DD265763A3 - Verfahren zur rueckgewinnung von platinmetallen aus feuerfestmaterialien - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rueckgewinnung von Platinmetallen, insbesondere Platin und Rhodium, aus Feuerfestmaterialien, die in Betrieben anfallen, in denen Platinmetallgeraete in Verbindung mit Feuerfestmaterial zum Einsatz kommen. Die Feuerfestmaterialien werden erfindungsgemaess zerkleinert und mehrstufig durch Dichtesortierung, vorzugsweise auf Aufbereitungsherden, in sehr platinmetallarme Abgaenge, Mittelprodukte und Konzentrat getrennt, von denen die Mittelprodukte zur Edelmetallrueckgewinnung der Blei- oder Kupfergewinnung zugefuehrt werden und das hochangereicherte Platinmetallkonzentrat direkt unter speziellen Bedingungen in Koenigswasser geloest wird, so dass die Platinmetalle nach bekannten hydrometallurgischen Verfahren zu Feinmetallen verarbeitet werden koennen. Das Verfahren gestattet eine schnelle Rueckgewinnung der Platinmetalle mit einem Ausbringen von 93% ueber das Konzentrat.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Ptantinmetallen, insbesondere Platin und Rhodium, aus Feuerfestmaterialien, die insbesondere in Betrieben anfallen, in denen Platinmetallgerate in Verbindung mit Feuerfestmaterial bei hohen Temperaturen zum Einsatz kommen.

Charakteristik der bekannten technischer) Losungen In Betrieben der Glas- und Keramikindustrie, in denen Platinmetallgerate bei hohen Temperaturen zum Einsatz kommen, werden

die Platinmetallgerate in Feuerfestmaterialien eingebettet. Auf Grund der dort herrschenden hohen Temperaturen verdampft ein

Teil der Platinmetalle und schlagt sich auf dem Feuerfestmaterial nieder. Das beim Auswechseln der Platinmetallgerate anfallende verbrauchte Feuerfeatmaterial wäre entsprechend seines Platinmetallgehaltes und der physikalischen Beschaffenheit als Vorlaufmaterial für den Blei· bzw. Kupfemchachtofenprozeß

einzustufen. Diese Feuerfestmaterialien weisen jedoch einen so hohen Aluminiumoxidgehalt auf, daß eine Verarbeitung In den genannten metallurgischen Prozessen wegen der negativen Beeinflussung des Ofenganges, der Sc'nlackenzusammensetzung und damit des Edelmetallausbringens nicht bekannt geworden ist. Die maximal möglichen Einsetzmengen an Materlallen mit hohen Aluminiumoxidgehalten, zu denen die edelmetallarrnen keramischen Katalysatoren zlhlen, sind bereits durch traditionell einfließende Sekundärrohstoffe und Zwischenprodukte abgedeckt./1/

Gemlß OE-OS 2.443.146 ist ein Verfahren bekannt, womit aus Katalysatoren, die aus eir ir oberflächlichen Schicht, z. B. eines Platinmetalls, und einem im allgemeinen keramischen Grundkörper bestehen, die Platinmetalle wiedergewonnen werden,

indem mindestens eine Schicht zusammen mit einer Menge des Platinmetalls von dem Grundkörper abgetragen wird und das erhaltene Schichtmateriel chemisch weiterbehandelt wird.

Damit wird ein feinkörniges, reicheres Produkt und ein grobkörniges, ärmeres Produkt erzielt. Das entspricht einer Anreicherung

mittels Klassierung.

Das Verfahren hat den Kachteil, daß die Trennung und Anreicherung des Platinmetalle ungenügend ist, da das sogenannte Konzentrat noch Ober 26 % des Vorlaufmaterials umfaßt und einen Platinmetallgehalt von nur m'x. 1 % erreicht, wodurch dessen

weitere Verarbeitung erhebliche Aufwendungen erfordert und mit Ausbringensverlusten verbunden ist.

