Платина

Московський Інститут Стали і Сплавов.

(Технологічний Университет).

Кафедра металургії рідкісних металів і порошкової металлургии.

РЕФЕРАТ на задану тему «Платина».

[pic].

Студента групи КЦД-94.

КОЛОМИЙЦА К.В.

Преподaватель.

Ракова Н.Н.

Москва 1995 год.

Про Р Л, А У Л Є М І Е.

. Виробництво й застосування їх платини. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 01 .

Історична довідка. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 01 .

Виробництво і споживання. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 02. Основні властивості платини. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 03 .

Становище в періодичної системі елементів. .. .. .. .. .. ... 03 .

Фізичні властивості. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 05 .

Хімічні властивості. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 05. Поведінка платини в збагачувальних операціях. .. .. .. .. .. .. .. ... 06 .

Форми перебування платини в рудах. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 06 .

Одержання платинових металів з розсипів. .. .. .. .. .. .. ... 08 .

Вилучення платини при збагаченні сульфідних платинусодержащих руд. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 08. Поведінка платини при металургійної переробці сульфідних платинусодержащих руд і концентратів. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 09 .

Основні технологічні операції переробки медно-никелевых концентратів. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 09 .

Фізико-хімічні основи поведінки платини при переробці сульфидного сировини. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 11 .

Пирометаллургические процеси. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 11 .

Агломерація. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 12 .

Электроплавка. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 12 .

Конвертування. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 12 .

Випал. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 13 .

Восстановительная электроплавка. .. .. .. .. .. .. .. 13 .

Зважена плавка. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 13 .

Гидрометаллургические процеси. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 13. Переробка платинусодержащих шламів. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 14. Аффинаж. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 18 .

Сировину щоб одержати платинових металів. .. .. .. .. .. .. .. .. 19 .

Переробка шлиховой платини. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 19 .

Переробка вторинного платинусодержащего сировини. .. .. .. .. .. 20. Додаток № 1. ГОСТ. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ... 23. Додаток № 2. Словник термінів. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 27.

Виробництво й застосування їх платины.

Історична справка.

«Біле золото», «гниле золото»… Під цими назвами платина фігурує у літературі XVIII в. Цей метал відомий давно, його білі важкі зерна знаходили при видобутку золота. Через високої тугоплавкости він виявився на що не придатним і тільки утрудняв очищення золота. Назва «платина» виникло внаслідок подібності цього металу з сріблом, назва якого іспанською мовою «plata», що означає «серебришко», «погане срібло». Аж по XVIII в. цей найцінніший метал разом із порожній породою викидали в відвал, але в Уралі й у Сибіру зерна самородної платини використали як дріб при стрельбе.

У Європі платину стали вивчати з середини XVIII в., коли іспанський математик Антоніо де Ульоа привіз зразки цього металу з золотоносних родовищ Перу. Були дослідження, були суперечки — просте чи речовина платина чи «суміш двох відомих металів — золота і заліза». Докладне вивчення платини в 1752 р. провів шведський хімік Хенрик Шеффер, який довів, що вона не сумішшю, а новим хімічним элементом.

У 1773−1774 рр. М. де-Лиль отримав ковкую форму платини. У 1783 р. Шабано запонтетовал процес одержання куванням платини. Від другої половини XVIII в. платиною, її властивостями, методами переробки нафти та використання стали цікавитися багато химики-аналитики і технологи, в тому однині і вчені Петербургській академії наук. Найважливіші роботи у цій галузі у першій половині в XIX ст. — це створення методів отримання куванням платины.

Всесвітню популярність здобули праці російського вченого й суспільного діяча А. А. Мусина-Пушкина (1760−1805). Ще 1797 р. от воно відкрило нові засоби одержання амальгами платини, та був розробив скоєні методи її кування і очищення від заліза. Роботи Мусина-Пушкина було продовжено Архиповым, Варвинским, Любарським, Соболевськ і др.

У 1826 р. видатний інженер П. Р. Соболевський разом із У. У. Любарським розробив простий та надійний спосіб отримання куванням платини. Самородную платину розчиняли царському горілці, та якщо з цього розчину, додаючи NH4Cl, брали в облогу хлороплатинат амонію (NH4)2[PtCl]. Цей осад промивали, та був прокаливали надворі. Отриманий спечений порошок (губку) пресували в холодному стані, та був пресовані брикети прокаливали і кували. Такий спосіб дозволяв робити з уральської платини вироби високої якості. Отже, Соболевський заклав підвалини порошкової металлургии.

