СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ
PRECIOUS METAL EXTRACTION METHOD

Изобретение относится к способам извлечения благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов (платина, палладий, золото и др.) из различных видов минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, например шламов калийного производства.
Известен способ переработки шламов калийного производства по патенту №2132397 РФ, МПК6 С22В 7/00, (опубл. 27.06.1999). По этому способу производят отмывку золотосодержащих шламов от солей, удаляют полученную в результате отмывки соленую воду, добавляют в шламы пресную воду и пропускают через образовавшуюся пульпу газообразный хлор. При этом хлорирование производят так, чтобы концентрация активного хлора в выщелачивающем растворе варьировалась в пределах 0,3-2,0 г/л. После окончания процесса выщелачивания осуществляют извлечение золота сорбцией.
Недостатки способа - необходимость тщательной отмывки хлоридов и использование для извлечения золота элементарного хлора, сильно токсичного вещества.
Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, по патенту РФ №2291907 (опубл. 2006.01), по которому сырье отмывают от избытка хлоридов до содержания последних в обрабатываемом материале 7-13%, пульпу сгущают и сгущенный продукт сушат и обжигают при температуре 600-700°С, затем благородные металлы из огарка выщелачивают разбавленным раствором царской водки и сорбируют благородные металлы из полученной пульпы.
Недостаток данного способа заключается в неполном извлечении благородных металлов из шламов вследствие потери палладия с промывными водами при отмывке шламов от избытка хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов водой, из-за растворимости его хлорида.
Указанный недостаток устраняется при использовании предлагаемого способа.
Технический результат, который достигается по предлагаемому способу, заключается в повышении комплексного извлечения из перерабатываемых материалов благородных металлов вследствие отказа от избыточной водной отмывки хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов и за счет сплавления содержащих благородные металлы соединений с хлоридами щелочных металлов с образованием растворимых в соляной кислоте соединений железа, алюминия и кремния и, как следствие, вскрытия той части благородных металлов, которая составляет наиболее тонкую фракцию в указанных материалах.
Для достижения указанного технического результата в способе извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов - шламов калийных предприятий, содержащих хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов, включающем получение из них коллективного концентрата, обжиг, выщелачивание благородных металлов из огарка и сорбцию благородных металлов, получение коллективного концентрата проводят до содержания хлоридов от 15 до 30%, перед обжигом концентрат гранулируют и подвергают обжигу при температуре 500-950°С, выщелачивание благородных металлов из огарка ведут раствором соляной кислоты.
Отличительными признаками предлагаемого способа от наиболее близкого известного является то, что получение коллективного концентрата проводят до содержания хлоридов от 15 до 30%, перед обжигом концентрат гранулируют и подвергают обжигу при температуре 500-950°С, выщелачивание благородных металлов из огарка ведут раствором соляной кислоты.
Благодаря наличию этих признаков получен способ, позволяющий извлекать благородные металлы комплексно.
Способ осуществляется следующим образом.
Из коллективного концентрата, полученного при обогащении глинисто-солевых отходов - шламов предприятий, перерабатывающих калийные руды и каменную соль, представляющего собой сгущенную пульпу с соотношением Т:Ж=1:1, без дальнейшей отмывки хлоридов выделяют нерастворимый остаток и гранулируют. Полученные гранулы сушат и обжигают при температуре 500-950°С, проводя спекание минералов шламов с хлоридами щелочных металлов, после чего выщелачивают благородные металлы из огарка раствором соляной кислоты и извлекают благородные металлы из полученной пульпы сорбцией, например, смолой АМ-2Б.
Пример 1
Проведены опыты по обжигу гранулированного нерастворимого остатка с содержанием хлора 13,5-13,8% при температурах 500-900°С, выщелачиванию огарков 3,8-нормальным раствором царской водки при соотношении Т:Ж=1:4 и температуре 65°С-70°С в течение 4 ч, сорбции благородных металлов анионитом АМ-2Б, десорбции их со смолы и анализу десорбатов на содержание благородных металлов. Как видно из данных таблицы 1, в интервале температур обжига 500-900°С извлечение палладия практически равномерно повышается с 1,78 до 4,82 г/т обессоленного шлама.
Таблица 1
Извлечение благородных металлов из нерастворимого остатка с содержанием хлора 13,5-13,8%
T<sub>обж.</sub>, °С
Извлечено, г/т обессоленного шлама
Pd
Pt
Au
Ag
500
1,78
<0,015
0,26
4,98
600
2,65
0,010
0,20
4,80
700
3,74
0,095
0,54
3,60
800
3,03
<0,017
0,24
45,4
900
4,82
0,156
0,18
24,1
Пример 2
Проведены опыты по обжигу гранулированного нерастворимого остатка той же партии, что и в примере 1, с содержанием хлора 18,4% при температурах 500-900°С и переработке огарков в тех же условиях, что и в примере 1 (таблица 2).
