RU2791723C1 - Method for processing iron-based concentrates containing precious metals - Google Patents
Method for processing iron-based concentrates containing precious metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791723C1 RU2791723C1 RU2022111184A RU2022111184A RU2791723C1 RU 2791723 C1 RU2791723 C1 RU 2791723C1 RU 2022111184 A RU2022111184 A RU 2022111184A RU 2022111184 A RU2022111184 A RU 2022111184A RU 2791723 C1 RU2791723 C1 RU 2791723C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulp
- solution
- concentrate
- undissolved residue
- metals
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии благородных металлов (БМ) и может быть использовано в технологии переработки концентратов на основе железа, содержащих благородные металлы.The invention relates to the metallurgy of noble metals (PM) and can be used in the technology of processing iron-based concentrates containing precious metals.
Концентраты такого типа могут образовываться при пирометаллургических способах переработке различных продуктов сложного состава, содержащих благородные металлы, к числу которых относятся и отработанные катализаторы нефтехимической промышленности, а также автомобильные катализаторы. Основным компонентом получаемых концентратов, как правило, является железо, массовая доля которого составляет (30-90)%. В различных концентрациях в них также могут находиться никель, медь, хром, кремний, фосфор, углерод, алюминий. Благородные металлы присутствуют в различных пропорциях, а суммарная их концентрация достигает (5-30)%.Concentrates of this type can be formed during pyrometallurgical processing of various products of complex composition containing noble metals, including spent catalysts from the petrochemical industry, as well as automotive catalysts. The main component of the resulting concentrates, as a rule, is iron, the mass fraction of which is (30-90)%. Nickel, copper, chromium, silicon, phosphorus, carbon, aluminum can also be found in them in various concentrations. Noble metals are present in various proportions, and their total concentration reaches (5-30)%.
Начальной стадией переработки любых концентратов, содержащих благородные металлы, является их растворение. При этом часто возникают проблемы разнопланового характера. В одних случаях они сопряжены с низкой активностью сырья. В других, наоборот, с бурным протеканием процесса, сопровождающимся выделением вредных и опасных веществ. Еще одна не маловажная задача стоит при работе с такими концентратами - отделить, на начальном этапе, большую часть примесей неблагородных элементов, что значительно упростит впоследствии растворение обогащенного продукта и будет способствовать высокому извлечению благородных металлов в целевые продукты.The initial stage in the processing of any concentrates containing precious metals is their dissolution. In this case, problems of a diverse nature often arise. In some cases, they are associated with low activity of raw materials. In others, on the contrary, with the rapid course of the process, accompanied by the release of harmful and dangerous substances. Another not unimportant task is when working with such concentrates - to separate, at the initial stage, most of the impurities of base elements, which will greatly simplify the dissolution of the enriched product and will contribute to a high extraction of noble metals into the target products.
Один из распространенных и наиболее часто используемых на практике способов заключается в растворении концентратов в кислотных средах при окислении. One of the most common and most commonly used methods in practice is the dissolution of concentrates in acidic environments during oxidation.
Известен способ переработки концентратов, содержащих металлы платиновой группы (Ю.А. Котляр, М.А. Меретуков, Л.С. Стрижко. Металлургия благородных металлов. Т. 2, Учебное пособие. М., Издательский дом «Руда и Металлы», 2005, с. 269-273), включающий гидрохлорирование в соляной кислоте при нагревании, отделение нерастворимого остатка, обработку полученного раствора нитритом натрия (нитрование), отделение осадка и последующее извлечение из раствора металлов платиновой группы известными способами.A known method of processing concentrates containing platinum group metals (Yu.A. Kotlyar, M.A. Meretukov, L.S. Strizhko. Metallurgy of precious metals. T. 2, Tutorial. M., Publishing house "Ore and Metals", 2005, pp. 269-273), including hydrochlorination in hydrochloric acid when heated, separation of the insoluble residue, treatment of the resulting solution with sodium nitrite (nitration), separation of the precipitate and subsequent extraction of platinum group metals from the solution by known methods.
Основными недостатками данного способа можно считать: образование взрывоопасного водорода при распульповке концентрата в соляной кислоте; бурное протекание процесса растворения железа сопровождающееся повышением температуры, многократным увеличением объема реакционной смеси и возможным ее выбросом из реактора, что снижает производительность оборудования и повышает риск получения травмы; образование больших объемов растворов с высокой концентрацией железа и низкой концентрацией в них металлов платиновой группы. При переработке таких растворов образуются большие массы вторичных промпродуктов, содержащих платиновые металлы, и, как следствие, приводит к низкому их извлечению в готовую продукцию.The main disadvantages of this method can be considered: the formation of explosive hydrogen during the pulping of the concentrate in hydrochloric acid; rapid flow of the iron dissolution process, accompanied by an increase in temperature, a multiple increase in the volume of the reaction mixture and its possible ejection from the reactor, which reduces the performance of the equipment and increases the risk of injury; the formation of large volumes of solutions with a high concentration of iron and a low concentration of platinum group metals in them. During the processing of such solutions, large masses of secondary industrial products containing platinum metals are formed, and, as a result, leads to their low extraction into the finished product.