21 березня 1827 р. в конференц-залі Петербурзького гірського кадетського корпусу на багатолюдному урочистому зборах Вченого комітету з питань гірничої та соляної частини було показані виготовлені новим методом перші вироби з російської платини. Відкриття П. Р. Соболевського і У. У. Любарского одержало світову популярність. У 1828 р. Соболевський описав свій спосіб отримання куванням платини в Петербурзькому «Гірському журналі» під назвою: «Про очищення та їх обробки сирої платины».

Завдяки підприємливості міністра фінансів Є. Ф. Канкрина з 1828 р. в Росії стали випускати платинові монети вартістю 3, 6 та дванадцяти рублів; цього було витрачено близько 14.5 т платины.

У 1913 р. під керівництвом М. М. Барабошкина з урахуванням дослідницьких робіт, проведених у лабораторії Петербурзького гірського інституту, м. Єкатеринбурзі почали будівництво аффинажного заводу на переробку видобутої шлиховой платини. У 1916 р. почали друкувати лише губчату платину і лише у 1923 р. стали виділяти супутники платины.

Виробництво і потребление.

Таблиця 1. Виробництво платини, кг.

|Страна |1960 р. |1965 р. |1970 р. |1975 р. |1980 р. |1985 р. | |ПАР |8900 |16 600 |33 200 |57 600 |68 400 |71 000 | |Канада |6500 |6300 |6200 |5400 |5400 |4700 | |США |318 |354 |250 |200 |220 |250 |.

Найважливіші області застосування платини — хімічна промисловість та нафтопереробна промисловість. Як каталізаторів різних реакцій використовується близько половини використаної усією платини. У хімічної промисловості платину використав процесі виробництва азотної кислоти (по оцінним дані це ще щорічно йде 10−20% світового споживання платины).

У нафтопереробної промисловості з допомогою платинових каталізаторів на установках каталітичного риформінгу отримують високооктанового бензину, ароматні вуглеводні і технічний водень з бензинових і лигроиновых фракцій нефти.

Таблиця 2. Споживання платини за галузями в кількісному і відсотковому соотношениях.

|Платина |196| |196| |1970| |1975| |1980 | | | |0 | |5 | |р. | |р. | |р. | | | |р. | |р. | | | | | | | | |Усього: |10 | |13 | |14 | |21 | |34 | | | |007| |484| |558 | |065 | |800 | | |До того ж по | | | | | | | | | | | |галузям: | | | | | | | | | | | |Автомобільна |- |- |- |- |- |- |8491|40%|15 |44%| | | | | | | | | | |200 | | |Хімічна |221|22%|409|30%|4378|30%|4629|22%|5600 |16%| | |6 | |3 | | | | | | | | |Нафтопереробна |110|12%|252|19%|5595|38%|3359|16%|5500 |16%| | |9 | |6 | | | | | | | | |Електротехнічна |332|33%|332|25%|2562|18%|2290|11%|3800 |11%| | |5 | |2 | | | | | | | | |Стекольная |184|18%|161|12%|1071|7% |1052|5% |2400 |7% | | |7 | |7 | | | | | | | | |Медична |494|5% |825|6% |217 |2% |532 |3% |1100 |3% | |Ювелірна |101|10%|110|8% |735 |5% |712 |3% |1200 |3% | | |6 | |1 | | | | | | | |.

У автомобільну промисловість платину також використовують каталітичні властивості цього металу — для дожигания і знешкодження вихлопних газів, з метою оснащення автомобілів спеціальними пристроями для очищення вихлопних газів шкідливих примесей.

Стабільність електричних, термоелектричних і механічних властивостей плюс найвища коррозионная і термічна стійкість зробили цей метал незамінним для сучасної електротехніки, автоматики і телемеханіки, радіотехніки, точного приборостроения.

