СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ СЕРЕБРА

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ СЕРЕБРА


RU (11) 2086680 (13) C1

(51) 6 C22B7/00, C22B13/00 

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

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

(21) Заявка: 95106331/02 
(22) Дата подачи заявки: 1995.04.20 
(45) Опубликовано: 1997.08.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Заявка Франции N 2459292, кл. C 22 B 3/00, 1980. 
(71) Заявитель(и): Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН 
(72) Автор(ы): Патрушев В.В.; Холмогоров А.Г.; Пашков Г.Л.; Горбань О.В. 
(73) Патентообладатель(и): Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ СЕРЕБРА 

Использование: гидрометаллургия цветных металлов, может быть использовано для извлечения свинца и одновременной модификации серебра из металлической, сульфидной формой в хлоридную. Сущность: способ включает обработку продуктов водным раствором хлорного железа при нагревании и перемешивании, при этом обработку ведут раствором хлорного железа с концентрацией 200-400 г/л при температуре 100-105oC, отделяют раствор от нерастворившегося остатка при этих температурах, охлаждают до +20 - -20oC и отделяют кристаллический хлорид свинца, который промывают раствором сульфита натрия. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения свинца и одновременной модификации серебра из металлической, сульфидной форм в хлоридную.

В практической металлургии имеется достаточно много продуктов, в которых свинец и серебро присутствуют совместно в различных формах и соотношениях, раздельное выделение которых сопряжено с определенными трудностями. Так, одним из концентратов свинца и серебра является кек IV группы газоочистки металлургического цеха предприятия, в котором серебро присутствует на 50-60% в форме хлорида, остальное в металлической и сульфидных формах, не извлекаемых при последующей гидрометаллургической переработке этого продукта. Кек IV группы газоочистки является единственным продуктом пылеулавливания, из которого извлекается серебро. Однако извлечение серебра недостаточно высокое (50-60% ), а свинец вообще не извлекается и вновь идет в головные процессы. Неизвлекаемое серебро увеличивает оборот, так как нерастворимые остатки после извлечения серебра направляются в переработку, повышаются безвозвратные потери металла.

В кеках IV группы газоочистки содержание свинца составляет 8-20% В силу того что продукт переработки направляется в голову, то и невыщелоченный свинец также поступает в процесс, распределяясь по продуктам переработки, ухудшает качество платиновых концентратов, попадает в растворы, направляемые на никелевый завод, а также частично возгоняется, ухудшая санитарное состояние цеха. В связи с этим извлечение свинца их кеков является актуальной задачей. На НГМК имеется значительное количество пылей газоочистки пирометаллургических переделов, в которых также концентрируется свинец и серебро. Их переработка не организована, все пыли, как правило, идут на головные переделы, распределяясь между готовой продукцией, отходами производства и окружающей средой.

Известен способ извлечения свинца и серебра выщелачиванием хлоридами CaCl2 при 100-120oC в присутствии HCl либо растворами NaCl в присутствии CaCl2. Сущность способа состоит в способности сульфата свинца растворятся в концентрированных растворах хлоридов.

Недостатками способов являются неполное извлечение свинца из продуктов, если в них свинец находится в форме PbO, PbS или металлической, невозможность одновременного перевода серебра в хлоридную форму с целью повышения его извлечения при последующей гидрометаллургической переработке.