Известен способ переработки концентратов платиновых металлов на железоникелевой основе для извлечения платиновых металлов (Патент №2391419, Россия / Ильяшевич В.Д., Мамонов С.Н., Шульгин Д.Р., Павлова Е.И., Корицкая Н.Г., Соломатов В.В.), включающий распульповку концентрата в воде, нагревание, обработку пульпы азотной кислотой, прогревание, обработку соляной кислотой, прогревание реакционной смеси, фильтрование пульпы и отделение примесей неблагородных элементов от платиновых металлов путем осаждения гидроксидов обработкой нитритом натрия.A known method of processing concentrates of platinum metals on an iron-nickel basis for the extraction of platinum metals (Patent No. 2391419, Russia / Ilyashevich V.D., Mamonov S.N., Shulgin D.R., Pavlova E.I., Koritskaya N.G., Solomatov V.V.), including pulping the concentrate in water, heating, treating the pulp with nitric acid, heating, treating with hydrochloric acid, heating the reaction mixture, filtering the pulp and separating impurities of base elements from platinum metals by precipitating hydroxides by treatment with sodium nitrite.
Данный способ также имеет ряд существенных недостатков. К основным из них следует отнести выделение значительных объемов оксидов азота при обработке азотной кислотой, для утилизации которых требуется использование специального, дорогостоящего оборудования; большая длительность процесса растворения концентрата; образование растворов с высокой концентрацией неблагородных элементов, главным образом железа, и относительно низкой концентрацией металлов платиновой группы. Последующая переработка таких растворов сопряжена с высокими материальными затратами и низким прямым извлечением металлов платиновой группы в целевые продукты.This method also has a number of significant disadvantages. The main ones include the release of significant volumes of nitrogen oxides during treatment with nitric acid, the disposal of which requires the use of special, expensive equipment; long duration of the concentrate dissolution process; the formation of solutions with a high concentration of base elements, mainly iron, and a relatively low concentration of platinum group metals. The subsequent processing of such solutions is associated with high material costs and low direct extraction of platinum group metals into the target products.
Известен способ переработки концентратов на основе железа (Патент №2707457 (Россия). Зарегистрирован 26.11.2019. Способ переработки концентратов на основе железа, содержащих металлы платиновой группы. / Ильяшевич В.Д., Лукина К.В., Герасимова Л.К., Кривошеев Н.О., Бархатов М.Ю.), содержащих металлы платиновой группы, включающий распульповку концентрата в воде, введение в пульпу расчетного количества хлората щелочного металла, последующую обработку пульпы кислотой до достижения заданного значения рН, прогревание пульпы и отделения раствора от не растворившегося осадка металлов платиновой группы.A method for processing iron-based concentrates is known (Patent No. 2707457 (Russia). Registered on 11/26/2019. Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals. / Ilyashevich V.D., Lukina K.V., Gerasimova L.K. , Krivosheev N.O., Barkhatov M.Yu.), containing platinum group metals, including pulping the concentrate in water, introducing the calculated amount of alkali metal chlorate into the pulp, subsequent treatment of the pulp with acid until the specified pH value is reached, heating the pulp and separating the solution from undissolved precipitate of platinum group metals.
Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.This method is the closest in technical essence to the claimed method and is taken as a prototype.
При всех своих достоинствах способ также имеет ряд недостатков. Как было отмечено, основу концентратов данного вида составляет железо. Однако в меньших концентрациях могут присутствовать и другие примеси неблагородных элементов, которые растворяются в соляной или серной кислоте в присутствии хлоратов щелочных металлов. Точную концентрацию растворимых примесей, а значит и их массу, в поступающих на переработку концентратах установить очень трудно, так как это могут быть и смеси разных партий, состав которых существенно различается. Химическая активность железа в них так же различается в зависимости от содержания примесей других неблагородных элементов, в частности, кремния, углерода, фосфора и некоторых других, которые находятся в концентратах, в том числе, в виде труднорастворимых соединений с железом. Специально проведенные дополнительные исследования показали, что концентрация окислителя в реакционной смеси, определенная по методике способа-прототипа, оказывается в большинстве случаев либо избыточной, что приводит к растворению вместе с неблагородными элементами и части платиновых металлов, либо не достаточной для эффективного их разделения.With all its advantages, the method also has a number of disadvantages. As noted, the basis of concentrates of this type is iron. However, other impurities of non-noble elements may be present at lower concentrations, which dissolve in hydrochloric or sulfuric acid in the presence of alkali metal chlorates. It is very difficult to establish the exact concentration of soluble impurities, and hence their mass, in the concentrates supplied for processing, since these can also be mixtures of different batches, the composition of which varies significantly. The chemical activity of iron in them also differs depending on the content of impurities of other base elements, in particular, silicon, carbon, phosphorus and some others that are in concentrates, including in the form of sparingly soluble compounds with iron. Specially conducted additional studies have shown that the concentration of the oxidizing agent in the reaction mixture, determined by the method of the prototype method, is in most cases either excessive, which leads to the dissolution of platinum metals along with non-noble elements, or not sufficient for their effective separation.
Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ переработки концентратов на основе железа, содержащих благородные металлы, заключается в использовании совокупности таких гидрометаллургических способов переработки, которые позволяют перевести в раствор основную часть неблагородных элементов без образования, при этом, вредных и взрывоопасных веществ, сконцентрировать благородные металлы в нерастворившемся остатке, а затем перевести в раствор благородные металлы наиболее безопасным способом.The technical result, to be achieved by the proposed method for processing iron-based concentrates containing noble metals, is to use a combination of such hydrometallurgical processing methods that allow the main part of base elements to be transferred into solution without the formation of harmful and explosive substances, to concentrate noble metals in the undissolved residue, and then transfer the precious metals into solution in the safest way.
Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки концентратов на основе железа, содержащих благородные металлы, включающий распульповку концентрата в воде, обработку пульпы хлоратом щелочного металла и серной или соляной кислотой, для переведения в раствор неблагородных элементов, прогревание реакционной смеси, отделение раствора примесей от не растворившегося остатка, содержащего благородные металлы, и последующее его растворение - обработку кислотой и хлоратом щелочного металла проводят путем попеременного порционного их ввода в водную пульпу концентрата, поддерживая, при этом, значение окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) в пульпе в диапазоне (0-350) мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения, и прогревания реакционной смеси после введения каждой порции реагентов, перед отделением не растворившегося остатка пульпу обрабатывают раствором органосиликоната щелочного металла, не растворившийся остаток, в котором сконцентрированы благородные металлы, растворяют в концентрированной соляной кислоте при последовательном окислении сначала кислородом, а затем хлором.The desired technical result is achieved by the fact that in a known method for processing iron-based concentrates containing precious metals, including pulping the concentrate in water, treating the pulp with alkali metal chlorate and sulfuric or hydrochloric acid, to convert base elements into a solution, heating the reaction mixture, separating the solution impurities from the undissolved residue containing noble metals, and its subsequent dissolution - treatment with acid and alkali metal chlorate is carried out by alternately portioning them into the aqueous pulp of the concentrate, while maintaining the value of the redox potential (ORP) in the pulp in the range ( 0-350) mV, relative to the silver chloride reference electrode, and heating the reaction mixture after the introduction of each portion of the reagents, before separating the undissolved residue, the pulp is treated with an alkali metal organosiliconate solution, the undissolved residue, in which b noble metals are dissolved in concentrated hydrochloric acid during sequential oxidation, first with oxygen and then with chlorine.
Также в частных случаях осуществления изобретения:Also in special cases of the invention:
- окисление кислородом проводят до достижения устойчивого значения ОВП в пульпе в диапазоне (100-500) мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения;- oxidation with oxygen is carried out until a stable value of ORP in the pulp is reached in the range of (100-500) mV, relative to the silver chloride reference electrode;
- кислород подают в реакционную массу в виде воздуха или смеси кислорода с инертными газами, азотом или углекислым газом.- oxygen is supplied to the reaction mass in the form of air or a mixture of oxygen with inert gases, nitrogen or carbon dioxide.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Концентраты, которые предлагается перерабатывать по заявляемому способу, образуются главным образом в процессе пирометаллургической обогатительной плавки различных продуктов сложного состава, содержащих благородные металлы, к числу которых относятся и отработанные катализаторы нефтехимической промышленности, а также автомобильные катализаторы. Основу их составляет железо, которое находится как в виде металла, так и химических соединений с фосфором, кремнием, углеродом. В различных концентрациях в них также могут находиться никель, медь. Соответственно химическая активность этих фаз при растворении в соляной или серной кислотах при окислении также сильно различается. Так как задача на первом этапе переработки заключается в растворении основной части примесей и концентрировании благородных металлов в не растворившемся остатке, то данная операция проводится в определенном диапазоне значений ОВП в пульпе, чтобы исключить растворение благородных металлов. Опытным путем установлено, что если растворение концентратов проводить в кислой среде при нагревании с поддержанием значения ОВП в диапазоне от 0 до 350 мВ, то основная часть железа и других примесей переходит в раствор. При этом благородные металлы практически полностью остается в не растворившемся остатке и процесс проходит без выделения газообразного водорода и фосфина. При меньших или больших значениях ОВП, соответственно, либо снижается степень растворения примесей и возможно образование взрывоопасного водорода и фосфина, либо в раствор вместе с примесями переходит значительная часть благородных металлов. Кислая среда в пульпе поддерживается введением соляной или серной кислоты, так как в нейтральных и щелочных средах хлорат натрия не проявляет окислительных свойств по отношению