способ сорбционного извлечения благородных металлов

Формула изобретения

1. Способ извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, включающий обжиг, выщелачивание огарка, сорбцию благородных металлов из полученной пульпы с использованием синтетического сорбента, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы, и десорбцию благородных металлов, отличающийся тем, что выщелачивание огарка ведут раствором соляной кислоты, перед десорбцией проводят отмывку сорбента в 2 этапа, на первом этапе - жидкой фазой сбросной пульпы, на втором - водой, десорбцию благородных металлов ведут солянокислым раствором тиомочевины с последующим осаждением благородных металлов из тиомочевинного раствора десорбата раствором гидроксида аммония в коллективный концентрат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию ведут в каскаде из шести аппаратов с сетчатыми дренажами при фиксированном объеме загрузки сорбента в каждом аппарате.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию благородных металлов проводят при температуре 50-60°С раствором, содержащим 60-80 г/дм³ тиомочевины и 3-10 г/дм ³ соляной кислоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение благородных металлов проводят раствором гидроксида аммония при рН 8,7-8,8 и температуре 50-60°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения благородных металлов (палладий, платина, золото, серебро) из различных видов минерального сырья.

Известен способ сорбционного извлечения палладия из хлоридных растворов в присутствии больших количеств меди (более 100 г/дм ³) (Цветные металлы, 2004, № 3, с.30-33), включающий сорбцию палладия анионитом Россион-5 и десорбцию палладия концентрированной соляной кислотой. Недостатки способа - трудности выделения палладия из концентрированной соляной кислоты, большой расход реагентов.

Известен гидрометаллургический способ извлечения платиновых металлов из руд, концентратов и полупродуктов (Химическая технология, 2003, № 12, с.34-38, 48), включающий окислительный обжиг и хлорное выщелачивание рудного материала в жестких условиях (с высокой концентрацией выщелачивающего реагента) с извлечением в солянокислые растворы 98-99% платиновых металлов, их сорбцию анионитом сильноосновного типа и сжигание насыщенного анионита. К недостаткам этого способа относятся проведение сорбции из растворов (т.е. наличие в схеме операции фильтрации кислых растворов с крайне низким коэффициентом фильтрации) и высокие затраты на анионит, подвергаемый сжиганию на стадии получения концентрата платиновых металлов.

Известен способ извлечения золота из руд сорбцией по а.с. СССР № 1790619 (МПК С22В 11/08, опубл. 23.01.93. Бюл. № 3), включающий извлечение золота из руды цианированием и сорбцией пористым анионитом АМ-2Б с сильно- и слабоосновными функциональными группами, а десорбцию золота - подкисленным раствором тиомочевины.

Данный способ дает положительные результаты по извлечению благородных металлов из рудных пульп цианированием, но со следующими недостатками:

- высокие затраты реагентов на процесс регенерации насыщенного анионита из цианидных сред;

- многоступенчатость и высокая продолжительность по времени (200-300 часов) процесса регенерации анионита из-за необходимости перевода его вначале из щелочно-цианидной формы в хлоридно-тиомочевинную, а затем вновь в щелочно-цианидную.

Предлагаемым изобретением решается задача коллективного извлечения благородных металлов из солянокислых пульп с высокими показателями; сокращение времени регенерации сорбента в 12-13 раз; уменьшения расхода химических реагентов.

Для достижения указанного технического результата в способе сорбционного извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, включающем сорбцию благородных металлов из пульпы с использованием синтетического сорбента и последующую десорбцию, отмывку сорбента, которую проводят в 2 этапа, на первом этапе отмывку сорбента проводят жидкой фазой сбросной пульпы, на втором водой, а десорбцию благородных металлов проводят солянокислым раствором тиомочевины, затем проводят осаждение благородных металлов раствором гидроксида аммония из тиомочевинного раствора в коллективный концентрат, причем десорбцию благородных металлов проводят при температуре 50-60°C раствором, содержащим 60-80 г/дм³ тиомочевины и 3-10 г/дм³ соляной кислоты, осаждение благородных металлов проводят раствором гидроксида аммония при pH 8,7-8,8 и температуре 50-60°C, а процесс ведут с использованием сорбента, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы.

Благодаря наличию этих признаков получен способ, позволяющий проводить регенерацию выпускаемого в промышленности анионита (например, АМ-2Б) в сочетании с последующим технологически простым и эффективным способом получения коллективного концентрата благородных металлов из товарного регенерата.

Способ осуществляется следующим образом.