Известен способ извлечения хлоридов свинца и серебра при 100-170oC в автоклаве в растворах хлоридов щелочных и щелочных земельных металлов концентрации 200-300 г/л. Недостатками способа являются ограниченность применения его только к хлоридным соединениям свинца и серебра, а металлические, оксидные формы не извлекаются, применение высоких температур, давления.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому эффекту является способ переработки отходов гидрометаллургии цинка, обеспечивающий одновременное извлечение из них серебра и свинца, предусматривающий обжиг Ag- и Pb- содержащих отходов в присутствии хлорида щелочного или щелочноземельного металла, предпочтительно NaCI, для предотвращения образования нерастворимого комплекса Ag-SiO2 и исключения потерь серебра. Способ включает: 1) обработку исходного материала в водном растворе одного из реагентов: 1-50 г/л NaCl, 1-50 г/л HCl или 1-300 г/л H2SO4 c расходом воды 5-100 г на 1 г твердой фазы; 2) сгущение суспензий, фильтрование на фильтр-пресс при 10-90oC под давлением 5-30 кг/см2 с промывкой осадка до нейтральной реакции; 3) смешивание осадка с твердым NaCl в количестве 0,1-2 кг на 1 кг содержащего в осадке свинца; 4) термообработку смеси, включающую сушку и последующий обжиг при 200-1000oC в атмосфере кислорода; 5) измельчение до 150 мкм. Последующая гидрометаллургическая переработка обеспечивает извлечение свинца и серебра до 92% [1] Основными недостатками способа являются: многостадийность; длительность; большая обводненность процесса; операция термообработки до 1000oC приведет к значительной летучести хлоридов свинца и серебра, т.е. потерям этих металлов; требование тонкого помола продукта; неполное извлечение металлов.

Техническим результатом, достигаемым при реализации предложенного способа, является упрощение процесса, более полное извлечение свинца из промпродуктов и одновременное превращение металлического, сульфимидного серебра в хлористое для более полного его извлечения в последующих гидрометаллугрических процессах.

Извлечение свинца и физико-химическую модификацию серебра осуществляют согласно изобретению водным раствором хлоридов железа (III) концентрации 200-400 г/л, при температуре 100-105oC, в течение 1-4 ч, pH<2, ОВП 700-800 мВ, отделении горячего (100-105oC) раствора от нерастворившегося остатка, после чего раствор охлаждают и выдерживают при температуре +20 - -20oC, отделяют кристаллы PbCl2, раствор направляют в оборот, из нерастворившегося остатка извлекают серебро известными способами, хлорид свинца промывают раствором сульфата натрия для отмывки AgCl, соосажденного вместе с PbCl2.

Сущность способа состоит в том, что при воздействии на промпродукты, содержащие свинец и серебро, раствором FeCl3 происходит растворение свинца за счет комплексообразования. Концентрация свинца в растворе зависит от температуры процесса и концентрации хлорида железа (III).

Хлорид серебра менее растворим, чем хлорид свинца, поэтому на стадии выщелачивания обеспечивается избирательное выделение свинца.

Металлическое серебро, сульфидное серебро, находящееся в промпродуктах, изменяют модификацию и переходят в форму хлорида по реакциям:



Способ осуществляется следующим образом.

Продукты, содержащие свинец и серебро, обрабатывают водным раствором хлорида железа (III) концентрации 200-400 г/л при температуре 100-105oC в течении 1-4 ч. Далее горячий раствор отделяют от нерастворимого остатка при той же температуре и охлаждают до -20 +20oC. При этом хлорид свинца выкристаллизовывается и отделяется от раствора декантацией, фильтрацией. Раствор направляют в оборот, в процесс выщелачивания свинца и хлорирования серебра. Хлорид свинца отмывают от серебра раствором сульфита натрия и направляют на получение металлического свинца известным способом (электролиз в расплавах). Выделяющийся при электролизе хлор используется для окисления железа (II) до железа (III).

Из нерастворимых остатков, в которых серебро находится в форме хлоридов, извлекают серебро известным способом, например, выщелачиванием раствором Na2SO3 с последующим восстановлением серебра. При этом извлечение серебра в металлическое повышается до 98%

Экспериментально установлены параметры предложенного способа. Концентрация свинца в растворе сильно зависит от температуры и концентрации хлорида железа, повышаясь с увеличением этих параметров. Граничным значением температуры является температура кипения раствора, которая зависит от концентрации FeCl3 и составляет 100-105oC для интервала концентраций 200-400 г/л. При концентрации более 400 г/л резко возрастает плотность и вязкость раствора, ухудшается фазделение фаз (фильтруемость), повышается растворимость хлорида серебра.