к указанным примесям и они не растворяются.The essence of the proposed method is as follows. The concentrates that are proposed to be processed according to the claimed method are formed mainly in the process of pyrometallurgical enrichment smelting of various products of complex composition containing noble metals, which include spent catalysts of the petrochemical industry, as well as automotive catalysts. They are based on iron, which is found both in the form of a metal and chemical compounds with phosphorus, silicon, and carbon. In various concentrations, they can also contain nickel, copper. Accordingly, the chemical activity of these phases when dissolved in hydrochloric or sulfuric acids during oxidation also differs greatly. Since the task at the first stage of processing is to dissolve the main part of impurities and concentrate precious metals in the undissolved residue, this operation is carried out in a certain range of ORP values in the pulp in order to exclude the dissolution of precious metals. It has been experimentally established that if the dissolution of concentrates is carried out in an acidic medium when heated while maintaining the ORP value in the range from 0 to 350 mV, then the main part of iron and other impurities goes into solution. In this case, noble metals almost completely remain in the undissolved residue, and the process proceeds without the evolution of gaseous hydrogen and phosphine. At lower or higher ORP values, respectively, either the degree of dissolution of impurities decreases and the formation of explosive hydrogen and phosphine is possible, or a significant part of noble metals passes into solution together with impurities. The acidic environment in the pulp is maintained by the introduction of hydrochloric or sulfuric acid, since in neutral and alkaline media, sodium chlorate does not exhibit oxidizing properties with respect to these impurities and they do not dissolve.
Из-за присутствия в получаемых пульпах растворимых соединений кремния на последующей операции отделения раствора от осадка возникают проблемы. Фильтрация проходит очень медленно, что сильно снижает производительность используемого технологического оборудования. Для повышения скорости и качества фильтрации пульпу предварительно обрабатывают раствором реагента из класса органосиликонатов щелочных металлов, например, метилсиликонатом натрия, которые осаждают находящиеся в пульпе растворимые соединения кремния и значительно увеличивают скорость последующей фильтрации пульпы.Due to the presence of soluble silicon compounds in the resulting pulps, problems arise in the subsequent operation of separating the solution from the precipitate. Filtration is very slow, which greatly reduces the productivity of the process equipment used. To increase the speed and quality of filtration, the pulp is pretreated with a reagent solution from the class of alkali metal organosiliconates, for example, sodium methylsiliconate, which precipitate soluble silicon compounds in the pulp and significantly increase the rate of subsequent pulp filtration.
Вероятно, процесс очистки от кремния может быть представлен следующим образом:Probably, the process of purification from silicon can be represented as follows:
Растворение не растворившегося на первой стадии остатка, в котором сконцентрированы благородные металлы, проводят путем окисления в концентрированной соляной кислоте. В таких жестких условиях происходит дальнейшее разрушение железосодержащих фаз, не разрушившихся в ходе растворения на первом этапе (фосфидов, карбидов, силицидов, интерметаллидов), однако в отсутствии окислителей процесс идет с выделением взрывоопасного водорода:The dissolution of the residue that did not dissolve in the first stage, in which precious metals are concentrated, is carried out by oxidation in concentrated hydrochloric acid. Under such harsh conditions, further destruction of iron-containing phases that did not collapse during dissolution at the first stage (phosphides, carbides, silicides, intermetallic compounds) occurs, however, in the absence of oxidizing agents, the process proceeds with the release of explosive hydrogen:
В присутствии кислорода растворение протекает по результирующим реакциям без образования водорода In the presence of oxygen, dissolution proceeds through the resulting reactions without the formation of hydrogen
и каких-либо негативных моментов, например, пенообразования, термических эффектов, способных привести к перегревам реактора и выбросам из него пульпы, не возникает даже при большом избытке кислородсодержащей газовой смеси, что наблюдается при использовании на этом этапе более сильного окислителя, например, хлора. После того, как наиболее химически активные в таких средах железосодержащие фазы будут разрушены, что происходит при достижении значения ОВП в пульпе в диапазоне (100-500) мВ, кислородсодержащую газовую смесь заменяют на более сильный окислитель - хлор и проводят растворение благородных металлов по известным методикам.and any negative aspects, for example, foaming, thermal effects that can lead to overheating of the reactor and ejection of pulp from it, do not occur even with a large excess of an oxygen-containing gas mixture, which is observed when a stronger oxidizing agent is used at this stage, for example, chlorine. After the iron-containing phases, which are the most chemically active in such media, are destroyed, which occurs when the ORP value in the pulp is in the range of (100-500) mV, the oxygen-containing gas mixture is replaced with a stronger oxidizing agent - chlorine, and the noble metals are dissolved according to known methods. .
