Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2021
Идентификатор DOI: 10.17580/tsm.2021.06.03
Ключевые слова: hydrometallurgy, platinum metal concentrates, refining, autoclave processes, formic acid, impurity elements, гидрометаллургия, концентраты платиновых металлов, аффинаж, автоклавные процессы, муравьиная кислота, примесные элементы
Аннотация: Концентраты металлов платиновой группы (МПГ), несмотря на высокою долю благородных металлов (БМ), содержат значительные количества примесных неблагородны х элементов, наличие которых отрицательно сказывается на технологии аффинажного производства и приводит к увеличению стоимости товарной продукции. В связи с этим актуальна разработка подходов для максимально полного, глубокого удаления неблагородных элементов из поступающих на переработку концентратов. При этом крайне важным требованием является полное предотвращение перехода в раствор БМ, так как в противном случае происходит их «размазывание» и усложнение технологической цепочки, возникает необходимость проведения обезблагораживания растворов. Приведены данные об особенностях вещественного состава четырех концентратов МПГ и изучены возможности удаления из них неблагородных элементов в автоклавных условиях. Установлено, что концентраты, платиновые металлы в которых представлены в основном платиной и палладием (К1-К3), незначительно растворяются в воде как при 25 oC в открытых системах, так и при повышенных температурах (180 oC). Они характеризуются достаточно высоким содержанием серебра, и растворимость обусловлена наличием в них водорастворимой формы сульфата серебра. Переход в раствор других БМ не зафиксирован. В случае концентрата, более богатого родием, иридием и рутением (К4), обнаружена аномальная растворимость в воде, которая составила 25,1 и 23,8 % при 25 и 180 oC соответственно. При этом БМ при 25 oC значительно переходят в раствор (34,3 %), а в автоклавных условиях степень растворения снижается в 15 раз. Применение муравьиной кислоты, с одной стороны, должно было обеспечить растворение металлов, находящихся в ряду напряжений до водорода (железа, никеля и кобальта), а с другой - предотвратить растворение БМ. Установлена степень извлечения в раствор благородных и примесных цветных металлов из богатых концентратов при 120 и 180 oC при их обработке водными растворами муравьиной кислоты. Так, использование 10%-ной муравьиной кислоты обеспечивает переход в раствор железа (90 %) и никеля (55 %) и сопровождается убылью массы концентрата К1 порядка 6 %. БМ в раствор в данном случае не переходят. В случае К2 уменьшение массы составляет 10,1 % за счет вывода 94 % железа и 82 % никеля при температуре 180 oC. Суммарная концентрация МПГ в растворе не превышает 2 мг/л. При обработке К3 из БМ в раствор заметно переходит иридий (3,5 мг/л), а из примесных - 45 % никеля и 47,5 % железа при общей убыли массы концентрата 8 %. Для К4 селективности разделения БМ и примесных неблагородных элементов достичь не удалось, в растворе обнаруживаются значительные количества родия, рутения и иридия. Авторы выражают благодарность канд. техн. наук А. М. Жижаеву за проведение электронно-микроскопических и рентгенографических исследований. Concentrates of platinum group metals, despite the high proportion of precious metals, contain significant amounts of impurity non-ferrous elements, the presence of which negatively affects the technology of refining and leads to an increase in the cost of marketable products. In this connection, it is promising to develop approaches for the most complete, deep removal of base elements from concentrates received for processing. In doing so, an extremely important requirement is the complete prevention of the noble metals passing into the solution, since otherwise they “get smeared”, and the process chain is complicated. In the present work, there are data on the features of the composition of concentrates of four platinum group metals, and the possibilities of removing nonprecious metals from them under autoclave conditions are studied. It was found that concentrates, in which platinum metals are represented mainly by platinum and palladium (K1-K3), slightly dissolve in water both at 25 оС in open systems and at elevated temperatures (180 оС). They are characterized by rather high silver contents, and their solubility is due to the presence of a water-soluble form of silver sulfate in them. The transition to the solution of other noble metals (NM) was not detected. In the case of a concentrate enriched with rhodium, iridium and ruthenium (K4), anomalous solubility in water was observed, which was 25.1 and 23.8% at 25 оС and 180 оС, respectively. As this takes place, noble metals at 25 оС significantly passed into solution (34.3%), and under autoclave conditions, the degree of dissolution decreased by 15 times. The use of formic acid was supposed, on the one hand, to ensure the dissolution of metals which are placed below hydrogen in the electrochemical series (iron, nickel and cobalt), and on the other hand, to prevent the dissolution of noble metals. The degree of extraction of noble and impurity non-ferrous metals into the solution from rich concentrates at 120 оС and 180 оС during their treatment with aqueous solutions of formic acid was established. The use of 10% formic acid provides a transition into the solution of iron (90%) and nickel (55%), and is accompanied by a decrease in the mass of the C1 concentrate by about 6%. NM do not pass into the solution in this case. For C2, the mass reduction is 10.1% due to the removal of 94% iron and 82% nickel at a temperature of 180 оС. The total concentration of platinum group metals in the solution does not exceed 2 mg/L. When processing C3, among all the noble metals iridium noticeably passes into the solution (3.5 mg/l), and out of impurity elements 45% nickel and 47.5% iron dissolve with a total weight loss of the concentrate of 8%. As for C4, selectivity of separation of NM and impurity base elements was not achieved; significant amounts of rhodium, ruthenium and iridium were found in the solution. The authors would like to thank Ms Zhizhaeva, a holder of PhD degree in Engineering, for conducting electron microscopy and X-ray studies.
Журнал: Цветные металлы
Выпуск журнала: № 6
Номера страниц: 23-30
ISSN журнала: 03722929
Место издания: Москва
Издатель: Издательский дом "Руда и металлы"