способ извлечения благородных металлов

Формула изобретения

1. Способ извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, включающий хлорирующий обжиг, выщелачивание огарка и сорбцию благородных металлов, отличающийся тем, что хлорирующему обжигу подвергают минеральное сырье, содержащее 7-13% суммы хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов и проводят его при температуре 600-700°С, выщелачивание огарка ведут разбавленным раствором царской водки, а сорбцию благородных металлов - из полученной пульпы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при содержании в обрабатываемом минеральном сырье хлоридов более 13% проводят отмывку избытка хлоридов, сгущение пульпы и направление сгущенного продукта после сушки на хлорирующий обжиг.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам извлечения благородных металлов и может быть использовано для извлечения благородных металлов (платина, палладий, золото и др.) из различных видов минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, например, коллективного концентрата, полученного из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства, маркирующих глин и др.

Известен способ переработки шламов калийного производства [Патент №2132397 РФ, МПК С 22 В 7/00, опубл. 1999.06.27]. По этому способу производят отмывку золотосодержащих шламов от солей, удаляют полученную в результате отмывки соляную воду, добавляют в шламы пресную воду и пропускают через образовавшуюся пульпу газообразный хлор, при этом хлорирование производят так, чтобы концентрация активного хлора в выщелачивающем растворе варьировала в пределах 0,3-2,0 г/л. После окончания процесса выщелачивания осуществляют извлечение золота сорбцией.

Недостатки способа - необходимость тщательной отмывки хлоридов и использование для извлечения золота элементарного хлора, сильно токсичного вещества.

Известен способ переработки глинисто-солевых шламов, производства хлоридных солей [Патент №2208058 РФ, МПК С 22 В 11/00, 7/00, опубл. 2003.07.10], заключающийся в отмывке шламов от хлоридов до остаточного содержания хлора в пределах 3-7%, сгущении, сушке, окусковании и последующей термообработке отмытого шлама при непрерывном нагревании до 1000-1150°С и содержании кислорода в газах термообработки в интервале 13-16% и выдержке при этой температуре до получения обработанного материала с содержанием хлора не более 0,3%. Газовую фазу термообработки перерабатывают охлаждением, конденсацией и абсорбционной промывкой с выделением конденсата твердых хлоридов и пульпы абсорбционной промывки с последующей сорбцией золота и серебра из пульпы.

Недостатки данного способа заключаются в следующем:

1. Высокие энергозатраты вследствие проведения процесса обжига при температуре 1000-1150°С.

2. При осуществлении процесса возгонки хлоридов золота и серебра в окислительных условиях содержащиеся в шламах платиноиды не возгоняются и остаются в огарке.

3. Улавливание возгонов золота и серебра сложно и неполно из-за их низкого содержания в газовой фазе.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ извлечения благородных металлов из концентратов, полученных из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства (патент №2235140, МПК С 22 В 11/00, опубл. 2004.08.27), включающий окислительный обжиг концентрата и кислотное выщелачивание огарка, причем перед обжигом концентрат шихтуют с пиритом и хлоридом натрия, в соотношении 1:(0,1-0,2):(0,1-0,2), окислительный обжиг приготовленной шихты проводят при температуре 450-600°С в течение 1-5 ч, а выщелачивание огарка ведут разбавленными соляной или серной кислотами с переводом металлов платиновой группы и золота в раствор.

Недостатком способа является недостаточно высокий процент извлечения благородных металлов из концентрата, высокие энергозатраты при проведении процесса.

Предлагаемым изобретением решается задача комплексного извлечения из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, например, коллективный концентрат, полученный из глинисто-солевых отходов (шламов) калийного производства, маркирующих глин и др., содержащихся в них благородных металлов с экономией энергозатрат.

Для достижения указанного технического результата в способе, включающем извлечение благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов, хлорирующий обжиг, выщелачивание огарка и сорбцию благородных металлов, хлорирующему обжигу подвергают минеральное сырье, содержащее 7-13% суммы хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов, и проводят при температуре 600-700°С, выщелачивание огарка ведут разбавленным раствором царской водки (HNO₃+HCl), а сорбцию благородных металлов из полученной пульпы, причем при содержании в обрабатываемом минеральном сырье хлоридов более 13%, проводят отмывку избытка хлоридов, сгущение пульпы и направление сгущенного продукта после сушки на хлорирующий обжиг.

Отличительными признаками предлагаемого способа от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что хлорирующему обжигу подвергают минеральное сырье, содержащее 7-13% суммы хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов, и проводят при температуре 600-700°С, выщелачивание огарка ведут разбавленным раствором царской водки (HNO₃ +HCl), а сорбцию благородных металлов из полученной пульпы, причем при содержании в обрабатываемом минеральном сырье хлоридов более 13%, проводят отмывку избытка хлоридов, сгущение пульпы и направление сгущенного продукта после сушки на хлорирующий обжиг.

Благодаря наличию этих признаков при использовании предлагаемого способа возможно комплексное извлечение металлов платиновой группы, золота и серебра из минерального сырья, представленного глинисто-солевыми отходами (шламами) калийного производства, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов. Повышается экономичность процесса за счет использования содержащегося в нем хлорирующего агента, сокращения числа операций (отказ от операции шихтования с хлорирующим агентом), по сравнению с прототипом.

Способ осуществляется следующим образом.

Для обжига и последующих операций используется концентрат, полученный при обогащении исходного минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов (глинисто-солевые отходы калийных предприятий), с остаточным содержанием солей К и Na не более 7-13% и влажностью не более 5%. Может использоваться и природный концентрат (маркирующие глины), предварительно измельченный, с содержанием солей Na не более 15% и остаточной влажностью не более 5%.