Незначна частка платини іде у медичну промисловість. З платини і його сплавів виготовляють хірургічні інструменти, які, не окисляючи, стерилізуються у полум'ї спиртової пальники. Деякі сполуки платини використовують проти різних пухлин. За структурою більшість із цих речовин — це неэлектролиты, цис-изомеры, похідні двухвалентной платини. Найефективнішим з'єднанням вважається цис-дихлородиаминоплатина (II) [Pt (NH3)2Cl2]. Це активне в хімічному співвідношенні речовина, в якому іони Cl- частково заміщуються молекулами води із заснуванням іона [Pt (NH3)2(H2O)2]2+. Процес іонізації дихлородиаминоплатины йде головним чином у клітинах, де концентрація хлоридів нижче, ніж у сироватці крові. Продукт гідролізу [Pt (NH3)2Cl2] реагує з азотистими підставами ДНК як бифункциональный агент, викликаючи освіту поперечних перетинів поміж нитками ДНК. Це є основною причиною порушення ділення клітин і загибелі пухлинних клітин. Додатковим механізмом протипухлинного дії дихлородиаминоплатины є активація імунітету организма.

Таблиця 3. Для підприємств платину, дол. за 1 тр. унцию.

|1960г.|1965г.|1970г.|1975г.|1980г. |1985г.|нояб. |нояб. | | | | | | | |1994 |1995 | |83,5 |98 |132,5 |170 |420 |480 |407−416 |406−407 |.

Зростання попиту платину у світі є запорукою високі ціни. По оцінним даним найбільшою у світі компанії по маркетингу металів платинової групи Johnson Matthey (JM) попит товару виріс у 1994 року на майже 7% і становив рівня 4.32 млн тройських унцій. У цьому з 1993 року скорочується споживання платини у промисловості. Однак зростання замовлень ювелірів і автомобілебудівників перекриває це скорочення. Споживання платини в ювелірному виробництві становить 50 т. Другий чинник підвищення цей метал — зростання використання в автокатализаторах. Натомість ринок платини має завдячувати Партії зелених, оскільки запровадження більш суворих заходів для обмеження шкідливих викидів у повітря призвело до з того що майже всі нові автомобілі оснащуються автокатализаторами.

Таблиця 4. Споживання платини у світі 1993 р. (за інформацією Johnson Matthey), %.

| |Нафтопереробка |12% | | |Ювелірна промисловість |30% | | |Інвестиції |8% | | |Виробництво скла |3% | | |Електротехніка |4% | | |Хімічна промисловість |5% | | |Автокатализаторы |35% | | |Інші |3% |.

Основні властивості платины.

Становище в періодичної системі элементов.

Паладій — символ Pt (латів. Platinum), хімічний елемент 6-го перехідного періоду періодичної системи. Він характерно заповнення 5dелектронних орбиталей за наявності однієї чи двох s-электронов більш високих 6sелектронних орбиталях.

Таблиця 5. Характеристика атомів платины.

|Характеристика |Паладій | |Порядковий номер |78 | |Конфігурація зовнішніх електронних оболонок |5d96s1 | |Кількість неспаренных електронів |2 | |Атомна маса |195.09 | |Атомний обсяг, см3 |9.10 | |Ефективний атомний радіус, нм |Pt4+=0.064 | |Потенціали іонізації, У |9.0; 18.56; (23.6) | |Можливі ступеня окислення |0, II, III, IV, VI | |Характерні ступеня окислення |II, IV |.

Будучи елементом затяжного перехідного періоду, платина характеризується різними ступенями окислення. У багатьох своїх сполук платина виявляє ступеня окислення +2 і +4. Як в, і у іншому стані, завдяки високим зарядам, невеликим іонним радіусів і наявності незаповнених dорбиталей, вона становить собою типовий комплексообразователь. Так було в розчинах усі його сполуки, включаючи прості (галогениды, сульфати, нітрати), перетворюються на комплексні, що у комплексообразовании беруть участь іони сполук, присутніх в розчині, і навіть вода. Тому гидрометаллургия платини полягає в використанні її комплексних соединений.

Фізичні свойства.

Паладій дуже тугоплавкий і труднолетучий метал, кристалізується в гранецентрированные кубічні (р. ц. до.) грати. При вплив на розчини солей восстановителями метал можна отримати як «черні», яка має високої дисперсностью.

Платина в гарячому стані добре прокочується і зварюється. Характерним властивістю є здатність абсорбувати лежить на поверхні деякі гази, особливо водень і кисень. Прихильність до абсорбції значно зростає в металу, що у тонкодисперсном і колоїдному стані. Платина (особливо платинова чернь) дуже поглинає кисень: 100 обсягів кисню однією обсяг платинової черні. Вследствии здатність до абсорбції газів платину застосовують у ролі каталізаторів при реакціях гідрогенізації і окислення. Каталитическая активність збільшується під час використання черни.

