CC BY
30Oriental Renaissance: Innovative, VOLUME 2 | ISSUE 5/2
educational, natural and social sciences ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor (J) SJIF 2022: 5.947
Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7
УДК 669.531
РАЗРАБОТКА ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКА ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ПЛАТИНОИДОВ В УСЛОВИЯХ АО "АГМК"
А.С. Хасанов
Зам.главного инженера по науке АО "Алмалыкский горно металлургический
комбинат", д.т.н., профессор Б.Р. Вохидов
доцент кафедры «Металлургия» Навоийского государственного горнотехнологического университета, PhD Толибов Б.И.
профессор кафедры «Металлургия» Навоийского государственного горнотехнологического университета, д.т.н.
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассматривается возможность объединения продуктов обогащение отходов металлургического производства и химическая технология извлечения платины и палладия из концентратов ЧРУ полученных после переработки техногенных отходов Чодакского Рудоуправлении. 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.
Ключевые слова: палладий, гидрометаллургия, рафинирование, восстановление, выщелачивание, редкие металлы, обогащение, концентрат, техногенные отходы, извлечение, платина, родий, аффинаж, сбросные растворы.
ABSTRACT
This article discusses the possibility of combining the products of the
enrichment of metallurgical production waste and the chemical technology for the
extraction of platinum and palladium from CRU concentrates obtained after the
processing of man-made waste from the Chodak Mining Administration. The paper
determines the effectiveness of methods for the selective leaching of platinum and
palladium, and also pays attention to the methods of dissolution, reduction of
platinum metals and methods for their purification from various impurities. A
803
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
О
R
VOLUME 2 | ISSUE 5/2 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
chemical complex technology for the extraction of platinum and palladium with multi-stage refining processes has been developed.
Key words: palladium, hydrometallurgy, refining, recovery, leaching, rare metals, enrichment, concentrate, man-made waste, extraction, platinum, rhodium, refining, waste solutions.
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 [1,2].
Общее количество отходов обогащения Чодакского рудоуправления составляет 1,844 млн. тонн. т. В них среднее содержание золота колебается от 0,5 г/т до 0,67 г/т, содержание серебра среднее 8,27 г/т, также были обнаружены значительные содержание металлы платиновой группы, в частности платины и палладия. В результате гравитационного обогащении техногенных отходов Чодакского Рудауправление (ЧРУ) получается гравио-концентрат с содержанием золота 5,65 г/т, серебро 38,76 г/т, платины 1,5-2 г/т, палладия 5-7 г/т. [3].
ОБСУЖДЕНИЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Минералогический состав и структуру концентрата, полученного в результате обогащения техногенных отходов ЧРУ, изучали под сканирующим электронным микроскопом «JSM-IT200». В результате анализа установлено, что платина более плотная, т. е. ярче отражающие свет части образца и он большие связана с палладием и кислородом, а количество платины изучаемой пробе составляет 0,25 % (смотрите рис.1.). Дальнейшие опыты направлены на разработки химическое технологии извлечение отдельных благородных металлов из платиноидов. С этой целью выбрано первоначальное сернокислотное выщелачивание концентратов ЧРУ для удаления примесных металлов как меди, железа и цинка, которые дальнейшими направляется выщелачиванием постепенном извлечением золота и серебро, а к завершению
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 5/2 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
процессов планировано извлечение платины и палладия с применением царско -водочном растворением и селективными осаждениями [4].
Рис.1. Снимки электронного микроскопии концентрата ЧРУ
По описываемом технологии разработано опытная технологическая схема переработка концентратов ЧРУ в условиях МПЗ АО «АГМК» и проведено серии опытов по комплексное извлечение благородных и платановых металлов (см. рис.2.). [5].
Процесс переработки концентратов начинается с обработка сернокислым растворов для перевода цветных металлов в состав раствора. В этом случае драгоценные металлы остаются в нерастворимом остатке и направляются на аффинажных процессов. Сульфаты цветных металлов возвращаются в основное производство меди. Для хорошей растворимости примесных цветных металлов, концентрат перед процессом выщелачивание часто подвергают к обжигу [6].
Ме8 + 4H2SО4 ^Мв8в4 + 4Н2О + 4SО2 . ...(1)
МеО + H2SО4 ^ MeSО4 + ^О.......................(2)
Ме + 2H2SО4 ^ MeSО4 + 2^О + SО2..............................(3)
При этом Ме встречаются в виде соединени металлов Zn, Fe, ^ и др. цветных металлов, таким образом очищая концентрат от цветных металлов.
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 5/2 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
Рис.2. Предлагаемая технологическая схема переработка концентратов ЧРУ с извлечением благородных металлов
Оставшихся не растворимое кек растворяется двумя способами с целью проверки эффективности растворителя. Первом этапе кек растворяли азотнокислым раствором, результаты растворении металлов приведено в таблице 1. Исходя из анализа азотнокислых растворение степень растворимости металлов ниже, по этим причинам стали дальнейшим не проверят на азотнокислый раствор, и прямой подвергали кек на царско-водочном растворе [7]. Химизм процессов царско-водочное растворение приведено реакциях 4-7:
806
Oriental Renaissance: Innovative, p VOLUME 2 | ISSUE 5/2
educational, natural and social sciences ISSN 2181-1784
Scientific Journal Impact Factor Q SJIF 2022: 5.947
Advanced Sciences Index Factor ASI Factor = 1.7
Au + HNO3 + 3HCl = AuCl3 + NO + 2H2O (4)
Ag + HNO3 + 3HCl = AgCl2 + NO + 2H2O (5)
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6]+ 4NO + 8H2O (6)
3Pd + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PdCl6]+ 4NO + 8H2O (7)
С целью удаления не растворенного частья продукта производится процесса фильтрация, удаляется кек а ценный компоненты находится в растворе.
