способ получения аффинированного серебра

Формула изобретения

Способ получения аффинированного серебра, включающий выщелачивание промпродуктов, содержащих серебро, в азотной кислоте, отделение нерастворимого остатка от нитратного раствора серебра, восстановление серебра, отделение полученного порошка серебра от раствора и его переплавку, отличающийся тем, что после отделения нерастворимого остатка нитратный раствор серебра обрабатывают гидроксидом щелочного металла до pH 1-3 и нагревают до температуры 80-100°С, восстановление серебра ведут обработкой нитратного раствора серебра сульфитом щелочного металла или аммония и заканчивают его при достижении значения окислительно-восстановительного потенциала (относительно хлорсеребряного электрода сравнения), равного 200-250 мВ, а перед переплавкой полученный порошок серебра промывают в разбавленном растворе соляной кислоты.

Описание изобретения к патенту

Способ получения аффинированного серебра относится к области цветной металлургии, в частности аффинажу благородных металлов.

Известен лабораторный способ получения чистого серебра [1], включающий растворение промпродукта, содержащего серебро и примеси неблагородных элементов, в разбавленной азотной кислоте, выпаривание раствора с получением нитратов, термообработку соли до получения сплава, растворение сплава в растворе аммиака, восстановление серебра добавлением избытка соли сернистой кислоты и промывку осадка серебра раствором аммиака.

К недостаткам следует отнести следующее: способ позволяет очистить серебро главным образом только от одной примеси, а именно меди, и не может быть применен для переработки продуктов, содержащих цинк, свинец, селен, теллур и др.; при использовании метода в промышленных масштабах возникают большие трудности, связанные с выпариванием нитратных растворов до солей и обеспечением надлежащей чистоты при плавлении соли; способ предусматривает большой расход восстановителя, так как требуется вводить его в избытке.

Известен способ получения серебра, включающий растворение промпродуктов, содержащих серебро (а также медь, свинец, цинк и др.), в азотной кислоте, отделение нерастворимого остатка, осаждение серебра в виде хлорида, последующее восстановление соли железом или цинком, отделение полученного осадка от раствора и переплавку его в слитки [2]. Способ принят за прототип.

Этот способ не позволяет получить серебро высокой степени чистоты, так как очень сложно качественно отмыть объемный осадок хлорида серебра от маточного раствора, содержащего примеси. Кроме того, при последующем восстановлении хлорида серебра железом или цинком перейдут в осадок и некоторые содержащиеся в нем примеси, например медь, которая при последующей переплавке цементата попадет в серебряный слиток.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ получения серебра, заключается в использовании совокупности таких металлургических приемов переработки, которые позволяют очистить исходный продукт от вредных примесей и, вместе с тем, не имеют недостатков, присущих способу-прототипу.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе получения аффинированного серебра, включающем выщелачивание промпродуктов, содержащих серебро, в азотной кислоте, отделение нерастворимого остатка, восстановление серебра, отделение его от раствора, переплавку порошка серебра в слитки - после отделения нерастворимого остатка нитратный раствор серебра обрабатывают гидроксидом щелочного металла до pH=(1-3), затем раствор нагревают до температуры (80-100)°С и восстановливают серебро обработкой сульфитом щелочного металла или аммония, процесс восстановления заканчивают при достижении значения окислительно-восстановительного потенциала, равного 200-250 мВ (относительно хлорсеребряного электрода сравнения), отделяют осадок от раствора, затем перед плавкой полученный порошок промывают в разбавленном растворе соляной кислоты.

