способ получения концентрата, содержащего рений и платину, из содержащих их кислых растворов

Формула изобретения

1. Способ получения концентрата, содержащего рений и платину, из содержащих их кислых растворов, включающий выделение сульфидов рения и платины введением в раствор серосодержащего реагента, отделение полученных сульфидов рения, платины и других их соединений от раствора и восстановление сульфидов в газообразной среде с получением концентрата рения и платины, отличающийся тем, что введение серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины от 26 до 75.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кислых растворов используют водные растворы H₂ SO₄, HCl, смеси H₂SO₄ и HCl, смеси H₂SO₄ и HBr.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве серосодержащего реагента используют тиосульфат натрия, тиосульфат калия, сульфиды щелочных металлов, 2-меркапто-N-2-нафтилацетамид.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газообразной среды при восстановлении используют водород, оксид углерода, смеси водорода и оксида углерода.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отделение сульфидов рения, платины и других их соединений от раствора осуществляют фильтрованием, или центрифугированием, или отстаиванием.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к гидрометаллургии редких и благородных металлов, в частности к способам получения концентратов этих металлов из содержащих их растворов.

Уровень техники

Известен способ переработки алюмоплатиновых катализаторов, преимущественно содержащих рений, путем первоначального обжига отработанного катализатора в атмосфере воздуха с целью удаления с его поверхности органических отложений и выжигания серы и сажи, растворения огарка в плавиковой кислоте, осаждения из полученного раствора рения и платины в виде нерастворимых сульфидов при помощи тиоацетамида, выделения платины и рения из сульфидного концентрата (RU 2204619, C22B 11/00, 61/00, 3/00, 7/00, 2003). Недостатками известного способа являются использование агрессивной плавиковой кислоты, требующей применения специального оборудования, и отсутствие рекомендаций по способу выделения рения и платины из сульфидного концентрата.

Известен способ совместного извлечения платины и рения из отработанных платинорениевых катализаторов, включающий кислотное выщелачивание катализатора в соляно-сернокислом растворе в течение 7-8 ч при наложении постоянного тока с одновременным катодным осаждением платины и рения (RU 2167213, C22B 11/00, 61/00, 3/06, 7/00, 2001). Недостатки известного способа заключаются в недостаточно высокой степени извлечения рения, длительности операций, повышенном расходе реагента на выщелачивание катализатора.

Известен способ переработки отработанных платинорениевых катализаторов путем гидрохлорирования исходного катализатора с переводом в раствор платины и рения, осаждения коллективного концентрата, содержащего соединения платины и рения, последующей пирометаллургической обработки с целью разделения платины и рения с получением обогащенного платинового концентрата и рения в виде его высшего оксида или перрената аммония (Букин В.И., Игумнов М.С., Сафонов В.В. и др. Переработка производственных отходов и вторичных сырьевых ресурсов, содержащих редкие, благородные и цветные металлы. М.: Изд. дом «Деловая столица». 2002. С.165). Недостаток известного способа состоит в пониженной степени извлечения рения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является способ получения концентрата, содержащего рений и платину, из содержащих их кислых растворов, включающий выделение сульфидов рения и платины введением в раствор серосодержащего реагента, отделение полученных сульфидов рения, платины и других их соединений от раствора и восстановление сульфидов в газообразной среде с получением концентрата рения и платины. Степени извлечения платины и рения составляют не менее 98 и 95% соответственно (Статья В.И.Чернышева, И.Г.Тертышного, С.В.Шустова. Применение СВЧ-энергии для выделения благородных и редких металлов из отработанных катализаторов и техногенных отходов, в журнале Катализ в промышленности. 2006, № 1, с.52, 2-ой столбец, строки 42-47 и с.53, 1-ый столбец, строки 20-22, 2-ой столбец, строки 1-2).

Основными недостатками способа-прототипа являются:

- недостаточно высокие степени извлечения рения и платины;

- отсутствие каких-либо рекомендаций по отношению масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины при выделении сульфидов рения и платины посредством введения в их кислый раствор и суспензию серосодержащего реагента.