Таблиця 6. Фізичні свойства.

|Характеристика |Pt | |Щільність при 20 °З, р/дм3 |21.45 | |Колір |Сірувато-білий, блискучий| |Радіус атома, нм |0.138 | |Температура плавлення, °З |1769 | |Температура кипіння, °З |4590 | |Параметри кристалічною грати | | |при 20 °З, нм |а=0.392 | |Питома теплоємність, Дж/(моль/К) |25.9 | |Теплопровідність при 25 °З, Вт/(м· К)|74.1 | |Питома электросопротивление при 0 | | |°З, мкОм· см |9.85 | |Твердість по Бринеллю, МПа |390−420 | |Модуль пружності, ГПа |173 |.

Хімічні свойства.

Платина елемент VIII групи може виявляти кілька валентностей: 0, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ і побачили 8-го+. Але, коли йдеться про елемент № 78 майже як і валентність, важлива інша характеристика — координаційне число. Воно означає, скільки атомів (чи груп атомів), лигандов, може розміститися навколо центрального атома в молекулі комплексного сполуки. Для ступеня окислення 2+ і 4+ координаційне число одно відповідно чотирьом чи шести.

Комплекси двухвалентной платини мають площинне будова, а четырехвалентной — октаэдрическое.

При звичайній температурі платина не взаємодіє зі мінеральними і органічними кислотами. Сірчана кислота при нагріванні повільно розчиняє платину. Повністю платина розчиняється царському водке:

3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O. (1).

При розчиненні виходить гексахлороплатиновая, чи платинохлористоводородная, кислота H2[PtCl6], яка за выпаривании розчину виділяється як красно-бурых кристалів складу H2[PtCl6]•H2O. При підвищених температурах платина взаємодіє зі їдкими лугами, фосфором і углеродом.

З киснем платина утворює оксиди (II), (III) і (IV): PtO, Pt203 і PtO2. Оксид PtO виходить при нагріванні порошку платини до 430 °З в атмосфері кисню при тиску 0.8 МПа. Оксид Pt2O3 можна було одержати при окислюванні порошку металевої платини розплавленим пероксидом натрію. Оксид PtO2 — порошок чорного кольору — виходить під час кипіння гидроксида платини (II) зі щелочью:

2Pt (OH)2=PtO2+Pt+2H2O. (2).

Гидроксид платини (IV) можна отримати роботу обережним приливанием луги до розчину хлороплатината калия:

K2[PtCl6]+4KOH=Pt (OH)4+6KCl. (3).

Сірчисте з'єднання PtS — порошок коричневого кольору, не розчинну в кислотах і царською горілці; PtS2 — чорний осад, отримуваний з розчинів дією сірководню, розчинну царському водке.

Хлориди натрію часто використав гидрометаллургии і аналітичної практиці. При 360 °З впливом хлору товару можна було одержати тетрахлорид PtCl4, який за температурі вище 370 °З перетворюється на трихлорид PtCl3, а при 435 °З розпадається на хлор і металеву платину; PtCl2 розчиняється в слабкої соляної кислоті із заснуванням платинистохлористоводородной кислоти H2[PtCl4], при дії яку солей металів виходять хлороплатиниты Me2[PtCl4] (де Me — K, Na, NH4 і т.д.).

Тетрахлорид платини PtCl4 при вплив соляної кислоти утворює платинохлористоводородную кислоту H2[PtCl6]. Солі її - хлороплатинаты Me2[PtCl6]. Практичний інтерес представляє хлороплатинат амонію (NH4)2[PtCl]6 — кристали жовтого кольору, малорастворимые у питній воді, спирті і концентрованих розчинах хлористого амонію. Тому, за аффинаже платину відділяють від інших платинових металів, осаджуючи як (NH4)2[PtCl6].

У водних розчинах сульфати легко гидролизуются, продукти гідролізу в значному інтервалі pH перебувають у колоїдному стані. У присутності хлорид-ионов сульфати платини переходить до хлороплатинаты.

Поведінка платини в збагачувальних операциях.

Форми перебування платини в рудах.

Форми перебування платини в рудах визначають її поведінка батьків у наступних процесах збагачення. Тому і вивчення має значення для вибору технологічної схеми переробки платинусодержащих руд і концентратов.