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Для проведения серии опытов был взят получаемый на предприятии концентрат на основе железа следующего, типичного для таких концентратов, состава, %: Pt-2.1, Pd-5.3, Rh-0.9, Ir-0.1, Ru-0.5, Au-0.4, Ag-1.6, Fe-48.3, Cu-5.0, Si-4.9, P-7.0.For a series of experiments, an iron-based concentrate obtained at the enterprise of the following composition, typical for such concentrates, was taken, %: Pt-2.1, Pd-5.3, Rh-0.9, Ir-0.1, Ru-0.5, Au-0.4, Ag- 1.6, Fe-48.3, Cu-5.0, Si-4.9, P-7.0.
В титановый реактор, объемом 760 л, оснащенный паровым обогревом и водяным охлаждением, устройствами для подачи реагентов и перемешивания реакционной смеси, приборами контроля значений рН, ОВП и температуры, залили 300 л воды, включили перемешивающее устройство, загрузили 70 кг концентрата и раствор хлората натрия из расчета 30 % от стехиометрически необходимого для растворения железа. После этого, с помощью дозировочных устройств стали вводить в реактор порциями по 1-2 л концентрированную соляную кислоту при постепенном повышении температуры пульпы и контроле кислотности среды и значения ОВП в пульпе. При понижении ОВП ниже 100 мВ порциями по 0.2-0.5 л вводили водный раствор хлората натрия, концентрацией 700 г/л, пульпу выдерживали определенное время при заданной температуре, затем заливали последующие порции реагентов. При достижения устойчивого значения ОВП в кислой области в заданном диапазоне значений пульпу прогрели в течение 2 часов, охладили до температуры 50°С, залили в реактор 4 л 25% водного раствора метилсиликоната натрия, пульпу перемешали в течение 10 минут, отфильтровали и промыли водой. Основной раствор и промводы объединили. Скорость фильтрации составила (500-550) л*ч/м2. Не растворившийся остаток загрузили в титановый реактор, объемом 760 л, залили 150 л воды, включили перемешивающее устройство, пульпу нагрели до 40°С и включили барботаж воздуха со скоростью 5-6 м3/ч. После этого залили в реактор 150 л 12 М соляной кислоты и проводили процесс барботажа воздухом (или смесью кислорода с инертными газами) при таких условиях до достижения значения ОВП равного 100-500 мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения, отключили подачу воздуха, включили подачу газообразного хлора со скоростью 3 м3/ч и по известным методикам провели растворение концентрата способом жидкофазного хлорирования. После завершения процесса пульпу охладили и провели отделение раствора от осадка путем фильтрования на нутч-фильтре. Все полученные промпродукты проанализировали: растворы методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой; осадки методом рентгеноспектрального анализа. Результаты представлены в таблице 1.300 liters of water were poured into a titanium reactor with a volume of 760 l, equipped with steam heating and water cooling, devices for supplying reagents and stirring the reaction mixture, pH, ORP and temperature control devices, 300 l of water were poured, a stirrer was turned on, 70 kg of concentrate and sodium chlorate solution were loaded at the rate of 30% of the stoichiometrically necessary for the dissolution of iron. After that, with the help of dosing devices, concentrated hydrochloric acid was introduced into the reactor in portions of 1-2 liters with a gradual increase in the temperature of the pulp and control of the acidity of the medium and the value of the redox potential in the pulp. When the ORP was lowered below 100 mV, an aqueous solution of sodium chlorate was introduced in portions of 0.2–0.5 l each, with a concentration of 700 g/l, the pulp was kept for a certain time at a given temperature, then subsequent portions of the reagents were poured. When a stable ORP value was reached in the acidic region in a given range of values, the pulp was heated for 2 hours, cooled to a temperature of 50°C, 4 liters of a 25% aqueous solution of sodium methylsiliconate were poured into the reactor, the pulp was stirred for 10 minutes, filtered and washed with water. The main solution and industrial waters were combined. The filtration rate was (500-550) l*h/m 2 . The undissolved residue was loaded into a titanium reactor with a volume of 760 l, 150 l of water was poured, a stirrer was turned on, the pulp was heated to 40°C, and air bubbling was turned on at a speed of 5-6 m 3 /h. After that, 150 l of 12 M hydrochloric acid was poured into the reactor and the process of sparging with air (or a mixture of oxygen with inert gases) was carried out under such conditions until an ORP value of 100-500 mV was reached, relative to the silver chloride reference electrode, the air supply was turned off, the gaseous chlorine supply was turned on at a rate of 3 m 3 /h and according to known methods, the concentrate was dissolved by the method of liquid-phase chlorination. After the completion of the process, the pulp was cooled and the solution was separated from the precipitate by filtration on a suction filter. All obtained middlings were analyzed: solutions by mass spectrometry with inductively coupled plasma; precipitation by X-ray spectral analysis. The results are presented in table 1.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Для проведения серии опытов был взят получаемый на предприятии концентрат на основе железа следующего, типичного для таких концентратов, состава, %: Pt-2.1, Pd-5.3, Rh-0.9, Ir-0.1, Ru-0.5, Au-0.4, Ag-1.6, Fe-48.3, Cu-5.0, Si-4.9, P-7.0.For a series of experiments, an iron-based concentrate obtained at the enterprise of the following composition, typical for such concentrates, was taken, %: Pt-2.1, Pd-5.3, Rh-0.9, Ir-0.1, Ru-0.5, Au-0.4, Ag- 1.6, Fe-48.3, Cu-5.0, Si-4.9, P-7.0.