Сущность изобретения

Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в повышении степени извлечения рения и платины из их кислого раствора в концентрат за счет найденного интервала отношений масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины.

Данная техническая задача решается в способе получения концентрата, содержащего рений и платину, из содержащих их кислых растворов, включающем выделение сульфидов рения и платины введением в раствор серосодержащего реагента, отделение полученных сульфидов рения, платины и других их соединений от раствора и восстановление сульфидов в газообразной среде с получением концентрата рения и платины. При этом введение серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины от 26 до 75. Кроме того, в качестве кислого раствора используют водные растворы H₂SO ₄, HCl, смеси H₂SO₄ и HCl, смеси H₂SO₄ и HBr, в качестве серосодержащего реагента используют тиосульфат натрия, тиосульфат калия, сульфиды щелочных металлов, 2-меркапто-N-2-нафтилацетамид (здесь и ниже названия серосодержащих реагентов даны по Женевской номенклатуре.). Газообразной средой может являться водород, оксид углерода, смеси водорода и оксида углерода. Отделение сульфидов рения, платины и других их соединений от раствора осуществляют фильтрованием или центрифугированием или отстаиванием.

Основные отличительные признаки способа по настоящему изобретению состоят в том, что введение серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины от 26 до 75.

Дополнительные отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в том, что в качестве кислых растворов используют водные растворы H₂SO ₄, HCl, смеси H₂SO₄ и HCl, смеси H₂SO₄ и HBr, в качестве серосодержащего реагента используют тиосульфат натрия, тиосульфат калия, сульфиды щелочных металлов, 2-меркапто-N-2-нафтилацетамид. Газообразной средой может являться водород, оксид углерода, смеси водорода и оксида углерода. Отделение сульфидов рения, платины и других их соединений от раствора осуществляют фильтрованием или центрифугированием или отстаиванием.

Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности - «новизна», поскольку из уровня техники не удалось найти технического решения, существенные признаки которого полностью совпадали бы со всеми признаками, имеющимися в независимом пункте формулы настоящего изобретения. Настоящее изобретение соответствует условию патентоспособности - «изобретательский уровень», поскольку из уровня техники не удалось найти технического решения, существенные признаки которого обеспечивали бы выполнение такой же технической задачи, на выполнение которой направлено настоящее изобретение.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Пример 1. Для получения концентрата, содержащего рений и платину, используют водный раствор H₂SO ₄ (10 мас.%) объемом 0,5 л. Концентрации рения и платины в кислом растворе составляют соответственно 0,18 и 0,2 г/л. Раствор помещают в стеклянный реактор объемом 1 л с мешалкой, соединенный с обратным конденсатором, нагревают до температуры 90-100°С. Вводят в раствор серосодержащий реагент, в качестве которого используют тиосульфат натрия, при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины, равном 26, и обрабатывают в течение 15 мин. Отделяют полученные сульфиды рения и платины и другие их соединения от раствора фильтрованием, восстанавливают сульфиды в газообразной среде, в качестве которой используют водород, с получением концентрата, содержащего рений и платину. По содержанию рения и платины в полученном концентрате определяют, что степени извлечения рения и платины в концентрат составляют соответственно 97,8 и 98,2%.

Пример 2. Обработку проводят по примеру 1, с тем отличием, что выделение сульфидов рения и платины посредством введения в их кислый раствор серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины, равном 75. Степени извлечения рения и платины в концентрат составляют соответственно 98,2 и 98,9%.

Пример 3. Обработку проводят по примеру 1, с тем отличием, что выделение сульфидов рения и платины посредством введения в их кислый раствор серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины, равном 52. Степени извлечения рения и платины в концентрат составляют соответственно 98,7 и 99,1%.

Пример 4. Обработку проводят по примеру 1, с тем отличием, что выделение сульфидов рения и платины посредством введения в их кислый раствор серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины, равном 25, т.е. ниже нижнего предела в формуле изобретения. Степени извлечения рения и платины в концентрат составляют соответственно 96,0 и 96,6%.