Підрахунки змісту платини в земної корі було виконано Кларком і Вашингтоном, а пізніше І. і У. Ноддак. Перші приймали до уваги лише ту платину, яка зараз переживає розсипах і корінних ультраосновных породах, а другі враховували також платину, розташовану за розсіяному стані. Іноді користуються даними за поширеністю платини, які приводилися Гольдшмидтом. Узагальнення низки досліджень з урахуванням численних визначень дано А. П. Виноградовым.

Таблиця 7. Зміст платини в земної корі, %.

|По Кларку і |По І. і У. |По |По А. П. | |Вашингтону |Ноддак |Гольдшмидту |Виноградову | |1.2· 10−8 |5· 10−6 |1· 10−8 |5· 10−7 |.

Платину здобувають у «первинних» і «вторинних» родовищах. До перших ставляться відкриті 1908 р. канадські медноникелевые магнітні колчеданы в окрузі Садбери, родовища Норильська і південноафриканські медноникелевые колчеданы в Трансваалі; тут платина є у вигляді сульфидов. Побічні родовища зобов’язані своєю появою вивітрюванню первинних родовищ і наступному смыванию вивітрених порід, причому платинові метали, які мають велику щільність, осідали у певних місцях. Побічні родовища перебувають у Колумбії. Але вони втратили своє значення в 20-х роках уже минулого століття, коли західних і східних схилах Уральського хребта знайшли великі поклади платинових руд. У уральських родовищах мінерали платинових металів генетично пов’язані з глибинними ультраосновными породами, переважно, з дунитами.

Таблиця 8. Середній склад уральської россыпной і корінної платини, %.

|Тип родовища |Pt | |Россыпная |77.5 | |Докорінна |76.7 | |Середній склад аффинируемой платини |78.4 |.

У канадських родовищах платина зустрічають у вигляді сперилита PtAs2, куперита PtS та деяких менших більш рідкісних мінералів. Однак велика частина платинових металів перебуває у сульфидах як твердого розчину. Зміст платини в рудах сягає 1.5−2.0 р на 1 т руды.

Приблизно той самий мінералогічний склад мають південноафриканські руди, ще тут знайдено самородна платина і ферроплатина.

Кожному типу руд та його мінеральним різновидам властиві свої особливості платинової мінералізації, зумовлені різної обогащенностью платиновими металами, різним співвідношенням платини, паладію, іридію, родію, рутенію і осмію, і навіть відмінностями форм перебування металлов.

Розмаїття типів руд і розбіжності форм перебування платинових металів в медно-никелевых рудах є серйозні труднощі з повнотою вилучення платинових металів в готові концентрати, направлені на металургійну переработку.

Одержання платинових металів з россыпей.

Розсипи платинових металів, освічені внаслідок руйнації корінних порід, відомі в багатьох країнах, але промислові запаси в основному зосереджено Колумбії, Африці, Бразилії, і др.

Процес вилучення платинових металів з розсипів зводиться до двох групам операцій: видобутку пісків та його збагаченню гравітаційними методами. Піски можна добувати підземними і відкритими способами; зазвичай, застосовують відкриті гірничі роботи, що їх удвічі етапу: вскрыша порожній породи і видобуток платинусодержащих пісків. Здобич пісків зазвичай поєднують з їх гравітаційним збагаченням щодо одного агрегаті, наприклад, драге.

Добута гірська маса з дражных черпаків вступає у промывочную бочку, відбувається дезінтеграція і грохочение. Процес дезінтеграції гірської маси бочці відбувається з допомогою механічного розділення бізнесу і розмиву її водою при перекатывании породи всередині бочки і зрошенні напірної струменем води. Порода у своїй поділяється на два продукту: верхній (галька, великі каміння, неразмытые каміння глини) зовсім позбавлений платини і летить в відвал; нижній надходить послідовно на шлюзи, отсадочные машини та концентраційні столи. Через війну збагачення виходить шлиховая платина, яка містить до 70−90% платинових металів. Її направляють на аффинаж.

Вилучення платини при збагаченні сульфідних платинусодержащих руд.

