CC BY
21К ВОПРОСУ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПЛАТИНОИДОВ ИЗ ШЛАКОВ ПЛАВКИ
АФФИНАЖНЫХ ЦЕХОВ А.С. Хасанов1, Б.Р. Вохидов2, Б.И. Толибов2, О.Н-Усманкулов1, М-Л-Акмалов1, Г.Ф.Мамараимов2 1АО "Алмалыкский горно металлургический комбинат" 2Навойиский государственный горный институт
В работе определена эффективность методов селективного извлечения платины, палладия и золота и серебра, а также уделено внимание способам двухстадийного растворения, восстановления платиновых металлов и методы их очистки от различных примесов. На основе изучения данной тематики и анализа результатов проведенных исследований авторы пришли выводу, что в качестве оптимальную технологию разработана комплексный способ извлечение золота, серебро, платины и палладия с применениеми селективными методами растворениями, подходящих по каждому металлу отдельно с одновременными сочетаниями гидрометаллургии и пирометаллургическими технологиями._
АННОТАЦИЯ
Ключевые слова: платины, палладий, шлаки павки цеха аффинажа, трех стадийное растворение, селективная осаждения, царское-водочное растворение, промывка от
примесей, прокалка._
The paper determines the effectiveness of methods for the selective extraction of platinum, palladium and gold and silver, and also pays attention to the methods of two-stage dissolution, reduction of platinum metals and methods for their purification from various impurities. Based on the study of this topic and the analysis of the results of the studies, the authors came to the conclusion that an integrated method for the extraction of gold, silver, platinum and palladium using selective methods of dissolution, suitable for each metal separately with simultaneous combinations of hydrometallurgy and pyrometallurgical technologies, has been developed as an optimal technology._
ABSTRACT
Key words: platinum, palladium, refinery slag, three-stage dissolution, selective precipitation, aqua regia dissolution, washing to remove impurities, calcination.
ВВЕДЕНИЕ
Сегодня в условиях Узбекистана отсутствует комплексная технология переработки техногенных отходов и извлечения редких и драгоценных металлов в условиях АО «АГМК» с небольшими количествами редких металлов. Наличие в АО «АГМК» техногенных отходов, содержащих платину, палладий и родий, указывает на то, что завод может управлять производственной отраслью, перерабатывая отходов в течение нескольких лет без переработки руды [1]. В данной статье рассматривается технология извлечения платины и палладия из шлаков плавки полученных в цеху аффинажа золота и серебра (ЦАЗИС АО «АГМК»). В работе определена
эффективность методов селективного выщелачивание платины и палладия, а также уделено внимание способам растворения, восстановления платиновых металлов и методам их очистки из различных примесей. Разработана химическая комплексная технология извлечения платины и палладия с многоступенчатыми процессами рафинирование [2].
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Для изучения фазового состава исходного шлака, полученного из плавки ЦАЗиС были анализированы пробы на сканирующем электронном микроскопе JSM-IT200 (см. на рис.1.) [3].
Из снимки СЭМ видно, что драгоценные металлы в основном находятся в окисленном состояние, вместе в качестве примесных соидинений так как при расплавлении железо имеющихся высокое сростко к кислороду окисленном виде переходит в фазе шлака.
При этом палладий и платина обнаружена не во всех частицах. Изучаемом пробе, содержание платины в отдельных частицах составляет соответственно, Pt 0,11% и соответственно при примесах встречается железа, серы и арсенопирита, обясняещие на минерал железа арсенопирита. Далее провели анализ EDS для изучения полной карты поверхности (рис.2.).
Рис.1. Изображение шлака ЦАЗиС электронном микроскопе JSM-IT200 110 кратном
размере (по платину).
Этим методом определяется в какой части пробы находится составляющие элементы [4]. Рисунок 3. утверждает, что проба в основном содержит кислород, а там, где есть кислород, просвечивает сигналы Fe и Si. Сигналы палладия и кислорода очень близки, поэтому картины L-линии палладия и плинии кислороды почти одинаково.
Рис.2. Сканирующий электронный микроскоп (СЭМ-ЭДХ) марки Zeiss EVOMA 10/Aztee Energy Advanced X-Act, Zeiss SMT LTD/Oxford Instruments
Энергетическое разрешение энергодисперционного спектрометра составляет 130 эВ. Но разница между La-линии палладия и Ka-линии кислорода почти составляет 14 эВ. Поэтому при анализах энергодисперцинного спектрометра показывает палладий и кислорода в одном пике (см.рис.З).