Пример 5. Обработку проводят по примеру 1, с тем отличием, что выделение сульфидов рения и платины посредством введения в их кислый раствор серосодержащего реагента осуществляют при отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины, равном 76, т.е. выше верхнего предела в формуле изобретения. Степени извлечения рения и платины в концентрат составляют соответственно 96,2 и 97,3%.

Пример 6. Обработку проводят по примеру 3, с тем отличием, что в качестве кислого раствора используют водный раствор НСl (15 мас.%) объемом 0,5 л. Концентрации рения и платины в растворе составляют соответственно 0,144 и 0,16 г/л. В качестве серосодержащего реагента используют тиосульфат калия. Степени извлечения рения и платины в концентраты составляют соответственно 98,4 и 98,9%.

Пример 7. Обработку проводят по примеру 6, с тем отличием, что в качестве кислого раствора используют смесь 70 об.% H₂SO₄ и 30 об.% HCl объемом 0,5 л. Концентрации рения и платины в растворе составляют соответственно 0,155 и 0,172 г/л. В качестве серосодержащего реагента применяют сульфид натрия. Степени извлечения рения и платины в концентраты составляют соответственно 98,5 и 99,0%.

Пример 8. Обработку проводят по примеру 6, с тем отличием, что в качестве кислого раствора используют смесь 85 об.% H₂SO ₄ и 15 об.% HBr объемом 0,5 л. Концентрации рения и платины в растворе составляют соответственно 0,161 и 0,178 г/л. В качестве серосодержащего реагента используют 2-меркапто-N-2-нафтилацетамид. Степени извлечения рения и платины в концентраты составляют соответственно 98,3 и 98,7%.

Пример 9. Обработку проводят по примеру 8, с тем отличием, что в качестве газообразной среды применяют оксид углерода. Степени извлечения рения и платины в концентраты составляют соответственно 98,2 и 98,5%.

Пример 10. Обработку проводят по примеру 8, с тем отличием, что в качестве газообразной среды применяют смесь 80 об.% водорода и 20 об.% оксида углерода. Степени извлечения рения и платины в концентраты составляют соответственно 98,3 и 98,8%.

Пример 11. Обработку проводят по примеру 10, с тем отличием, что отделение комплекса платины и соединений рения и платины от раствора, а также отделение сульфида рения от жидкой фазы осуществляют центрифугированием.

Пример 12. Обработку проводят по примеру 10, с тем отличием, что отделение комплекса платины и соединений рения и платины от раствора, а также отделение сульфида рения от жидкой фазы осуществляют отстаиванием.

Из сравнения результатов степени извлечения рения и платины из примеров 1÷3 с подобными результатами из примеров 4÷5 видно следующее. При отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины ниже нижнего предела в формуле изобретения (пример 4) степени извлечения рения и платины уменьшаются с 97,8÷98,7% и 98,2÷99,1% соответственно (в примерах 1÷3) до 96,0% и 96,6% соответственно (по примеру 4). При отношении масс серосодержащего реагента и растворенных рения и платины выше верхнего предела в формуле изобретения (пример 5) степени извлечения рения и платины уменьшаются с 97,8÷98,7% и 98,2÷99,1% соответственно (в примерах 1÷3) до 96,2% и 97,3% соответственно (по примеру 5).

При недостатке серосодержащего реагента не происходит полного извлечения рения и платины из их кислого раствора в концентрат. При избытке серосодержащего реагента в растворе в качестве побочного продукта образуется сера в коллоидном состоянии, что затрудняет проведение дальнейших технологических операций и приводит к снижению степени извлечения рения и платины в концентрат.

Из сравнения результатов примеров 1÷3 и 6÷10 настоящего изобретения и способа-прототипа видно, что степени извлечения рения и платины по настоящему изобретению (97,8÷98,7% и 98,2÷99,1% соответственно) превышают степени извлечения рения и платины в способе-прототипе (95% и 98% соответственно) на 2,8÷3,7% и 0,2÷1,1 соответственно.

Таким образом, настоящее изобретение может быть реализовано и наиболее эффективно применено при извлечении рения и платины из их кислых растворов.