Технологічні схеми вилучення платинових металів при збагаченні вкраплених руд визначаються формами перебування цих металів у цьому родовищі. Якщо платинові метали представлені самородної платиною і ферроплатиной, то технологічну схему збагачення входить операція з отриманню гравітаційного концентрату, що містить підвищені концентрації платинових металів. Якщо рудах платинові метали, зокрема платина, перебувають у вигляді магнітної ферроплатины, то зазвичай застосовують магнітну сепарацію із наступною переробкою багатого продукту або у окремому циклі, або що з никелевым концентратом в пирометаллургическом процесі. Першу схему застосовують, наприклад, для збагачення платинусодержащих руд Південної Африки.

Технологічний процес гравитационно-флотационного збагачення південноафриканських руд включає роздрібнення вихідної руди з наступним тонким подрібненням їх у стадії в кульових млинах, що працюють у замкнутому циклі з гидроциклонами.

Вільні зерна самородної платини відокремлюють в циклі подрібнення на шлюзи з кордероевым покриттям. Отримані концентрати піддають перечистке на концентраційних столах із отриманням гравітаційного концентрату, що містить 30−35% Pt, 4−6% Pd і 0.5% інших металів платинової группы.

Пульпу після виділення гравітаційного концентрату згущують і скеровують на флотацию. Кінцевим продуктом флотації є концентрат, у якому: 3.5−4.0% Ni, 2.0−2.3% Cu, 15.0% Fe, 8.5−10.0% P. S; сума платинових металів 110−150 г/т. Цей концентрат вступає у металургійну переробку. Вилучення платинових металів в циклі збагачення сягає 82−85%.

Бідна вкрапленная руда родовища Садбери піддається дробленню, подрібнюванню із наступною флотацией і магнітної сепарацией. Через війну виходить нікелевий концентрат, у якому платинові метали, мідний концентрат, до складу якої входять золото і срібло, і пирротиновый концентрат, який має шляхетних металлов.

При збагаченні вкраплених руд вітчизняних родовищ виходять два концентрату: мідний і нікелевий. Значних втрат металлов-спутников з хвостами збагачення пояснюються тим, що вони асоційовані з пирротином, які йдуть у отвал.

Поведінка платини при металургійної переробці сульфідних платинусодержащих руд і концентратов.

Основні технологічні операції переробки медно-никелевых концентратов.

При збагаченні сульфідних медно-никелевых руд виходять мідний і нікелевий концентрати, перерабатываемые по складної технологічної схемою (рис. 1).

Нікелевий концентрат після агломерації чи обливання виплавляють в электротермических (рідше отражательных) печах із отриманням штейну і шлаку. Шлак що на деяких заводах після грануляції і подрібнення піддають флотації для вилучення зважених частинок штейну, містять платинові метали. Штейн, який концентрує основну масу платинових металів, проходить операцію конвертування на.

Руда.

Отвальные хвосты.

Обогащение.

Мідний концентрат Нікелевий концентрат.

Газы.

Випал виробництва Окатывание чи агломерация.

H2SO4.

Відбивна Гази плавка.

Пиловловлювання Отвальный Штейн шлак.

Гази Пыль.

Конвертування Агломерат чи окатыши.

Чорнова Электроплавка медь.

Штейн.

Шлак.

Вогняне рафинирование.

Шлак Конвертирование.

Флотация.

Файнштейн.

Хвосты.

в отвал.

Аноди Мідний Разделение.

Концентрат концентрат.

Электрорафинирование міді Нікелевий концентрат.

Пыль.

Електроліт Катоды.

Магнітна Випал Гази фракция.

Пыль.

Закис никеля.

Шлам.

Пылеулавливание.

Восстановительная плавка.

Газы.

Аноды.

Електроліт Электрорафинирование.

Катодний на очищення нікелю никель.

Шлам.

Обогащение.

Платинові концентрати на аффинаж Рис. 1. Технологічна схема переробки сульфідних медно-никелевых руд.

обеднительную электроплавку, і файнштейна, який повільно охолоджується, дробиться, подрібнюється і флотируется із отриманням мідного концентрату, перероблюваної в мідному виробництві, і нікелевого, спрямовуваного на випал в печах киплячого слоя.

При охолодженні файнштейна компоненти перетерплюють кристалізацію в наступній послідовності: первинні кристали сульфіду міді (подвійна эвтектика, що складається з сульфидов міді нікелю, (потрійна эвтектика, що складається з сульфидов міді, нікелю і мідно-нікелевого металевого сплаву. Металевий сплав, вихід якого в різних заводах становить 8−15%, коллектирует до 95% платинових металів, які у файнштейне. Тому на згадуваній деяких заводах металеву фазу виділяють магнітної сепарацией і скеровують на восстановительную плавку із отриманням анодов.