В титановый реактор, объемом 760 л, оснащенный паровым обогревом и водяным охлаждением, устройствами для подачи реагентов и перемешивания реакционной смеси, приборами контроля значений рН, ОВП и температуры, залили 300 л воды, включили перемешивающее устройство, загрузили 70 кг концентрата и раствор хлората натрия из расчета 30 % от стехиометрически необходимого для растворения железа. После этого, с помощью дозировочных устройств стали вводить в реактор порциями по 1-2 л концентрированную серную кислоту при постепенном повышении температуры пульпы и контроле кислотности среды и значения ОВП в пульпе. При понижении ОВП ниже 100 мВ порциями по 0.2-0.5 л вводили водный раствор хлората натрия, концентрацией 700 г/л, пульпу выдерживали определенное время при заданной температуре, затем заливали последующие порции реагентов. При достижения устойчивого значения ОВП в кислой области в заданном диапазоне значений пульпу прогрели в течение 2 часов, охладили до температуры 50°С, залили в реактор 4 л 25% водного раствора метилсиликоната натрия, пульпу перемешали в течение 10 минут, отфильтровали и промыли водой. Основной раствор и промводы объединили. Скорость фильтрации составила (600-700) л*ч/м2. Не растворившийся остаток загрузили в титановый реактор, объемом 760 л, залили 150 л воды, включили перемешивающее устройство, пульпу нагрели до 40°С и включили барботаж воздуха со скоростью 5-6 м3/ч. После этого залили в реактор 150 л 12 М соляной кислоты и проводили процесс барботажа воздухом (или смесью кислорода с инертными газами) при таких условиях до достижения значения ОВП равного 100-500 мВ, относительно хлорсеребряного электрода сравнения, отключили подачу воздуха, включили подачу газообразного хлора со скоростью 3 м3/ч и по известным методикам провели растворение концентрата способом жидкофазного хлорирования. После завершения процесса пульпу охладили и провели отделение раствора от осадка путем фильтрования на нутч-фильтре. Все полученные промпродукты проанализировали: растворы методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой; осадки методом рентгеноспектрального анализа. Результаты представлены в таблице 2.300 liters of water were poured into a titanium reactor with a volume of 760 l, equipped with steam heating and water cooling, devices for supplying reagents and stirring the reaction mixture, pH, ORP and temperature control devices, 300 l of water were poured, a stirrer was turned on, 70 kg of concentrate and sodium chlorate solution were loaded at the rate of 30% of the stoichiometrically necessary for the dissolution of iron. After that, with the help of dosing devices, concentrated sulfuric acid was introduced into the reactor in portions of 1-2 liters with a gradual increase in the temperature of the pulp and control of the acidity of the medium and the value of the redox potential in the pulp. When the ORP was lowered below 100 mV, an aqueous solution of sodium chlorate was introduced in portions of 0.2–0.5 l each, with a concentration of 700 g/l, the pulp was kept for a certain time at a given temperature, then subsequent portions of the reagents were poured. When a stable ORP value was reached in the acidic region in a given range of values, the pulp was heated for 2 hours, cooled to a temperature of 50°C, 4 liters of a 25% aqueous solution of sodium methylsiliconate were poured into the reactor, the pulp was stirred for 10 minutes, filtered and washed with water. The main solution and industrial waters were combined. The filtration rate was (600-700) l*h/m 2 . The undissolved residue was loaded into a titanium reactor with a volume of 760 l, 150 l of water was poured, a stirrer was turned on, the pulp was heated to 40°C, and air bubbling was turned on at a speed of 5-6 m 3 /h. After that, 150 l of 12 M hydrochloric acid was poured into the reactor and the process of sparging with air (or a mixture of oxygen with inert gases) was carried out under such conditions until an ORP value of 100-500 mV was reached, relative to the silver chloride reference electrode, the air supply was turned off, the gaseous chlorine supply was turned on at a rate of 3 m 3 /h and according to known methods, the concentrate was dissolved by the method of liquid-phase chlorination. After the completion of the process, the pulp was cooled and the solution was separated from the precipitate by filtration on a suction filter. All obtained middlings were analyzed: solutions by mass spectrometry with inductively coupled plasma; precipitation by X-ray spectral analysis. The results are presented in table 2.
