贵金属的相互分离(一)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:619

    矿产资源富集提取出的贵属精矿中,含有全部贵金属,首先必须将它们相互粗分离,再进行金属精炼,产出纯金属。由于贵金属的物理化学性质相似,导致分离过程中总是你中有我,我中有你,深度分离很困难,分离和精炼流程较复杂。目前主要有选择性沉淀和溶剂萃取两类方法。但分离之前,贵金属精矿必须进行溶解。
    (一)贵金属溶解技术
    贵金属二次资源的再生回收,分离贵金属的溶剂萃取技术及各个贵金属的精炼都在溶液中进行,而贵金属、特别是副族金属是化学惰性元素,其有效溶解一直是贵金属冶金中的难题。冶金中使用的主要方法有过氧化钠熔融法、热还原法、锍熔铝热还原法等。
    1.过氧化钠熔融法
    该法适于处理以副铂族金属为主的高品位精矿,如含(%):Pt 28.74, Pd 33.43,Rh 3.57, Ru 2.98, Ir 1.36, Au 5.55,Ag 7.70。7个贵金属合计83.33%,其余主要是SiO2和少量贱金属。
    工艺过程首先用HC1/C12在95℃下浸出精矿5-10h,溶解大部分铂金,以铂为例,浸出反应为:
                              Pt+2HC1+2Cl2====H2PtCl6
    滤渣与二倍Na2O2在550℃下熔融1-2h,熔块冷却后水浸,向溶液中加入甲酸使溶解的酸钠重新还原为钌,过滤出不含贵金属的碱性溶液后,残渣用第一次的浸出液补加盐酸后进行第二次氯气浸出。各段浸出指标及物料成分如表1。

表1  各段浸出指标及物料成分表

项目

Pt

Pd

Au

Rh

Ir

Ru

Ag

第一段HCl/Cl2浸出率/%

98

98

90

39.2

43.7

25.4

 

第一段浸出渣成分/%

2.44

3.02

2.1

9.13

3.53

8.8

 

一段加二段总浸出率/%

>99.9

>99.9

>99.9

97.2

97.9

98.1

 

最终贵金属溶液浓度/g/t

25.6

31

4

2.78

1.21

2.42

3.97

最终不溶渣成分/%

<0.2

<0.02

<0.02

1

0.35

0.56

 

[next]

    最终不溶渣返回碱熔。该方法的缺点是,二氧化硅碱熔水浸时形成硅胶有时影响过滤。
    2.铝热还原合金化熔炼一浸出
    过程分为3段,即:①贵金属精矿与金属铝和铁高温熔炼,使精矿中的贵金属与铝、铁合金化;②用酸溶解铝、铁等贱金属,使贵金属从合金固溶体中脱落为高分散活性的金属粉末状态;③最后用HCl/Cl2溶解获得高浓度贵金属溶液。针对不同品位及成分的精矿用不同的熔炼方法和操作条件。
    (1)高品位贵金属精矿的溶解如传统工艺中的贵经硝酸溶解铅后产出的、以副铂族金属为主的精矿,典型成分为(%):Pt 5.5、Pd 3.8、Au 0.8、Rh 9.8、Ru 17.1,Ir 2.9, Os 1.9, Ag 1.4,贵金属合计)40%,此外还含Cu, Fe, Ni, Pb,合计约35%。该精矿用王水直接溶解、高温氢还原后王水溶解、铝热熔炼后王水溶解等方法处理时,贵金属的溶解效率不高。但经铝熔活化处理后,全部贵金属溶解率都很高。工艺过程为:精矿与等质量的铝在1000℃以上、惰性气氛中直接熔炼为铝合金,铝合金用4mol几盐酸溶解脱除贱金属,最后用强酸氧化溶解贵金属。各种不同方法溶解贵金属的效率比较如表2。

表2  各种不同方法溶解贵金属的效率比较

项目

Pt

Pd

Au

Ru

Rh

Ir

Os

王水90℃直接溶解5h

89.3

76.2

92.9

2

8.5

2.5

2

HCl/Cl280℃溶解5h

86.3

74.5

90.2

2.5

7.6

2

2.1

900℃氢还原1h,王水90℃溶解5h

96.3

97.4

98.5

4.5

14.6

8.3

5

铝熔-浸贱金属-王水90℃溶解2h

99.5

99.2

99.6

98

98.5

98.3

97.6

铝熔浸贱金属-HCl/Cl280℃溶解1h

99.1

99.8

99.8

97.1

98.9

97.4

98.6

    (2)中等品位贵金属精矿的溶解如高锍加压浸出产出的粗精矿,含贵金属和贱金属各约30%,直接用铝热熔炼为合金,酸溶贱金属后用2mol/L HCl/Cl2浸出贵金属,浸出率(%)分别为Pt 99.6、Pd 99.4、Rh87.8、Ru 96.9、Ir 97。[next]
    (3)低品位贵金属精矿的溶解该法用于处理含贵金属<20%的粗精矿,精矿中还含FeO约14%、SiO2约16%及其他贱金属。首先将精矿和炭粉、石灰混合制粒,800℃还原焙烧,焙砂和铁屑在电炉中1600℃熔炼为铁合金,分离炉渣后按铝:贵金属=0.4:1向熔体中加入铝屑产出铝铁合金。产出的炉渣量大,夹带的贵金属量可达2%-3%。合金中贱金属含量达90%,须消耗大量盐酸溶解贱金属,但产出的贵金属精矿用HCl/Cl2溶解的效率仍然很高。
    各种方法处理低品位的富钉残渣时,3个金属的溶解情况如表3。
标签: 贵金属
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