СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПРОМПРОДУКТОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПРОМПРОДУКТОВ


RU (11) 2295580 (13) C2

(51) МПК
C22B 11/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004138346/02 
(22) Дата подачи заявки: 2004.12.27 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.12.27 
(43) Дата публикации заявки: 2006.06.20 
(45) Опубликовано: 2007.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ВАНЮКОВ А.В., УТКИН Н.И. Комплексная переработка медного и никелевого сырья, Челябинск, Металлургия, 1988, с.341. RU 2196839 С2, 20.01.2003. RU 2104321 С1, 10.02.1998. RU 2094504 C1, 27.10.1997. WO 03/093516 A1, 13.11.2003. US 4734129 A, 29.03.1988. EP 0076049 A1, 06.04.1983. US 5279644 A, 18.01.1994. 
(72) Автор(ы): Чекушин Владимир Семенович (RU); Бакшеев Сергей Пантелеймонович (RU); Олейникова Наталья Васильевна (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" (RU); Чекушин Владимир Семенович (RU) 
Адрес для переписки: 660025, г.Красноярск, пр. Красноярский рабочий, 95, ГУЦМиЗ, отдел промышленной собственности 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ПРОМПРОДУКТОВ
Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов из промпродуктов металлургического производства (например, аффинажного), содержащих сульфидные соединения меди. Способ заключается в том, что исходный материал, содержащий благородные металлы и сульфиды меди, шихтуют с едким натром (NaOH) при весовом соотношении NaOH : исходный материал не ниже 0,5:1 и прогревают при температуре 550-650°С в течение 3,0-3,5 часов. При этом в перерабатываемых промпродуктах массовое отношение медь : сумма благородных металлов должно составлять не менее 2:1. Техническим результатом является низкотемпературное концентрирование благородных металлов при исключении выделения газообразных серосодержащих соединений. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов из промпродуктов металлургического производства (например, медного или аффинажного), содержащих сульфидные соединения меди.

Известны способы извлечения благородных металлов из различных технологических промпродуктов и рудных концентратов, основополагающим приемом которых является коллектирование благородных металлов в расплавах цветных металлов или их сульфидных соединений (штейнах). Как правило, сырье, содержащее благородные металлы, направляют на совместную плавку с концентратами цветных металлов. Например, при получении чернового свинца из рудного сырья методом шахтной восстановительной плавки благородные металлы, содержащиеся в исходной шихте, в том числе в составе подаваемых на плавку промпродуктов, концентрируются, главным образом, в расплаве чернового свинца и частично - в штейне [Ф.М. Лоскутов. Металлургия свинца. - М.: Металлургия, 1965. - 528 с.]. Процесс осуществляется при температуре 1250-1400°С. При этом благородные металлы образуют со свинцом интерметаллические соединения, которые хорошо смачиваются расплавленным свинцом и растворяются в нем. Данный способ характеризуется достаточно высоким извлечением благородных металлов на уровне 95-98%.

К недостаткам указанного способа следует отнести:

- высокую температуру его реализации (1250-1400°С);

- высокий расход флюсов (до 30% от массы исходных материалов) и кокса, используемого в качестве топлива и восстановителя (до 10% от массы исходного материала);

- распределение благородных металлов по продуктам - черновому свинцу и штейну.

Известен способ коллектирования благородных металлов расплавленной медью при переработке вторичного медного сырья совместно с промпродуктами, содержащими благородные металлы [Металлургия вторичных тяжелых цветных металлов. И.Ф. Худяков, А.П. Дорошкевич, С.В. Карелов. - М.: Металлургия, 1987 г. - 528 с.]. Данный способ реализуется в шахтных печах при температурах 1250-1400°С и требует значительного расхода флюсов и кокса (около 15% от массы исходного сырья), который используется в качестве восстановителя и топлива.

Наиболее близким к заявляемому представляется способ коллектирования благородных металлов при переработке сульфидных медных концентратов [Комплексная переработка медного и никелевого сырья. Ванюков А.В., Уткин Н.И.: Челябинск, Металлургия, 1988. 432 с.]. Процесс реализуется при температуре 1300-1450°С, при этом благородные металлы концентрируются в медном штейне. В ходе дальнейшей переработки штейнов благородные металлы концентрируются последовательно - сначала в «белом матте», а затем в черновой и, далее, в анодной меди.