Пример I. Обработке подвергли 1 г порошка металлического серебра в 10 мл раствора FeCl3 концентрации 200 г/л при pH 0,5, температуре 100oC при перемешивании в течение 4 ч. Осадок отфильтровали, промыли водой, высушили. Рентгенографическим анализом (РГА) установлена фаза AgCl, металлического серебра не обнаружено.

Пример 2. Обработке подвергали 1 г порошка металлического серебра в 10 мл раствора FeCl3 концентрации 400 г/л в течение 2 ч при 105oC, перемешивании. Осадок отфильтровали, промыли водой, высушили. Металлического серебра в осадке методом РГА не обнаружено, все серебро в форме AgCl.

Пример 3. 1 г Ag2S обработали 10 мл раствора FeCl3 концентрации 400 г/л, pH 0,5 в течение 4 ч. Осадок отфильтровали, промыли водой, высушили. Осадок, по данным РГА, представлен AgCl. Сульфида серебра не обнаружено.

Пример 4. 1 г порошка свинца обработали 30 мл раствора FeCl3 концентрации 400 г/л в течение 4 ч, перемешивании, температуре 105oC. Осадок полностью растворился. Раствор охладили до 0oC. Оксид свинца полностью растворился. При 0oC выделили кристаллы PbCl2.

Пример 5. 1 г порошка PbO обработали 30 мл раствора FeCl3 концентрации 400 г/л в течение 4 ч, перемешивании, температуре 105oC. Оксид свинца полностью растворился. При 0oC выделили кристаллы PbCl2.

Пример 6. Смесь 1 г PbCl2 и 1 г порошка металлического серебра обработали 30 мл раствора FeCl3 концентрации 400 г/л в течение 4 ч, перемешивании, температуре 102oC. Осадок отфильтровали, промыли водой, высушили. Методом РГА установлена фаза AgCl, металлического серебра не обнаружено. Из раствора при -20oC кристаллизацией выделили PbCl2. В осадке обнаружено 3,2% серебра. Осадок промыли 20 мл раствора Na2SO3 при 20oC в течение 0,5 ч, по данным РСА, в PbCl2 серебра не обнаружено.

Пример 7. Обработке подвергали кек IV группы газоочистки металлургического цеха НГМК следующего состава, в Pb 7,84, Ag 20,17, Pd 1,39, Pt 0,15, Cu 2,24, Fe 6,42. 50 г кека выщелачивали в 250 мл раствора хлорного железа концентрации 400 г/л при температуре 105oC в течение 2 ч при перемешивании. Пульпу фильтровали при этой температуре, фильтрат охладили до -20oC, до максимально полного выпадения кристаллов PbCl2. Из нерастворимого остатка после выщелачивания содержание свинца составило 0,24% содержание серебра 0,45% Извлечение серебра из кека составило 97,9% извлечение свинца в виде PbCl2 98,5% Для сравнения извлечение свинца в случае использования 400 г/л CaCl2 было на уровне 60% 200 г/л NaCl 40% Извлечение серебра из остатков после выщелачивания свинца раствором сульфита натрия не превышало 60% как в случае использования раствора CaCl2, так и NaCl.

Таким образом, предложенный способ переработки свинец- и серебросодержащих продуктов растворами FeCl3 позволяет существенно увеличить извлечение свинца из промпродуктов металлургического производства, упростить процесс, модифицировать нерастворимые формы серебра, что в дальнейшем увеличивает его извлечение на последующих операциях. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ извлечения свинца и физико-химической модификации серебра, включающий обработку продуктов водным раствором хлорного железа при нагревании и перемешивании, отличающийся тем, что обработку ведут раствором хлорного железа концентрации 200 400 г/л при 100 105oС, полученный раствор отделяют от нерастворившегося остатка, затем охлаждают до 20 -20oС и отделяют кристаллический хлорид свинца, который промывают раствором сульфита натрия.