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
Для проведения серии опытов был взят получаемый на предприятии концентрат на основе железа следующего, типичного для таких концентратов, состава, %: Pt-2.1, Pd-5.3, Rh-0.9, Ir-0.1, Ru-0.5, Au-0.4, Ag-1.6, Fe-48.3, Cu-5.0, Si-4.9, P-7.0. For a series of experiments, an iron-based concentrate obtained at the enterprise of the following composition, typical for such concentrates, was taken, %: Pt-2.1, Pd-5.3, Rh-0.9, Ir-0.1, Ru-0.5, Au-0.4, Ag- 1.6, Fe-48.3, Cu-5.0, Si-4.9, P-7.0.
В титановый реактор, объемом 760 л, оснащенный паровым обогревом и водяным охлаждением, устройствами для подачи реагентов и перемешивания реакционной смеси, приборами контроля значений рН, ОВП и температуры, залили 300 л воды, включили перемешивающее устройство, загрузили 70 кг концентрата и раствор хлората калия из расчета 30% от стехиометрически необходимого для растворения железа. После этого, с помощью дозировочных устройств стали вводить в реактор порциями по 1-2 л концентрированную соляную кислоту при постепенном повышении температуры пульпы и контроле кислотности среды и значения ОВП в пульпе. При понижении ОВП ниже 100 мВ порциями по 0.2-0.5 л вводили водный раствор хлората калия, концентрацией 700 г/л, пульпу выдерживали определенное время при заданной температуре, затем заливали последующие порции реагентов. При достижения устойчивого значения ОВП в кислой области в заданном диапазоне значений пульпу прогрели в течение 2 часов, охладили до температуры 50°С, залили в реактор 4 л 25% водного раствора метилсиликоната натрия, пульпу перемешали в течение 10 минут, отфильтровали и промыли водой. Основной раствор и промводы объединили. Скорость фильтрации составила (500-550) л*ч/м2. Так как состав не растворившихся остатков во всех опытах близок по своему составу, то процесс по его растворению в соляной кислоте при окислении проводили только с продуктом от первого опыта. Результаты по растворению неблагородных элементов представлены в таблице 3.300 liters of water were poured into a titanium reactor with a volume of 760 l, equipped with steam heating and water cooling, devices for supplying reagents and stirring the reaction mixture, devices for monitoring pH, ORP and temperature, 300 l of water were poured, a stirrer was turned on, 70 kg of concentrate and potassium chlorate solution were loaded at the rate of 30% of the stoichiometrically necessary for the dissolution of iron. After that, with the help of dosing devices, concentrated hydrochloric acid was introduced into the reactor in portions of 1-2 liters with a gradual increase in the temperature of the pulp and control of the acidity of the medium and the value of the redox potential in the pulp. When the ORP was lowered below 100 mV, an aqueous solution of potassium chlorate was introduced in portions of 0.2–0.5 l, with a concentration of 700 g/l, the pulp was kept for a certain time at a given temperature, then subsequent portions of the reagents were poured. When a stable ORP value was reached in the acidic region in a given range of values, the pulp was heated for 2 hours, cooled to a temperature of 50°C, 4 liters of a 25% aqueous solution of sodium methylsiliconate were poured into the reactor, the pulp was stirred for 10 minutes, filtered and washed with water. The main solution and industrial waters were combined. The filtration rate was (500-550) l*h/m 2 . Since the composition of the undissolved residues in all experiments is similar in composition, the process of its dissolution in hydrochloric acid during oxidation was carried out only with the product from the first experiment. The results of the dissolution of non-noble elements are presented in table 3.
Распределение металлов при растворении концентрата на основе железа, содержащего благородные металлы.Table 1
Distribution of metals during the dissolution of an iron-based concentrate containing precious metals.
мВORP
mV
100minus
100
** Наблюдалось выделение газообразного водорода.** Emission of gaseous hydrogen was observed.
Распределение металлов при растворении концентрата на основе железа, содержащего благородные металлы.table 2
Distribution of metals during the dissolution of an iron-based concentrate containing precious metals.
мВORP
mV
100minus
100
** Наблюдалось выделение газообразного водорода.** Emission of gaseous hydrogen was observed.
Распределение металлов при растворении концентрата на основе железа, содержащего благородные металлы.Table 3
Distribution of metals during the dissolution of an iron-based concentrate containing precious metals.