К наиболее существенным недостаткам данного способа следует отнести:

- высокую температуру реализации процесса концентрирования благородных металлов в расплаве восстановленной меди (1250-1400°С);

- высокую экологическую опасность процессов, связанную прежде всего с выделением газообразных серосодержащих продуктов.

Задачей настоящего изобретения является низкотемпературное концентрирование благородных металлов в металлической меди при восстановлении ее из сульфидных соединений, присутствующих в промпродуктах металлургического производства (например, медного или аффинажного), при исключении выделения газообразных серосодержащих соединений.

Указанный технический результат концентрирования благородных металлов в металлической меди, восстанавливаемой из ее сульфидных соединений, содержащихся в исходном материале, достигается путем спекания промпродукта, содержащего сульфиды меди, с едким натром (NaOH) при температуре 550-650°С в течение 3,0-3,5 часов, весовом соотношении NaOH : промпродукт не ниже 0,5:1 и массовом соотношении медь : сумма благородных металлов в промпродукте не ниже 2:1

В процессе спекания при указанной температуре и в течение заданного времени протекают реакции восстановления меди и взаимодействия образующейся элементарной серы со щелочью NaOH с получением сульфида и сульфата натрия, растворимых в щелочном плаве.

Как правило, благородные металлы, присутствующие в перерабатываемом материале, находятся либо в элементарном состоянии, либо в виде халькогенидов (сульфидов, селенидов, теллуридов). Последние восстанавливаются из данных соединений аналогично меди из ее сульфида и образуют с металлической медью интерметаллические соединения, которые способны растворяться в ней при температуре ведения процесса. Образующиеся дисперсные частицы медного сплава с благородными металлами сегрегируют, что позволяет после распульповки в воде выделять их в отдельный продукт гравитационными методами, например центрифугированием.

Отличительными признаками предложенного способа являются:

- процесс реализуется в условиях сравнительно низких температур 550-650°С, что на 700-750°С ниже, чем в существующих способах коллектирования благородных металлов в меди;

- образуются нелетучие в указанных температурных условиях серосодержащие продукты - сульфид и сульфат натрия.

Особенности процесса:

- полнота коллектирования благородных металлов (извлечение в медный коллектор) зависит от соотношения содержаний в перерабатываемом материале, сульфидной меди и суммы благородных металлов, которое должно составлять не менее чем 2:1; при соблюдении указанного соотношения удается достичь извлечения благородных металлов на уровне 99-99,2%;

- скорость коллектирования благородных металлов соизмерима со скоростью восстановления меди из ее сульфидов, на которую, в свою очередь, оказывают влияние температура процесса (не ниже 550-650°С), расход щелочи (соотношение перерабатываемый материал : NaOH не более 1:0,5), а также продолжительность процесса (3,0-3,5 часа).

Способ осуществляют следующим образом. Материал, содержащий благородные металлы и сульфид меди (при соблюдении весового соотношения медь : сумма благородных металлов не менее 2:1) смешивают с заданным количеством едкого натра (NaOH:материал=0,5:1), смачивают водой (10% от массы шихты), загружают в стальную реторту, которую помещают в шахтную электропечь, и разогревают до температуры 200-250°С. Содержимое реторты подсушивают до полного удаления влаги, затем повышают температуру до заданного значения (550-650°С) и выдерживают в течение 3,0-3,5 часов. Реторту вынимают из шахты печи, охлаждают, содержимое реторты выщелачивают в воде. Частицы сплава меди с благородными металлами выделяют из полученной пульпы центрифугированием.

Фазовый анализ подтверждает, что в целевом продукте медь и благородные металлы присутствуют в металлическом состоянии. Пробирный анализ хвостов и химический анализ сплава меди (с атомно-абсорбционным окончанием) показали, что в указанных условиях достигается извлечение благородных металлов в сплав с медью на уровне 99-99,2%. В результате анализа щелочного раствора (водного выщелачивания плава) установлено, что практически вся сера (99,5-99,8% от исходного содержания) присутствует в нем в виде Na2S и Na2 SO4.

Способ описан в примерах 1-8.