В результате обжига происходит окисление содержащихся в минеральном сырье органических соединений, вскрытие и хлорирование благородных металлов. Полученный огарок выщелачивают разбавленным раствором царской водки с извлечением в раствор растворимых солей благородных металлов, щелочных и щелочно-земельных металлов, алюминия, железа и других металлов, а затем проводят сорбцию благородных металлов из пульп, например, смолой АМ-2Б.

В табл.1 приведены данные по извлечению благородных металлов, полученному при прямом (без обжига) выщелачивании трех образцов шламов (исходная и два частично отмытых от хлоридов) 3,8-нормальным раствором царской водки при соотношении Т:Ж=1:4 и температуре 65-70°С в течение 4 ч, сорбции благородных металлов анионитом АМ-2Б и анализе смолы на содержание благородных металлов.

Таблица 1 Извлечение благородных металлов в товарный раствор
Содержание хлоридов*, %	Извлечение, г/т
	Pt	Pd	Au	Ag
50,9	<0,032	1,45	0,76	1,17
32,2	<0,026	0,34	0,26	0,42
5,6	<0,015	0,14	0,25	0,32
* Сумма хлоридов Na, К и Mg в исходной пробе.

Выщелачивание огарка проводят при соотношении Т:Ж=1:4. Больший расход выщелачивающего раствора нецелесообразен из-за низких концентраций благородных металлов в растворе выщелачивания, что осложняет их извлечение при переработке раствора. При снижении соотношения Т:Ж с целью повышения концентрации благородных металлов после охлаждения раствора из-за высокого содержания в нем солей (табл.2) происходит их кристаллизация, осложняющая процесс сорбции благородных металлов.

Низкая концентрация благородных металлов в растворе, полученном в результате выщелачивания огарка, плохая сгущаемость и фильтруемость пульпы определяют выбор оптимального способа ее дальнейшей переработки - сорбцию благородных металлов из пульпы.

Таблица 2 Концентрация основных металлов-примесей в растворах выщелачивания
Содержание хлоридов в шламах, %	tобж, °C	Концентрация в растворе, г/дм3
		Na	К	Mg	Ca	Al	Fe
12,8	500	3,16	4,96	5,0	5,62	2,3	6,6
	600	2,54	5,03	5,52	5,12	3,1	4,5
	700	2,2	6,61	4,25	5,12	3,8	2,23
	800	1,94	6,17	3,12	5,93	10,4	3,8
7.2	500	1,62	3,8	6,1	7,3	2,47	5,5
	600	1,85	3,59	5,9	7,0	3,5	6,35
	700	1,45	6,52	4,7	5,94	3,2	2,6
	800	1,28	5,14	3,7	5,9	3,0	2,3

В табл.3 приведены результаты извлечения благородных металлов, полученные после обжига шламов с содержанием хлоридов 7,2-12,8% в интервале температур 500-800°С с последующим выщелачиванием огарка и переработкой полученной пульпы в указанных выше условиях. При содержании в шламах 12,8% хлоридов максимальное и стабильное извлечение палладия (около 4,5 г/т, существенно выше, чем при выщелачивании необожженного материала), а также платины и золота получено после обжига при температурах 500-700°С, а при содержании 7,2% интервал оптимальных температур сужается до 600-700°С.

Таблица 3 Извлечение благородных металлов после обжига шламов
Содержание хлоридов*, %	t обж, °C	Извлечение, г/т.
		Pt	Pd	Au	Ag	Cu
12,8	500	0,20	4,64	0,08	5,56	1,26
	600	0,10	2,08	0,12	7,82	0,83
	700	0,16	4,40	0,08	5,75	0,96
	800	0,08	0,46	0,03	6,69	22,6
7.2	500	<0,004	0,3	<0,004	1,0	3,56
	600	0,58	5,86	0,04	1,51	2,00
	700	0,83	3,41	0,06	4,3	2,1
	800	0,28	0,51	0,29	7,80	1,61

Извлечение серебра в первом случае одинаково в интервале температур обжига 500-800°С, во втором - сильно зависит от температуры и максимально при 800°С.

По данным полученных анализов, при содержании хлоридов в шламах 12,8% в результате их обжига при 500-800°С только примерно 5,3-6,3% суммы хлоридов натрия и калия реагируют с содержащимися в шламах минералами, в результате чего образуются хлориды благородных металлов, а также магния, кальция, железа, алюминия и др. Остальные 5,7-6,7% переходят в раствор выщелачивания. Более высокое содержание хлоридов в перерабатываемом материале ведет к увеличению затрат на его обжиг и усложняет переработку огарка из-за выщелачивания избытка хлоридов.

Таким образом, оптимальная температура хлорирующего обжига равна 600-700°С при содержании в них хлоридов натрия, калия и магния 7-13%.

Техническая эффективность предлагаемого способа извлечения благородных металлов из минерального сырья (концентрата, полученного из глинисто-солевых отходов калийных производств или маркирующих глин), содержащего хлориды щелочных и щелочно-земельных элементов, заключается в том, что при его использовании возможно комплексное извлечение металлов платиновой группы, золота и серебра из указанного минерального сырья. Повышается экономичность процесса за счет использования содержащегося в нем хлорирующего агента, сокращения числа операций (отказ от операции шихтования с хлорирующим агентом), снижения температуры обжига по сравнению с прототипом, выщелачивания благородных металлов из огарка раствором разбавленной кислоты.