Außerdem ist das Verfahren für sowohl in der Zusammensetzung ab auch in Form und Stückgröße sehr unterschiedliche Feuerfestmatevialien nicht geeignet. Es kann angenommen werfen, daß unbrauchbar gewordene Feuerfestmaterialien der Glasindustrie, die geringe Gehalte an Platinmetallen aufweisen, aus ökonomischen Gründen verworfen oder deponiert werden.

1 Schubert. G.: Aufbereitung mttalllscher Sekundlrrohitoffe VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1983, S.99.

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem aus platinmetallhaitigen Feuerfestmaterialien die Platinmetalle mit hohem Metallaui.bringen wiedergewonnen werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Metallinhalte platinmetallhaltiger Feuerfestmaterialien in Produkte zu überführen,

die eine Rückgewinnung der Platinmetalle als Feinmetalle gestatten.

Die Aufgabe wird erflndungsgemlß dadurch gelöst, daß ein platinmetallhaltiges Feuorfestmaterial zerkleinert und durch

mehrstufige Dichtesortlerung In Fraktionen unterschiedlichen Platinmetallgehaltes getrennt wird, von denen die praktisch platinmetallfreie Fraktion verworfen wird, Fraktionen mit mittlerem Platinmetallgehalt zwecks Edelmetallrückgewinnung Stufen der Blei· oder Kupfergewinnung und ein hochangereichertes Platinmetallkonzentrat einer hydrometallurgischen Verarbeitung zugeführt werden. In einem modifizierten Aufschluß mit Königwasser werden die Platinmetalle aus dem Konzentrat in eine

Lösung überführt, aus der nach bekannten Methoden die Gewinnung der Feinmetalle erfolgt. Das platinmetallhaltige Feuerfeitmaterial wird vor der Dichtesortierung gebrochen und in einer Mühle, vorzugsweise einer Siebkugelmühle, trocken

oder naß auf < 1 mm, voizugeweise <0,3mm, zerkleinert. Die Dichtesortierung erfolgt erfindungsgemäß mehrstufig auf

Aufbereitungsherden, wobei in einer ersten mehrstufigen Dichtesortierung ein hochangereichertes grobkörniges Primärkonzentrat, ei » platinmetallreiches Mittelprodukt, ein platinmetallarmes Mittelprodukt und ein Bergeprodukt erzeugt

werden.

Das Borgeprodukt wird In einer Siebkugelmühle trocken oder naß auf <0,3mm, bevorzugt jedoch auf <0,1 mm, zerkleinert und

in einer zweiten mehrstufigen Sortierung auf Aufbereitungsherden in sehr platinmetallarme Abgänge, ein metallarmes

Mittelprodukt und ein feinkörniges sekundäres Konzentrat getrennt. Dan letztere weist Plantlnmetallgehalte auf, die unter denen des primären Konzentrates liegen. Da die Menge an sekundärem Konzentrat jedoch gering ist, kann es mit dem primären Konzentrat, ohne dessen Platinmetallgehalt deutlich zu senken, zu einem Endkonzentrat vereinigt werden. Wesentlich für die Erzielung hoher Platinmetallgehalte im Endkonzentrat bei hohem Platinmetallausbringen Ist die Einhaltung von Werten für die Herdneigung zwischen 2° und T, wobei die Neigungswinkel mit

zunehmendem Platinmetallgehalt im Aufgabematerial ansteigen.

Das platinmetallreiche Endkonzentrat, das im wesertlichen aus Platinmetallkristallen mit anhaftendem Feuerfestmateri'¹

besteht, gestattet eine direkte hydrometallurgische Weiterverarbeitung und damit eine Umgehung des sonst üblichen und aufwendigen pyro- und hydrometallurgischen Edelmetallgewinnungsweges. Das bedewet eine wesentliche Vereinfachung der

Verarbeitung. Bei geeigneter Reaktionsffihrung und mit geeigneten Apparaten ist es möglich, über 95% des Platinmetallinhaltes

des Endkonzentrates unmittelbar in Lösung zu bringen. Spezifische Arbeitsbedingungen sind der Einsatz kleiner Chargen von

vorzugsweise £ 3 kg in Lösegefäßen, in denen mit 3* bis Sfachem stöchlometrischen Überschuß an Königswasser bei 80 bis 90°C gerührt wird. Dieser Löseprozeß erfolgt mehrstufig bis zum vollständigen Lösen der Platinmetalle.