Таблица 2
Извлечение благородных металлов из нерастворимого остатка с содержанием хлора 18,4%
T<sub>обж.</sub>, °C
Извлечено, г/т обессоленного шлама
Pd
Pt
Au
Ag
500
1,74
<0,015
0,076
0,76
600
3,24
0,024
0,127
0,98
700
4,67
0,112
0,616
7,33
800
3,79
0,062
0,150
1,95
900
11,8
0,264
3,20
3,42
Как видно из данных таблицы, так же как и в предыдущем примере, в интервале температур обжига 700-800°С извлечение палладия практически равномерно повышается, однако затем оно резко возрастает, достигая при 900°С 11,8 г/т обессоленного шлама. Одновременно резко возрастает извлечение платины и золота.
Следует отметить, что избыточная степень отмывки нерастворимого остатка сопровождается снижением содержания палладия и платины в полученном продукте.
Пример 3.
Таблица 3
Выщелачивание огарков смесью HCl+HNO<sub>3</sub>
Крупность огарка - 2 мм
Параметры выщелачивания: Т:Ж=1:4
Температура - 90°С
Время - 4 часа
Содерж. Cl<sup>-</sup>, %
Извлечено, г/т обессоленного Н.О.
Pd
Pt
Au
Ag
11,8
1,71
0,17
0,06
0,72
14,1
1,8
0,23
0,04
0,73
15,1
2,3
0,13
0,29
11,3
15,4
4,66
0,73
0,10
1,62
16,2
4,89
0,76
0,27
3,84
Партия нерастворимого осадка разделена на 5 частей, которые были отмыты от хлоридов в различной степени. Затем нерастворимый остаток был отделен от избыточного раствора и гранулирован. Полученные гранулы (партиями по 20 кг) были обожжены при температуре 850°С и огарки переработаны в тех же условиях, что и в примере 1 (таблица 3).
Из таблицы 3 видно, что избыточная отмывка нерастворимого остатка сопровождается значительным снижением содержания палладия в полученном продукте и, соответственно, снижением его извлечения.
Пример 4
Пробы гранулированного нерастворимого остатка, приготовленного аналогично примерам 1-2, были обожжены при температуре 850°С, и огарки разделены на две части. Половину огарков переработали в тех же условиях, что и в примере 1, параллельные пробы выщелачивали 10%-ным раствором соляной кислоты при сохранении всех остальных параметров.
Таблица 4
Сравнительные данные по выщелачиванию металлов кислотами
Температура обжига - 850°С
Крупность брикетов - 8 мм
Проба
Кислота
Извлечено, г/т обессоленного Н.О.
Pd
Pt
Au
Ag
1
HCl
3,57
<0,014
0,030
0,63
HCl+HNO<sub>3</sub>
0,90
0,250
0,021
0,48
2
HCl
9,63
0,370
1,86
2,76
HCl+HNO<sub>3</sub>
7,56
<0,015
0,05
0,59
3
HCl
1,59
0,018
0,210
0,07
HCl+HNO<sub>3</sub>
1,13
0,890
0,086
1,00
4
HCl
2,15
<0,017
0,084
0,08
HCl+HNO<sub>3</sub>
1,26
0,690
0,164
0,55
5
HCl
2,44
<0,016
0,220
0,08
HCl+HNO<sub>3</sub>
1,05
<0,015
0,071
1,39
Как видно из данных таблицы 4, во всех случаях при использовании соляной кислоты извлечение палладия существенно выше. Окислителем, который необходим для растворения металлических палладия и платины, образующихся при температуре выше 600С в результате разложения хлоридов этих металлов, служит трехвалентное железо, переходящее в раствор при выщелачивании огарка (таблица 5).
Таблица 5
Извлечение в раствор железа и алюминия
t<sub>обж.</sub>, °C
Извлечено, кг/т обессоленного Н.О.
Fe
Al
500
7,70
3,22
600
8,56
4,06
700
7,39
5,02
800
9,59
8,54
900
8,95
9,24
Техническая эффективность предлагаемого способа извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, заключается в том, что при его использовании возможно максимальное и комплексное извлечение металлов платиновой группы, золота и серебра из указанного минерального сырья. Упрощается схема его переработки и снижается расход воды за счет отказа от операций избыточной отмывки хлоридов. За счет отказа от использования азотной кислоты упрощаются технологические условия переработки огарка и улучшается экология.