Отриману після випалу нікелевого концентрату закис піддають відновлювальної плавленні на аноди в дугових електропечах. Аноди піддають электрорафинированию; выпадающий на аноді шлам концентрує основну масу платинових металлов.

Платинові метали, перебувають у мідному концентраті, після випалу, отражательной плавки, конвертування і вогневого рафінування концентруються в мідних анодах, після электрорафинирования переходить до мідний шлам. Мідний і нікелевий шлами збагачують із отриманням концентратів, містять до 60% платинових металів. Ці концентрати направляють на аффинаж.

Останніми роками на переробку мідних і нікелевих концентратів запропоновані високоінтенсивні автогенні процеси: плавка в рідкої ванній, зважена плавка, кислородно-взвешенная плавка та інших. Застосовують також гидрометаллургическую переробку платинусодержащих сульфідних концентратів з допомогою окисного автоклавного вилуговування, соляноі сірчанокисле вилуговування, хлорування при контрольованому потенціалі і інші процессы.

Отже, платинові метали у процесі пироі гидрометаллургической переробки піддають впливу окислювачів при температурах до 1200−1300 °З, дії кислот при високих окисних потенціалах середовища, анодному розчинення при значних электроположительных потенціалах. Тому необхідно розглянути поведінка цих металів у різних процесах з метою створення умов підвищення вилучення в прийнятих рішень і проектованих технологічних схемах переробки платинусодержащих сульфідних медно-никелевых концентратов.

Фізико-хімічні основи поведінки платини при переробці сульфидного сырья.

Пирометаллургические процессы.

При переробці сульфідних руд пирометаллургическими способами шляхетні метали частково губляться з отвальными шлаками, пылями і газами. Для теоретичної оцінки можливості таких втрат перезимувало і створення умов їхнього зменшення великий інтерес представляє залежність вільних енергій освіти оксидів і сульфидов шляхетних металів від температур.

Таблиця 9. Вільні енергії окислення сульфидов.

| |Ур-е свободной|(GТ, Дж/моль О2 при | |Реакція |енергії |температурі, До | | |(GТ, Дж/моль |1173 1273 | | | |1573 | |PtS (тв)+2O2(г)=PtO2(тв)+SO2|-228 000+87.5· Т| - -227 | |(р) | |-214 | |PtS (тв)+2O2(г)=PtO2(г)+SO2(|-17 600−7.5· Т |-26 -27 | |р) | |-29 |.

Агломерація. У процесі агломерації концентрат піддається окускованию і часткової десульфурации при 1000−1100 °З, що супроводжується процесами розкладання вищих сульфидов і окислення одержані продуктів киснем воздуха.

Электроплавка сульфидного никель-медного концентрату ввозяться електропечі, куди надходить концентрат, яке у залежність від родовища від 20 до 150 г/т платинових металів. У шихту разом із котунами і агломератом додають оборотні продукти і залежно від складу вихідного сировини, вапняк чи піщаник. Температура розплаву на кордону з електродом сягає 1300−1400 °З. Порожня порода ошлаковывается; шлак зливають, гранулируют. На деяких підприємствах його піддають подрібнюванню і флотації з єдиною метою повнішого вилучення шляхетних металів. Зміст шляхетних металів в шлаку залежно від режиму плавки і складу концентрату коштує від 0.3 до 1.0 г/т. Штейн концентрує основну масу платинових металів. Утримання їх в штейне коливається не більше 100−600 г/т.

Процес плавки протікає переважно в відновлювальне режимі, тому втрати платинових металів у цьому визначаються механічними втратами дрібних корольков штейну, зважених в шлаковой фазі. Ці втрати можуть бути усунуті флотацией шлаків з витяганням платинових металів в сульфидный концентрат. У цьому вилучення платини може становити більш 99.0%.

Конвертування. Отриманий при электроплавке штейн піддається конвертированию. Конвертування, мета якої є максимально повному видаленні сульфіду заліза з никель-медных штейнов, здійснюється за нормальної температури близько 1200 °З. Процес відбувається у сульфідних розплавах, де активність платинових металів дуже невелика. Тож у процесі конвертування в жужільну фазу на вельми незначних кількостях переходить платина (.