ю
Energy [keV]
Рис.3. Общий элементный анализ всей поверхности пробы шлака (ЭДС Снимок
соединение палладия с килородом)
Дальнейшие опыты направлены на исследование технологии извлечение платиноидов из шлака. С этой целью выбрано первоначальное дробление шлака с ситовым анализом, полученный над решёточный продукт возвращается на процессе дроблению, а под решёточный продукт поступает на процессе измельчение. Полученный готовый класс измельчённого шлака поступает на первой стадии азотнокислого выщелачивание для селективного растворения серебро и палладия, не растворённый часть кека разделяются с помощью фильтрацией. Раствор серебро и палладия поступает на селективное осаждению серебро с применением солянокислом растворе и полученный осадок хлорид серебро направляется на извлечение серебра. Палладий содержащий раствор направляется на осаждение палладия с применением тиомочевинным
раствором и полученный осадок очищается от примеси и получается чистейшего порошка палладия по инструкции [5].
Кек после азотнокислое выщелачивание содержать составе нерастворенного платины и золота, его разделяют фильтрацией, и её перед царско-водочное выщелачиванием продукт обжигаются при температуре 300-3500С для раскрытия поверхности металлов. Химизм процессов царско-водочное растворение приведено реакциях 1 -2:
Au + HNO3 + 3HCl = AuCh + NO + 2H2O (1)
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O (2)
С целью удаления не растворенного частья продукта производится процесса фильтрация, удаляется кек и направляется на участок металлургического цеха МПЗ, а ценные компоненты находится в растворе. Из растворов отдельно осаждается золота и направляются на аффинажному цеху, а оставщихся платины сохраняется в растворе, которые дальнейщими направляется на селективные осаждение платины и очистки от примесив, технологическая схема приведено в рисунке 2. По описываемом технологии разработано опытная технологическая схема переработка шлаков плавки в условиях ЦАЗИС МПЗ АО «АГМК» и проведено серии опытов по комплексное извлечение благородных и платановых металлов [6].
3H2PtCl6 + 2NH4Q = |(NH4)2PtCl6 + 2HCl (3)
Для селективного выделение платины, раствор обрабатывают малом количество хлорида аммония с целью разделения платины от палладий содержащего раствора, процесс производится в реакторе при механическом перемешивании [7].
Осажденной платина разделяют от раствора через фильтрацию и осадок идет на дальнейшему переработку (комплекс платины прокаливаем, обрабатываем азотнокислым раствором, промываем и получим чистейшего платинового порошка смотрите таблица 2.), раствор содержащую палладий идет на нейтрализации и осаждения раствора от примеси [8].
Согласно результатам, полученным экспериментальным путём, видно, из раствора соляной кислотой осаждают нерастворимый хлорпалладозамин: Расход HCl составляет 1л на 100гр порошке палладия [9].
Pd(NHs)4Cl2 + 2HCl = Pd(NHs)2Cl2 + 2NH4Q (4)
После фильтрации и промывки хлорпалладозамин прокаливают при повышенных температурах и разлагают для получения металлического палладия [10].
Рис.4. Предлагаемая технологическая схема переработка шлаков плавки аффинажа с извлечением благородных металлов
Таблица 1. Результаты химического анализа царско-водочного выщелачивание
шлаков плавки.
№ пробы Способ растворение Определяемые элементы, мг/л
Au Pd Pt Ag
11 Р-р ЦВ 20 82 11 70
12 Р-р ЦВ 6 23 5 20
13 Р-р ЦВ 6 14 7 24
14 Р-р ЦВ 9 810 4 13
15 Р-р ЦВ 12 1000 5 18
16 Р-р ЦВ 424 21 21 81
17 Р-р HNO3 2 3 2 10
18 Р-р HNO3 2 10 3 21
19 Р-р ЦВ 35 28 12 46
20 Р-р ЦВ 20 10 21 81
21 Р-р ЦВ 6 64 18 21
22 Р-р ЦВ 12 13 8 16
После прокалка палладиевый порошок подвергается ручному истиранию. Восстановление муравийной и лимоновый кислотами, отмывка и сушка: Полученным состав порошке в очен малом количестве содержиться Pb, Sn и другие примесии металлов. Для очистки от примеси обрабатываем лимонном кислате и после удаления примесей порошок отмываем дистиллирированной водой и сушим продукта и образуется чистейщего Pd порошок [11].
Pd(NHз)2a2 ^ Pd + 2Ж1Т + N2! + (5)
В результате обширных исследований, включающих ряд опытов и экспериментов, была разработана новая технологическая схема [12].
Преимуществами рекомендуемой технологии являются: высокая чистота получаемого палладиевого и платинового порошка меньшими энергетическими затратами, высокая производительность, экономия реагентов и высокая степень извлечения благородных металлов. Способ пригоден и с экологической точки зрения, так как образующиеся кислые фильтраты нейтрализуются раствором щелочи или щелочными фильтратами, полученными при восстановлении палладия до металла муравьиной кислотой или солянокислым гидразином [13]. Таблица 2 - Результаты химического анализа, полученного платинового и
палладиевого порошке.
