термической установки, реактор герметизируется. После продувки инертным газом через реактор пропускается водород.

Водород непосредственно перед контактом с хлоридом серебра пропускают через специальное устройство для принудительного прогрева до температуры процесса восстановления перерабатываемых хлоридов серебра, то есть газообразный водород прогревают адекватно подъему температуры восстановления ±5°С. Смесь водорода и газообразного HCl, выходящая из термического реактора, барботируется через емкость с дистиллированной (деионизированной) водой для улавливания газообразного HCl и получения водного раствора HCl. При температуре 450±5°С осуществляют выдержку 20 минут, после чего осуществляют подъем температуры со скоростью 3°С в минуту до 460±5°С и последующую выдержку 10 минут, после чего осуществляют подъем температуры со скоростью 5°С в минуту, и при достижении температуры 560°С прекращают процесс восстановления. Включают продувку инертным газом, после чего реактор извлекают из зоны повышенной температуры. После охлаждения до комнатной температуры реактор разгерметизируется и извлекают восстановленный металл.

Время проведения процесса восстановления сокращается до 80-90 минут и соответственно увеличивается количество получаемой продукции на тех же производственных мощностях.

В соответствии с предлагаемым способом были переработаны следующие виды хлоридов, образующихся при аффинаже золота и серебра:

1. Шлак от плавки «Миллера».

2. Хлоридный «кек» от процесса «царсководочного» выщелачивания.

3. Хлоридный шлам от процесса электролитического аффинажа золота.

4. Хлорид серебра, образующийся при регенерации серебряного электролита электролитического аффинажа серебра.

Во всех случаях выделение металла из хлорида серебра составляет более 99% от его содержания в хлориде серебра за 80-90 минут проведения процесса восстановления.