Из растворов отдельно осаждается золота и серебро и направляются на аффинажному цеху, а оставшихся платины и палладия сохраняется в растворе [8].
Для селективного выделение платины, раствор обрабатывают малом количество хлорида аммония с целью разделения платины от палладий содержашего раствора, процесс производится в реакторе при механическом перемешивании по следующего реакции [9].
3H2PtCl6 + 2NH4Q = ¿(NH^PtCb + 2HCl (8)
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 [10,11].
Таблица 1. Результаты химического анализа царско-водочного выщелачивание концентрата.
№ 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
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 5/2 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
22 Р-р ЦВ 12 13 8 16
Согласно результатам, полученным экспериментальным путём, видно, из раствора соляной кислотой осаждают нерастворимый хлорпалладозамин: Расход HCl составляет 1л на 100гр порошке палладия.
Pd(NH3>Cb + 2HCl = Pd(NH3>Cl2 + 2NH4Q (9)
После фильтрации и промывки хлорпалладозамин прокаливают при повышенных температурах и разлагают для получения металлического палладия. 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 [12].
Pd(NH3)2Cl2 ^ Pd + 2HCl| + N2! + 2H2T (10)
В результате обширных исследований, включающих ряд опытов и экспериментов, была разработана новая технологическая схема. 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
платинового порошке.
ю Содержание элементов, %
к
а к : с Pt Pd Rh Ir Ru Au Pb Fe Si Sn Al
И О 3 о 99,98 0,01 0,001 2 0,0002 0,001 8 0,00 2 0,00 2 0,001 2 <0,00 2 <0,0001 0,00 2
CP о с Содержание элементов, %
Рн Sb Ag Mg Zn Cu Ni Mn Cr Co Ca
0,002 0,002 0,000 3 <0,000 1 0,001 0,00 1 0,00 1 0,001 0,001 0,005
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
VOLUME 2 | ISSUE 5/2 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
Pd порошок Содержание элементов, %
Pd Pt Rh Ir Ru Au Pb Fe Si Sn Al
99,9 4 0,0022 0,031 0 0,0003 0,003 9 0,003 2 <0,0001 0,005 5 <0,000 1 <0,00 01 0,00 03
Содержание элементов, %
Sb Ag Mg Zn Cu Ni Mn Cr Co Ca
0,00 22 <0,000 1 0,000 1 <0,000 1 0,005 0 0,001 2 0,0001 0,000 6 0,0005 0,000 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
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 [14].
REFERENCES
1. Шарипов Х.Т., Борбат В.Ф., Даминова Ш.Ш., Кадирова З.Ч. Химия и технология платиновых металлов. Тошкент «Университет» 2018г. С. 3-5., 14-17., 14-28., 35-40.
2. Хурсанов А.Х. // Разработка технологии получения аффинированного палладиевого порошка из отработанных электролитов // Хурсанов А.Х., Хасанов А.С., Б.Р. Вохидов Горный вестник Узбекистана г. Навои. №1 (76) 2019г. ст. 58-61.
3. Исследование повышения степени извлечения аффинированного палладиевого порошка из сбросных растворов // Вохидов Б.Р. [и др.] // Литье и Металлургия. 2020 г. №1 -C.78-86.
4. Хасанов А. С. Исследование повышение степень извлечения и чистоты аффинированного палладиевого порошка из сбросных растворов // А.С. Хасанов Б.Р. Вохидов, Р.А. Хамидов // 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. International conference on
809
Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor
о
R
VOLUME 2 | ISSUE 5/2 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7
«Integrated innovative development of Zarafshan région: achievements, challenges and prospects» Navoi, Uzb. 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.
7. Вохидов Б.Р., Хасанов А.С. // Разработка способа очистка палладиевого порошка от примесей. // Международная научно-техническая конференция. «Наука и Инновации», Ташкент, 1 ноябрь 2019г. С. 261-263.
8. Вохидов Б.Р., Хасанов А.С. // Исследование и разработка технологии извлечения металлов платиновых групп из техногенного сырья АО «АГМК» // XIV Международной конференции. Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН, Красноярск, 6-9 сентября, 2021г. С. 29-32.
9. Хурсанов А.Х., Хасанов А.С., Абдукадиров А.А., Вохидов Б.Р. Технология платиноидов. Тошкент, "Мухдррир" Публ., 2021й. 29, 33,88,216,217 п.
10. Рюмин А.И., Соркинова Г.А., Шульгин Д.Р., Мальцев Э.В., Прокопьев С.Н., Курскиев В.В. Способ получения аффинированного палладия из платино-палладиевых хлоридных растворов. Патент РФ № 2194085. Дата публикации 10.12.2002 г.
11. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. Исследование технологии очистка аффинированного палладиевого порошка полученных из отходов «АГМК». // Республиканская научно - техническая конференция. «Ресурсо - и энергосберегающие, экологически безвредные компазиционные и нанокомпазиционные материалы». Ташкент 2019 г. С. 324-326.
12. Хасанов А.С., Вохидов Б.Р. // ^айта ишлатилган электролитдан соф палладий кукунини ажратиб олиш усулини илмий тадки; этиш // Научная статья. «Фан ва Тараккиёт» ГУП Композицион материаллар илмий-техникавий ва амалий журнали // Узбекистан г. Ташкент. №2 2019й. С. 63-66.
13. Хурсанов А.Х., Хасанов А.С., Аскаров Б.М., Вохидов Б.Р., Усманкулов О.Н., Умаралиев И.С., Абдуваитов Д.С., Толибов Б.И. (всего 8 чел.). Способ извлечения аффинированного палладиевого порошка от отра-ботанных электролитов. Заявка №IAP 2019 0183. Приоритет от 30.04.2019.
14. 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.