Die Mittelprodukte werden bevorzugt Stufen der Bleimetallurgie zugeführt, wobei das platinmotallarme Mittelprodukt dem SchachtofenprcMß und '\u* platinmetallreiche Mittelprodukt dem Eintränkprozeß zuordenbar Ist. Ausfflhrungsbelsplel

In Fig. 1 ist ein Verfahrensfließbfld zur Rückgewinnung von Platinmetallen aus Feuerfest Tiaterial dargestellt, nach dem ein platin- und rhodiumhaltlgor Ofenbruch aus der Glasindustrie süfgearbeitet wurde.

1000kg eines verbrauchten Feuerfestmaterlals (Ofenbruch) mit 1,04% Pt und 0,14% Rh wurden im Backenbrecher gebrochen, in elwr Siebkugelmühle auf s0,3mm gemahlen und durch siebenstufige Herdarbelt sortierv Dabei fiel In der ersten Herdstufe ein Konzentrat mit 52% Pt und Rh an. Durch Stufen der Nachanreicherung und Einbeziehung dt>f Konzentrate aus der Verarbeitung der Mittelprodukte sowie durch Nachmahlung des Bergeproduktes auf <0,1 mm und dessen Kontrollsortierung wurde ein Endkonzentrat mit 87,5% Pt und Rh erzielt. Die Stufen der Herdarbelt führten weiterhin zu einem reichen Mittelproduki mit 2,78% Pt und Rh und einem armen Mittelprodukt mit 0,09% Pt und Rh sowie zu Abgängen mit < 0,06% Pt und Rh, die etwa 70% der insgesamt eingesetzten Materialmenge beinhalteten und verworfen werden konnten.

Für das Erzielen eines Endkonzentrates mit hohem Platinmetallgehalt bei hohem Ausbringen war die Einhaltung bestimmter Neigungswinkel der Herdplatte erforderlich, und zwar von 2° in den Herdstufen 1,2,3 und 6, von 4° in der Hardstufe 4 und von 7* in den Herdstefen Λ und 7, in der-.en Konzentrate erzeugt wurden, die zum Endkonzentrat vereinigt wurden. Dabei wurden in mechanischen Anreicherungsstufen der Herdaufbereitung 87% vom Vorlauf der Platinmetalle in einem AIjO₃-armen Endkonzentrat gewonnen, das unmittelbar einor naßmetallurgischen Verarbeitung zugeführt werden konnte. Das Konzentrat wurde mit Königswasser in drei Laugungsstufen bei Temperaturen von 80-90"C unter intensivem Rühren aufgeschlossen. Zweckmäßigerwelse wurde dabei das Endkonzentrat in Teilmenger· von 3 kg aufgeteilt, um eine intonsive Vermischung zwischen Aufschlußgut und Aufschlußmittet zu gewährleisten. In jeder Laugungsstufe betrug die dabei eingesetzte Könicswassermenge 6l/kg Endkonzentrat bei einer Laugedauer von 8 Stunden. Mittels dieses Aufschlusses konnten 99,95% des im Konzentrat enthaltenen Platins und Rhodiums '.n eine gut weiterverarbeitbare Lösung gebracht werden. Die sich anschließende Gewinnung der Platinmetalle au« der erhaltenen Lösung erfolgte nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch Trennung von Platin und Rhodium mittels Hydrolyse, Gewinnung des Platins durch Salmiakfällung, Raffination und Gewinnung des Rh durch Extraktion, Ionenaustausch und reduktive Fällung. Das erzeugte Feinplatin besaß eine Reinheit von 99,95%. Rhodium wurde mit einer Reinheit von 99,9% erzeugt. Das platinmetallreiche Mittelprodukt wurde zusammen mit anderen platinmetallhaltigen Materialien im Eintränkprozeß der Bleigewinnung eingesetzt, das platinmetallarme Mittelpiodukt dem Bleischachtofen tier Edelmetellerbeit zugeführt.