мВORP
mV
100minus
100
** Наблюдалось выделение газообразного водорода.** Emission of gaseous hydrogen was observed.
Таким образом, предлагаемый способ переработки концентрата на основе железа, содержащего благородные металлы, позволяет достигнуть извлечения в раствор основной части железа и других неблагородных элементов, исключая, при этом, образования взрывоопасной воздушно - водородной смеси и выделения сильно ядовитого газа-фосфина, сконцентрировать основную часть благородных металлов в отдельном промпродукте, быстро и качественно его отделить от раствора методом фильтрации, а после этого провести его растворение безопасным способом.Thus, the proposed method for processing an iron-based concentrate containing noble metals makes it possible to achieve the extraction of the main part of iron and other non-noble elements into the solution, excluding, at the same time, the formation of an explosive air-hydrogen mixture and the release of highly toxic phosphine gas, to concentrate the main part noble metals in a separate middling product, quickly and efficiently separate it from the solution by filtration, and then carry out its dissolution in a safe way.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2023/050099 WO2023211318A1 (en) | 2022-04-25 | 2023-04-21 | Method of processing iron-based concentrates containing precious metals |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2791723C1 true RU2791723C1 (en) | 2023-03-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2077506C1 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-20 | Чижевская Светлана Владимировна | Method for purifying acid solutions from silicon |
| RU2204620C2 (en) * | 2001-07-30 | 2003-05-20 | ОАО "Красноярский завод цветных металлов им. В.Н.Гулидова" | Method of reprocessing iron oxide based sediments containing precious metals |
| RU2354710C2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-05-10 | ООО "Институт Гипроникель" | Method for complex reprocessing of metal iron concentrate, containing nonferrous and precious metals |
| RU2707457C1 (en) * | 2019-07-05 | 2019-11-26 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" | Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals |
| WO2020165845A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | Flsmidth A/S | Pre-treatment process for the recovery of precious metals |
| RU2750735C1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-07-01 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" | Method for processing materials containing precious metals and iron |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2077506C1 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-20 | Чижевская Светлана Владимировна | Method for purifying acid solutions from silicon |
| RU2204620C2 (en) * | 2001-07-30 | 2003-05-20 | ОАО "Красноярский завод цветных металлов им. В.Н.Гулидова" | Method of reprocessing iron oxide based sediments containing precious metals |
| RU2354710C2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-05-10 | ООО "Институт Гипроникель" | Method for complex reprocessing of metal iron concentrate, containing nonferrous and precious metals |
| WO2020165845A1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-08-20 | Flsmidth A/S | Pre-treatment process for the recovery of precious metals |
| RU2707457C1 (en) * | 2019-07-05 | 2019-11-26 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" | Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals |
| RU2750735C1 (en) * | 2020-10-14 | 2021-07-01 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" | Method for processing materials containing precious metals and iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5376437B2 (en) | Method for recovering ruthenium from materials containing ruthenium or ruthenium oxide or ruthenium-containing noble metal concentrates | |
| US4913730A (en) | Recovery of gold from aqueous solutions | |
| US7166145B1 (en) | Recovery of precious metals | |
| EP0048103A1 (en) | Process for the extraction of precious metals from concentrates thereof | |
| JP2005097695A (en) | Mutual separation method for platinum group element | |
| JP6780448B2 (en) | How to recover high-grade rhodium powder | |
| IL300275A (en) | Methods for leaching and recovery of platinum group metals in organic solvents | |
| US4188362A (en) | Process for the treatment of platinum group metals and gold | |
| RU2791723C1 (en) | Method for processing iron-based concentrates containing precious metals | |
| US5478376A (en) | Method for the separation of rhodium and/or iridium from solution | |
| US5820844A (en) | Method for the production of a purified MoO3 composition | |
| RU2707457C1 (en) | Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals | |
| WO2023211318A1 (en) | Method of processing iron-based concentrates containing precious metals | |
| JPS5823449B2 (en) | How to treat precious metal concentrates | |
| TWI685571B (en) | Process for hydrometallurgical processing of a precious metal-tin alloy | |
| US11473168B2 (en) | Method for platinum group metals recovery from spent catalysts | |
| JP7400443B2 (en) | Mutual separation method of platinum group elements | |
| JP7006332B2 (en) | How to make gold powder | |
| JP6835577B2 (en) | How to collect valuables | |
| RU2773294C1 (en) | Method for processing concentrates based on base elements containing rare metals of the platinum group | |
| US2396793A (en) | Scrap metal recovery process | |
| RU2778436C1 (en) | Method for processing of iron collector of platinum metals | |
| JPS61235520A (en) | Method for leaching noble metal | |
| JP5835579B2 (en) | Method for treating aqueous bromic acid solution containing platinum group elements | |
| JP2019127627A (en) | Method for recovering noble metal |