После обжига концентрата, выделенного из глинисто-солевых отходов калийного производства огарок выщелачивали разбавленным раствором соляной кислоты (100 г/дм³). Из полученной в результате выщелачивания пульпы, содержащей 60-70 г/дм³ НСl и 5-22 г/дм³ FeCl₃, в каскаде аппаратов с сетчатыми дренажами сорбировали благородные металлы. Использовали применяемый в промышленном масштабе для сорбции золота анионит АМ-2Б (адсорбент), содержащий 17% четвертичных и 83% третичных аминогрупп. Сорбцию осуществляли в следующих условиях: объем пульпы в одном аппарате ~100 дм³, загрузка сорбента 0,5 дм³, продолжительность сорбции 1,5-2 часа на каждой из 6-и стадий. Далее следует стадия отмывки сорбента. При отмывке водой возможна частичная десорбция благородных металлов с сорбента и, следовательно, потери благородных металлов с промывной водой. С целью исключения возможной десорбции благородных металлов из насыщенного сорбента при непосредственной отмывке водой после окончания сорбции были предприняты следующие меры. Насыщенный сорбент отмывали от шламов жидкой фазой сбросной пульпы, затем водой и регенерировали в течение 15-24 часов солянокислым раствором тиомочевины. Из товарного регенерата в течение 2-х часов осаждали коллективный концентрат благородных металлов.

Пример 1. Проведены опыты по определению влияния водной отмывки на содержание благородных металлов в коллективном концентрате (табл.1).

Таблица 1
Влияние водной отмывки насыщенного анионита на содержание благородных металлов в коллективном концентрате после отмывки жидкой фазой сбросной пульпы
№ п/п	Расход воды, дм3/дм3	Содержание в к-те, г/т	Извлечение в промводу, %
Pd	Au	Pt	Ag		Fe	Al
1	0	216	8,3	4,2	29,5	258	-	-
3,0	3740	96,5	50,0	413	4300	80,1	80,0
6,0	3800	103	53,0	420	4370	94,1	82,0
2	0	421	15,1	5,0	271	712	-	-
2,1	16300	800	127	5200	22400	85,0	93,0
3	0	373	86,0	44	441	944	-	-
3,0	1370	175	141	147	1830	91,3	91,0

Из приведенных в таблице 1 данных следует, что проведение отмывки насыщенного сорбента водой вторым этапом после отмывки жидкой фазой сбросной пульпы позволяет удалить из него более 80% железа и алюминия (в среднем по 10 опытам - 84% железа), благодаря этому содержание благородных металлов в коллективном концентрате резко увеличивается.

Пример 2. Проведены опыты по определнию влияния концентрации тиомочевины на извлечение благородных металлов в десорбат (табл.2).

Таблица 2
Влияние концентрации тиомочевины на извлечение благородных металлов в десорбат. Температура - 40°C
Концентрация, г/дм3	Извлечение, %
Pd	Au	Pt
80	92	100	70
60	84	98	65
30	79	93	-
8	43	-	60

Проверка показала, что десорбция палладия очень сильно зависит от концентрации тиомочевины в десорбате (табл.2).

Пример 3. Проведены опыты по оценке влияния температуры на интенсивность десорбции благородных металлов (табл.3).

Таблица 3
Влияние температуры десорбции на извлечение благородных металлов. Концентрация тиомочевины - 80 г/дм3
Температура, °C	Степень десорбции, 5, при * расходе раствора 10 об./об. анионита
Pd	Au	Pt
20	80	-	-
40	92	100	70
50	100	-	-
60	100	-	-
* Десять (10) объемов раствора на один (1) объем анионита

Из данных, приведенных в таблице, следует, что для извлечения палладия оптимальный диапазон температур составляет 50-60°C. Для извлечения золота и платины оптимальной является температура 40°C при небольшом снижении выхода палладия.

Пример 4. Проведены опыты по оценке влияния pH на процесс осаждения палладия, золота и платины, применяя в качестве осадителя гидроксид аммония (табл.4).

Таблица 4
Влияние pH на осаждение благородных металлов гидроксидом аммония
pH	Извлечение в коллективный концентрат, %
Pd	Au	Pt	Ag
6,0	57,9	не опр.	не опр.	14,4
7,6	75,1	не опр.	не опр.	37,2
8,6	98,9	99,5	91,2	58,1
8,7	99,6	не опр.	не опр.	88,8
8,7	99,6	99,3	99,0	88,8
8,7	99,3	97,1	94,2	7,5
8,7	96,4	91,6	не опр.	39,0
8,8	98,8	99,7	71,3	28,3
8,9	96,8	100	53,5	81,9
9,1	95,9	98,8	63,8	не опр.
9,4	88,0	не опр.	не опр.	не опр.

Из данных, приведенных в таблице, следует, что для процесса осаждения палладия, золота и платины оптимальна величина pH, равная 8,7-8,9.

Техническая эффективность предлагаемого способа извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных элементов, заключается в том, что его использование:

- обеспечивает коллективное извлечение благородных металлов из солянокислых пульп с высокими показателями;

- позволяет сократить по сравнению с известными решениями время регенерации сорбента в 12-13 раз;

- уменьшает расход химических реагентов;

- создает благоприятные условия для последующей переработки коллективных концентратов до индивидуальных металлов (солей).