<u К Содержание элементов, %
К а rn з Д Pt Pd Rh Ir Ru Au Pb Fe Si Sn Al
О ср 99,98 0,01 0,0012 0,0002 0,0018 0,002 0,002 0,0012 <0,002 <0,0001 0,002
Содержание элементов, %
Sb Ag Mg Zn Cu Ni Mn Cr Co Ca
0,002 0,002 0,0003 <0,0001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,005
Pd порошок Содержание элементов, %
Pd Pt Rh Ir Ru Au Pb Fe Si Sn Al
99,94 0,0022 0,0310 0,0003 0,0039 0,0032 <0,0001 0,0055 <0,0001 <0,0001 0,0003
Содержание элементов, %
Sb Ag Mg Zn Cu Ni Mn Cr Co Ca
0,0022 <0,0001 0,0001 <0,0001 0,0050 0,0012 0,0001 0,0006 0,0005 0,0004
В лабораторных условиях проведены несколько экспериментов по извлечении палладиевого и платинового порошка из концентратов ЧРУ в МПЗ АО «АГМК» Опыты провели в разных концентрациях растворителя для определения оптимального режима технологического цикла. Результаты опытов представлены в таблице 1 и результаты полученных чистых металлов приведено в таблице 2. Внедрение данной технологии даст несомненный экономический эффект благодаря дополнительному извлечению ценных компонентов и улучшит экологическую обстановку в местах скопления техногенных отходов.
REFERENCES
1. Шарипов Х.Т., Борбат В.Ф., Даминова Ш.Ш., Кадирова З.Ч. Химия и технология платиновых металлов: Монография. - Ташкент.: 2018г.-С.14-28.
2. Хурсанов А.Х., Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Разработка технологии получения аффинированного палладиевого порошка из отработанных электролитов // Горный вестник Узбекистана 2019г. №1 (76) C.58-61.
3. Вохидов Б.Р. Исследование повышения степени извлечения аффинированного палладиевого порошка из сбросных растворов // Литье и Металлургия. 2020 г. №1 -C.78-86.
4. А.С. Хасанов, Б.Р. Вохидов, Р.А. Хамидов Исследование повышение степень извлечения и чистоты аффинированного палладиевого порошка из сбросных растворов // Universum: Технические науки. 2019. №9 - C.20-30.
5. Вохидов Б.Р., Хасанов А.С. Creation of technology for the extraction of palladium from waste electrolytes by aqua regia leaching // «Integrated innovative development of Zarafshan region: achievements, challenges and prospects». International conference on (Uzbekistan 26-28 October 2019y.) c. Navoi, 2019y.-P.35-39.
6. Вохидов Б.Р. Разработка технологии получения платиновых металлов из техногенных отходов. // Научно-методический журнал Евразийский союз ученых (ЕСУ): Москва, 2020. Июнь №6(75). C.38-46.
34
7. Вохидов Б.Р., Хасанов А.С. Исследование и разработка технологии извлечения металлов платиновых групп из техногенного сырья АО «АГМК» // Металлургия цветных, редких и благородных металлов: тезисы докл. XIV Международная научно-практическая конференция (Красноярск 6-9 Сентября 2021 г.) - Красноярск, 2021. - С.29-32.
8. Хурсанов А.Х., Хасанов А.С., Абдукадиров А.А., Вохидов Б.Р. Технология платиноидов: Монография. -Ташкент: "Мухдррир", 2021г.-С.29-33.
9. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р., Мамараимов Г.Ф. Изучение возможности извлечения ванадия из техногенных отходов // Научно технический журнал. Ферганский политехнический институт. 2020г. №3. Том 24. С.97-102.
10. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Исследование технологии очистка аффинированного палладиевого порошка полученных из отходов «АГМК» // «Ресурсо - и энергосберегающие, экологически безвредные компазиционные и нанокомпазиционные материалы» тезисы докл. Республиканская научно -техническая конференция. Ташкент 2019 г. С.324-326.
11. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. ^айта ишлатилган электролитдан соф палладий кукунини ажратиб олиш усулини илмий тадки; этиш // Научно -техническая журнал Композиционные материалы при ГУП «Фан ва Тараккиёт». Ташкент 2019г. №2. С.63-66.
12. Вохидов Б.Р. Development and improvement of technology for extraction of precious metals from technogenic raw materials // Universum: Технические науки. 2021. №12(93), C.11-15.
13. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. ^айта ишлатилган электролитдан соф палладий кукунини ажратиб олиш усулини илмий тадки; этиш // Композиционные материалы. Ташкент, 2019 - №2. C.63-66.