Das Verfahren gewährleistet, daß die Pt- und Rh-Inhalte von bisher nicht verarbeitbaren platinmetallhaltigen, verbrauchten Feuerfestmaterialien in Form von Feinmetall gewinnbar werden.

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse, die bei der Verarbeitung einer Menge von 1000 kg Pt- und Rh-haltigem Feuerfestmateria! nach dem e'findungsgemäßen Verfahren erreicht wurden. Im Ergebnis des erfindunflsgemäßen Verfahrens wurden 94% des im vorlaufenden Feuerfestmaterial enthaltenen Platins und 88% des Rhodiums zurückgewonnen. Davon wurde die Hauptmenge der Platinmotalle (93% des ausgebrachten MtAaIIs) aus dem Endkonzentrat durch hydrometallurgische Verarbeitung auf direktem Wege zurückerhalten, wobei die in Scheideanstalten weitgehend vorhandenen apparativen Ausrüstungen und technologischen Erfahrungen genutzt werden könnten.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine insgesamt sehr rasche und ökonomisch günstige Aufarbeitung von platinmetallhaltigem Feuerfestmaterial.

Vorlaufen Ausbringen Platin Rhodium Platin Rhodium Bezeichnung Menge Gehalt Inhalt %v.V. Gehalt Inhalt %v.V. Weiterver- Aus- Inhalt Aus- Inhalt

arbeitung Irin- bringen gen kg % kg % % kg % in % kg % kg

Vorlaufmaterial (Ofenbruch) 1000

1,04 10,4 100 0,14 1,4 100 —

Aufbereitungs	12	77,44	9,239	89	10,28	1,233	8«	Pt-Metall-	98
produkte:								Scheidung
Endkonzantrat	21	2,44	0,512	5	0,34	0,071	5	Eintrfink-	93
Mittelprodukt								prozeß
reich	277	0,08	0,222	2	0,01	0,027	2	Schacht	74
Mittelprodukt								ofen
jrm	690	<0,05	< 0,345	<4	<0,01	< 0,069	<5	Deponie	—
AbgSnge

9,107 96 1,151 0,476 90 0,064 0,164 74 0,020

Feinmetalle

9,747 88

1,235

Tabelle 1

Claims (6)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Platinmetallen aus Feuerfestmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß das platinmetallhaltig« Feuerfestmaterial nach ausreichender Zerkleinerung in einer ersten mehrstufigen Dichtesortierung in ein platinmetallreiches primäres Konzentrat, ein platinmetallreiches und ein -armes Mitteiprodukt und ein Bergeprodukt getrennt wird, das Bergeprodukt auf < 0,3 mm aufgemahlen wird und in einer zweiten mehrstufigen Dichtesortierung in ein sekundäres Konzentrat, ein platinmetallarmes Mittelprodukt und praktisch platinmetallfreie Abgänge getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrstufigen Dichtesortierungen auf Aufbereitungsherden erfolgen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Herde 2 bis 7° beträgt und der Neigungswinkel mit zunehmendem Platinmetallgehalt im Aufgabematorh! ansteigend gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß primäres und sekundäres Konzentrat zu einem Endkonzentr*·» vereinigt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, d.idurch gekennzeichnet, daß die armen Mittelprodukte vereinigt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Endkonzentrat einer hydrometallurgischen Verarbeitung, das platinmetaiireiche Mittelprodukt dem Eintränkprozeß und das vereinigte arme Mittelprodukt dem Schachtofenmöller der Bleigewinnung zugeführt werden.