Сущность способа заключается в следующем. При выщелачивании исходного продукта в азотной кислоте в раствор переходят цинк, большая часть кислоторастворимых примесей (медь, свинец и др.) а также серебро. В нерастворимом остатке концентрируются золото, оксиды кремния и алюминия, которые отделяют от раствора фильтрованием. Золото из таких продуктов извлекают известными способами. Перед обработкой восстановителем полученный нитратный раствор обрабатывают гидроксидом щелочного металла до достижения значения pH равного 1-3. Такая операция проводится с целью минимизации расхода сульфитной соли на последующей операции восстановления серебра. При меньших значениях pH расход сульфитной соли значительно возрастает, а при pH, больше 3 происходит заражение медью серебряного порошка. Восстановительную обработку нитратного раствора проводят после предварительного его нагревания до температуры (90-100)°С. При более низких температурах часть серебра выпадает в осадок в виде сульфитной соли, которая в процессе последующей плавки разлагается с выделением сернистого газа и для его утилизации требуется применение дополнительного дорогостоящего оборудования. Повышение температуры больше 100°С не приводит к заметному повышению извлечения серебра либо к улучшению качества осадка, но в то же время осложнено необходимостью повышения давления в реакционном аппарате. Операцию восстановления заканчивают при достижении значения окислительно-восстановительного потенциала, равного 200-250 мВ (относительно хлорсеребряного электрода сравнения). При больших его значениях не достигается полнота осаждения серебра из раствора, а снижение окислительно-восстановительного потенциала до значений менее 200 мВ ведет к непроизводительному расходу реагента. В процессе восстановления серебра сульфит-ионы окисляются до SO₄ ^2-, и значительная часть находящегося в нитратном растворе свинца выпадает в осадок в виде его сульфата. Кроме того, во влажном порошке содержатся и другие примеси попадающие туда вместе с маточным раствором. Поэтому, для удаления примесей, полученный порошок серебра перед плавкой отмывают в разбавленном растворе соляной кислоты. Некоторые сорбированные на поверхности серебряного порошка примеси (свинец, цинк, селен и др.), оставшиеся после отмывки, удаляются в газовую фазу в процессе плавки.

Примеры

В стеклянный стакан поместили 300 г исходного продукта - цинксодержащего золотосеребряного осадка. Массовая доля анализируемых элементов в исходном продукте (влажность 3%) составила, %: золото - 0.5; серебро - 64; цинк - 10; медь - 10; свинец - 3.1; селен - 0.27; теллур - 0.1.

К исходному продукту добавили по 600 мл воды, пульпу нагрели и при перемешивании обработали азотной кислотой. Окончание процесса растворения определяли визуально, по прекращению выделения оксидов азота. Пульпу охладили и отфильтровали обогащенный по содержанию золота нерастворимый остаток. Получили 1200 мл нитратного раствора следующего состава, г/л: серебро - 159; цинк - 25; медь - 25; свинец - 7.5; селен - 0.35; теллур - 0.25; железо - 0.8 и 13.8 г нерастворимого остатка, %: золото - 10.87; серебро - 8.7; селен - 3.0.

Нитратный раствор разделили на несколько равных частей. Каждый из растворов обработали водным раствором гидроксида натрия до установления заданного значения pH, затем при определенной температуре обработали раствором сульфита натрия до достижения необходимого значения ОВП. Полученные в каждом опыте порошки серебра отфильтровали, промыли путем распульповки в разбавленной соляной кислоте, отфильтровали и переплавили. Слитки серебра проанализировали спектральным методом на содержание примесей. Результаты представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
№ опыта	Значение pH	Температура, °С	ОВП, мВ	Расход Na2 SO3, г/на 1 г Ag	Извлечение Ag из раствора, %	Состав осадка
1	2.5	90	230	1.34	99.6	Ag (металл)_
2	0	90	210	2.15	99.7	Ag (металл)_
3	4.5	90	240	1.22	99.5	Ag (металл)_
4	2.5	90	170	1.82	99.8	Ag (металл)_
5	2.5	90	340	0.64	57.3	Ag (металл)_
6	2.5	40	230	1.40	98.8	Ag (металл) + Сульфит серебра.
7	2.5	105	230	1.30	99.7	Ag (металл)

Таблица 2
№	Массовая доля примесей в металлическом серебре, %
опыта	Au	Cu	Fe	Pb	Те	Zn	Se
1	0.0003	0.0007	0.0002	0.0002	0.0005	0.0005	0.0003
2	0.0003	0.0005	0.0003	0.0003	0.0005	0.0005	0.0005
3	0.0002	0.0026	0.0005	0.0005	0.0005	0.0010	0.0003
4	0.0004	0.0004	0.0002	0.0003	0.0005	0.0005	0.0004
5	0.0003	0.0008	0.0003	0.0002	0.0005	0.0005	0.0006
6	0.0005	0.0005	0.0003	0.0004	0.0005	0.0005	0.0003
7	0.0002	0.0006	0.0002	0.0003	0.0005	0.0005	0.0005

Как видно из приведенных примеров, использование заявляемого способа позволяет получать аффинированное серебро высокого качества.

Источники информации

1. Ключников Н.Г. Практикум по неорганическому синтезу. М.: «Просвещение», 1979. с.128.

2. И.Н.Масленицкий, Л.В.Чугаев, В.Ф.Борбат и др. Металлургия благородных металлов. - 2-е изд., - М.: Металлургия, 1987, с.339.