Опыты проводили с использованием промпродукта аффинажного производства - «легкого сплава», образующегося в результате разделительной плавки платиносодержащего сырья. Данный материал характеризуется стабильностью состава по содержанию меди (от 25 до 30% в виде Cu2S) и суммы платиновых металлов, золота и серебра (от 10,5 до 15,0%). Составы материалов приведены в табл.1.

Таблица 1

Содержание благородных металлов и меди в «легком сплаве», % 
Pt Pd Rh Ir Ru Au Ag Сумма Cu 
Проба 1 0,36 1,51 0,04 0,04 0,12 0,23 8,62 10,92 25,1 
Проба 2 0,25 0,78 0,11 0,14 0,08 0,37 15,27 17,0 28,9 


Образцы материалов с различным соотношением медь : сумма благородных металлов, массой по 50 г помещали в стальную реторту, смешивали с 25-75 г сухой щелочи (NaOH). Шихту увлажняли водой. Реторту помещали в электропечь шахтного типа, нагревали ее содержимое до температуры 250±10°С и выдерживали при этой температуре 30 минут (до полного удаления влаги), повышали температуру до 550-650°С и выдерживали в течение 1,5-3,5 часов. При этом происходило расплавление щелочи, медь восстанавливалась, коллектируя в своем расплаве благородные металлы. После завершения термообработки реторту вынимали из печи и охлаждали. Содержимое реторты выщелачивали в воде. Пульпу подвергали гравитационному разделению центрифугированием. Гравитационный концентрат и хвостовой продукт фильтровали. Кеки промывали водой, сушили и отправляли на пробирный (хвосты) и химический (медный сплав) анализы. Результаты опытов приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, глубокое извлечение благородных металлов в медный коллектор в присутствии едкого натра (NaOH) возможно при температурах 550-650°С. При этом сера концентрируется в щелочной фазе в виде устойчивых соединений - сульфида и сульфата натрия.

Преимущества предлагаемого способа восстановления меди из сульфидных соединений:

- процесс реализуется в условиях сравнительно низких температур 550-650°С, что на 700-750°С ниже, чем в существующих процессах;

- образуются нелетучие серосодержащие продукты - сульфид и сульфат натрия.

Таблица 2

Результаты опытов по коллектированию благородных металлов в медном сплаве 
№ примера Отношение (масс.) медь : сумма благородных металлов в исходном материале Отношение материал:NaOH Продолжительность спекания, час Извлечение меди в металлическую, % Извлечение суммы благородных металлов в сплав с медью, %* Масса сплава меди с благородными металлами, г 
Pt Pd Rh Ir Ru Au Ag 
Температура 500°С 
1 2,3:1 1:1,0 3,5 83,9 87,3 87,9 89,9 87,1 86,8 94,1 81,0 16,41 
2 2,3:1 1:1,5 4,0 85,1 87,8 88,1 91,1 87,5 87,0 94,6 79,8 16,6 
Температура 550°С 
3 2,3:1 1:0,5 1,5 97,8 98,3 98,5 99,1 98,7 97,1 99,2 92,4 18,27 
4 2,3:1 1:0,5 3,5 99,8 99,1 99,0 98,9 99,3 99,2 99,8 99,0 18,53 
5 1,7:1 1:0,5 3,5 99,9 98,1 94,5 98,3 98,1 90,8 98,5 92,4 23,34 
6 2,3:1 1:0,4 3,5 96,4 98,1 97,9 99,0 97,7 98,3 98,8 91,9 18,1 
Температура 650°С 
7 2,3:1 1:0,5 3,5 100 99,2 99,1 99,2 99,1 99,0 99,2 99,0 18,65 
8 2,3:1 1:1,5 3,5 100 99,1 99,1 99,2 99,2 99,1 99,2 99,1 18,78 
* содержание осмия в исходных материалах и продуктах процесса не анализировали 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ извлечения благородных металлов из промпродуктов металлургического производства, включающий восстановление меди из ее сульфидных соединений и концентрирование в ней благородных металлов, отличающийся тем, что концентрирование благородных металлов в меди осуществляют путем спекания промпродукта, содержащего сульфиды меди, с едким натром (NaOH) при температуре 550-650°С в течение 3,0-3,5 ч, весовом соотношении (NaOH): промпродукт не ниже 0,5:1 и массовом соотношении медь: сумма благородных металлов в промпродукте не ниже 2:1.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru