FI89280C - Foerfarande foer rening av silverraffineringsuppslamning - Google Patents

Description

1 89280

Menetelmä hopeanjalostuslietteiden puhdistamiseksi

Keksinnön tausta Tämä keksintö koskee typpihappoerotusprosessin paran-5 nusta, jolla prosessilla otetaan talteen jalometalleja ho-peanjalostuslietteistä, joita saadaan esimerkiksi hopeapi-toisen rikastekullan elektrolyysistä, jota tuotetaan kupa-rinjalostuslietteistä, ja erityisesti typpihappoprosessista saatavan kultahiekan puhdistusta.

10 Metalliteollisuus on harjoittanut jalometallien tal teenottoa monien vuosien ajan ja eräs tärkeä prosessi on kullan ja hopean ja muiden jalometallien talteenotto elektrolyyttisen kuparinjalostuksen lietteistä. Elektrolyyttisen kuparinjalostuksen lietteet sisältävät lukuisia alkuaineita, 15 kuten Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Fe, Se, Te, Pb, Sb, Ir, Sn, As,

Bi, Zn ja muita alkuaineita. Jalometallien talteenotto näistä monimutkaisista lietteistä muodostaa vakavan ongelman teollisuudelle.

Yleensä lietteistä poistetaan ensin kupari ja ne su-20 latetaan sitten uunissa alkalijuoksutteiden kanssa hopea-pitoisen rikastekullan tuottamiseksi, joka valetaan anodeiksi ja elektrolysoidaan hopeakiteiden ja anodilietteiden aikaansaamiseksi. Anodilietteet sisältävät olennaisesti kaiken kullan ja suurimman osan platinaryhmän metalleista, n.

25 5 % hopeasta ja epäpuhtauksia, kuten kuparia, seleeniä, telluuria, lyijyä ja vismuttia. Kuvaus tästä prosessista on julkaisussa "An Outline of Metallurgical Practice", kolmas painos, toimittanut C.R. Hayward, sivuilla 108-112.

Anodilietteitä, joista käytetään yleisesti nimitystä 30 musta kultalieju, käsitellään kullan ja muiden jalometallien talteenottamiseksi ja eräs menetelmä on uuttaa väkevällä rikkihapolla hopean erottamiseksi kullasta hopeasulfaatti-liuoksena. Saadusta jäännöksestä käytetään yleensä nimitystä kultahiekka ja jalometallit, kuten palladium ja platina 35 jäävät kultahiekkaan. Nämä metallit ja muut epäpuhtaudet häiritsevät kullan elektrolyysivaihetta, jossa puhdas kulta- 2 89280 katodituote erotetaan valetusta kultahiekka-anodista. Elektrolyysin aikana jalometallit ja epäpuhtaudet kerääntyvät elektrolyyttiin ja saastuttavat sen ja se on tämän jälkeen vaihdettava ja prosessoitava jalometallien talteen-5 ottamiseksi. Tämä menettely on kallis ja aikaavievä.

Typpihappoprosessi on kehitetty taloudellisemmaksi vaihtoehdoksi rikkihappoprosessille ja yksityiskohtaisen kuvauksen prosessista ovat esittäneet B. Tougarinoff, F. Van Goeltsenhoven ja A. Dewulf artikkelissa otsikolla 10 "Recovery by a Nitric Acid Cycle of Gold and Platinum

Metals from the Anode Slimes Arising from the Electrolysis of Dore' Metal", julkaisussa Advances in Extractive Metallurgy, 44 Portland Place, London, W.I., 1968, jonka paljastukset liitetään viitteenä tähän esitykseen. Peri-15 aatteessa typpihappoprosessi liuottaa enemmän hopeaa ja palladiumia kuin rikkihappoprosessi ja aikaansaa kultahiek-kaa, joka on puhtaampaa ja näin ollen tehokkaammin elektro-lysoitavissa.

Valitettavasti kuitenkin suurin osa platinasta ja 20 osa palladiumista ja epäpuhtauksista jäävät yhä kultahiek-kaan ja puhdistuksen aikana esimerkiksi Wohlwill-elektrolyy-siprosessilla vähitellen kerääntyvät elektrolyyttiin ja saastuttavat sen. Yleensä elektrolyyttiväkevyydet on pidettävä alle n. 80 g:n Pt/1 ja 70 g:n Pd/1 ja kun elektrolyyt-25 ti saavuttaa nämä tasot, elektrolyytti on laskettava pois ja korvattava uudella elektrolyytillä. Poislaskettua (käytettyä) elektrolyyttiä käsitellään sitten tavanomaiseen tapaan kullan, platinan ja palladiumin erottamiseksi.

Kultahiekka voidaan tavanomaiseen tapaan puhdistaa 30 ennen elektrolyysiä hyvin tunnetulla Miller-prosessilla, jossa kloorikaasua ruiskutetaan sulaan kultahiekkaan eri perusmetallien konvertoimiseksi toisistaan erotettaviksi klorideiksi. Esimerkiksi TeCl4 haihdutetaan, kondensoidaan ja palautetaan Dore1-uuniin, kun taas hopea konvertoidaan 35 AgCl-kuonaksi ja poistetaan, pelkistetään ja palautetaan elektrolyyttiseen hopean puhdistusvaiheeseen. Yleensä tällä li 3 89280 prosessilla kultahiekasta poistettujen platinaryhmän metallien määrät ovat mitättömät ja jäävät epäpuhtauksina kulta-hiekkaan .

Keksinnön yhteenveto 5 Nyt on keksitty, että hopeanjalostuslietteiden typpi- happokäsittelystä saatu kultahiekka voidaan puhdistaa saattamalla kultahiekka kosketukseen kloorivetyhapon kanssa hallituissa käyttöolosuhteissa. Kloorivetyhappovaiheen aikana oleellisesti kaikki muut metallit kuin kulta liuotetaan 10 selektiivisesti, jolloin saadaan puhdistettua kultahiekkaa. Kultahiekka erotetaan liuoksesta, pestään edullisesti ja valetaan anodeiksi elektrolyyttistä puhdistusta varten, kun taas liuosta käsitellään jalometallien ja muiden metalli-epäpuhtauksien talteenottamiseksi tavanomaisella teknii-15 kalla.

Mukavuussyistä seuraava kuvaus kohdistuu erityisesti kultahiekan käsittelyyn, jota saadaan hopeanjalostuslietteiden typpihappokäsittelystä ja tarkemmin sanoen se kohdistuu lietteisiin, joita saadaan hopeapitoisen rikastekul-20 lan elektrolyysistä, joka puolestaan on valmistettu kuparin-jalostuslietteistä. Alaan perehtyneet ymmärtävät kuitenkin, että kultahiekka, joka on käsiteltävissä käyttäen tämän keksinnön prosessia, voi olla peräisin mistä tahansa jalo-metallien lähteestä, jota on prosessoitu typpihapolla kul-25 lan erottamiseksi ainakin osittain muista siinä olevista jalometalleista ja epäpuhtauksista.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Hopeanjalostuslietteet sisältävät yleensä enimmäkseen kultaa ja hopeaa ja pienehköjä määriä platinaa, pal-30 ladiumia, rodiumia, iridiumia, kuparia, seleeniä, telluu-ria, rautaa, lyijyä ja vismuttia. Edullinen esikäsittely on poistaa kupari lietteistä ja tämä voidaan suorittaa käyttäen mitä tahansa tunnettua tekniikkaa. Tavallisesti yli 90 % kuparista voidaan poistaa lietteistä menettämättä ja-35 lometalleja.

4 89280

Kuten Tougarinoff et ai. ovat yllä mainitussa artikkelissa kuvanneet, lietteiden uutto suoritetaan yleensä kahdessa vaiheessa: (1) laimeassa HNO^zssa 6 tunnin ajan 90°C:ssa (lietteitä ylimäärin) ja (2) väkevässä HNO^:ssa 6 5 tunnin ajan 110°C:ssa (refluksoiden keittäen ylimäärin olevalla hapolla). Suodatuksen ja vesipesun jälkeen suurin osa hopeasta, palladiumista, rodiumista, iridiumista, telluu-rista ja kuparista erotetaan typpihappoliuoksiin, jolloin yli 99 % kullasta ja n. 90 % platinasta jää jäännökseen 10 (kultahiekka).

Typpihappouuttoprosessi, joka sisältää jäännöksen vesipesun, voidaan toteuttaa suuresti vaihtelevissa käyttö-olosuhteissa, kuten esimerkiksi Tougarinoff et ai. ovat kuvanneet artikkelissaan ja tyydyttävät uuttotulokset on 15 saavutettu noudattamalla jäljempänä esitetyissä esimerkeissä kuvattuja menetelmiä. Mitä uuttojäännöksen pesuun tulee, on edullista, että jäännöstä pestään toistuvasti, kunnes olennaisesti mitään hopeaa ei ole pesuvedessä, joka testataan esimerkiksi lisäämällä kloridi-ioneja pesuveteen.

20 Kultahiekkaa käsitellään nyt kloorivetyhapolla jalo- metallien ja muiden epäpuhtauksien erottamiseksi selektiivisesti kullasta. On edullista käsitellä kultahiekkaa HCl:lla typpihappoprosessin viimeisen pesuvaiheen jälkeen, kun se on vielä kostea johtuen sen parantuneesta osoite-25 tusta käsiteltävyydestä. Kultahiekka sisältää edullisesti yli n. 50 % kosteudesta, joka on typpihappouuttoprosessis-ta saatavassa suodatinkakussa. Kakun kosteuspitoisuus voi olla jopa n. 60 p-% tai suurempi. Pestyn kultahiekan kuumentaminen yli n. 121°C:n lämpötiloihin hiekan kuivaamiseksi 30 ei ole välttämätöntä ja sitä on edullista välttää johtuen pienentyneestä uuttotehosta. Jos halutaan prosessoida kuivaa kultahiekkaa (joka sisältää alle 30 % kosteutta), ilma-kuivausta tai alipainekuivausta matalissa lämpötiloissa voidaan sopivasti käyttää.

35 Vaikka käsiteltävässä kultahiekassa oleva kosteus- määrä laimentaa uutto-HCl:n, on edullista käyttää väkevää li .

5 89280 HCl:a (10-N-12-N) kultahiekan käsittelyyn, vaikka laimeaa happoa, esimerkiksi 1-1O-normaalista voidaan myös käyttää. HCl:n tilavuus voi vaihdella suuresti ja yleensä sitä on riittävä määrä suodatuskelpoisen lietteen muodostamiseksi.

5 Liete voi sisältää jopa n. 60 p-% tai enemmän kuiva-aineita ja edullisesti niitä on n. 5-50 % ja kaikkein edullisimmin n. 20-40 %.

Lietettä on edullista sekoittaa sekoittimella varustetussa kattilassa tai reaktorissa riittävän korkeassa läm-10 pötilassa sopiva aika platinan ja muiden epäpuhtauksien liuottamiseksi selektiivisesti. Jopa kiehumispisteeseen kohoavat lämpötilat jopa muutaman tunnin ajan, esim. 3 tuntia aikaansaavat yleensä halutut uuttotulokset. Lämpötila-alue n. 60-95°C on edullinen ja vielä edullisempi alue on n.

15 80-95°C, esim. 90°C. Edullisessa lämpötilassa ja edullisella kuiva-ainepitoisuudella n. 0,5-1 tai 2 tunnin uuttoaika on riittävä kultahiekan käsittelyyn.

On ymmärrettävä ja korostettava, että edellä mainitut happo- ja lieteväkevyydet, lämpötilat ja aikaparametrit 20 ovat kaikki toisistaan riippuvia ja että esimerkiksi muutokset lämpötilassa aiheuttavat muutoksia muihin parametreihin, joilla saavutetaan optimitulokset. Tässä suhteessa eri parametrit ja niiden riippuvuus toisistaan ovat alalla hyvin tunnettuja ja niiden keskinäinen vuorovaikutus tunne-25 taan myös hyvin tai voidaan helposti todeta kokeellisesti alaan perehtyneen toimesta. Yleensä uuttoprosessi tuottaa kultahiekan värin muutoksen tummanruskeasta nahanruskeaan ja prosessin loppuunsaattaminen voidaan haluttaessa todeta visuaalisesti tämän perusteella.

30 Kun liete on uutettu HCl:lla, se suodatetaan kulta- hiekan erottamiseksi uuttonesteestä. Edullinen menettely on pestä kultahiekkaa toistuvasti vesierillä, kunnes oleellisesti mitään kloridi-ioneja ei ole läsnä pesuvedessä. Pesuveden määrä ei ole kriittinen ja voidaan käyttää mää-35 riä, jotka muodostavat lietteen, jonka kuiva-ainepitoisuus on jopa 70 % tai suurempi.

6 39280

Uuttonestettä, joka sisältää platinaa ja muita jalo-metalleja ja epäpuhtauksia, voidaan prosessoida käyttäen tavanomaista metallien, esim. platinan talteenottamistek-niikkaa tai yhdistää se kullan elektrolyyttisestä puhdistus-5 prosessista saatuun käytettyyn elektrolyyttiin.

Kultahiekka on nyt valmis elektrolyyttiseen puhdistukseen sellaisilla prosesseilla kuin hyvin tunnetulla Wohlwill-prosessilla.

Tämän keksinnön kuvaamiseksi tarkemmin esitetään jäl-10 jempänä eri esimerkkejä. On ymmärrettävä, että koko tässä patenttimäärityksessä ja patenttivaatimuksissa kaikki osat ja prosentit on laskettu painon mukaan ja kaikki lämpötilat ovat Celsius-asteita (°C) ellei toisin mainita.

Esimerkki I

15 27,2 kg kultaliejua, joka sisälsi n. 54 % vettä (12491 g:n kuivapaino) saatettiin kosketukseen 28,5 litran kanssa typpihappoa (jonka väkevyys oli n. 230 g/1) 5 tunnin ajaksi 90°C:ssa sekoittimella varustetussa, keräämillä päällystetyssä höyryvaippaisessa 113,6 l:n kattilassa. Liete 20 suodatettiin käyttäen Buchner-suppiloa, jossa oli polypro-peenisuodatinkangas ja pestiin 6 kertaa yhtä suurilla erillä huoneenlämpötilassa olevaa vettä (yhteensä 12,5 1 pesuvettä) . Jäännös siirrettiin kattilaan ja saatettiin kosketukseen 16 l:n kanssa typpihappoa (jonka väkevyys oli n. 330 25 g/l HNO^ra) ja keitettiin 4 tuntia, suodatettiin ja pestiin kahdesti yhteensä 4 litralla vettä.

Jäljelle jäänyt jäännös (kultahiekka) siirrettiin kattilaan ja saatettiin kosketukseen 6 litran kanssa 10-N HCl:a 30 minuutiksi 90°C:ssa, suodatettiin ja pestiin neljä 30 kertaa yhtä suurilla erillä vettä (yhteensä 8 litraa pesuvettä) .

Jokainen suodatinkakku sisälsi n. 30 % vettä.

Ensimmäisen HNO^-jäännöksen pesua suoritettiin, kunnes pesuveden pH oli yli 1. Toista HN03~jäännöstä pestiin, 35 kunnes oleellisesti mitään hopeaa ei ollut pesuvedessä testattuna käyttäen väkevää HCl:a. HCl:lla käsiteltyä jäännöstä 7 89280 pestiin, kunnes oleellisesti mitään kloridi-ioneja ei ollut läsnä pesuvedessä testattuna käyttäen hopeanitraattiliuosta.

HCl-uuttonesteen (pesuvesi mukaanluettuna) ja lopullisen kultahiekkatuotteen (uutettu jäännös) analyysi osoit-5 ti seuraavia tuloksia:

Taulukko I

Metallia yhteensä

Metallia uut- uuttonesteessä + Uutettu me-tonesteessä (g) uutetussa jäännök- talli, % 1 0 Metalli_(A)_sessä (g) (B)_(A) (100)/ (B)

Kulta 67,2 4766,0 1,4

Hopea 12,0 122,5 9,8

Platina 8,8 9,6 91,7

Palladium 2,4 4,5 53,3 15 Seleeni 2,4 17,5 13,7

Telluuri 2,9 3,0 96,7

Taulukon I tulokset osoittavat selvästi saastuttavien jalometallien ja epäpuhtauksien selektiivisen poiston 20 kultahiekasta. Niinpä vain 1,4 % kullasta uuttuu kultahie-kasta verrattuna muiden metallien merkittäviin määriin. Esimerkiksi yli 90 % platinasta uuttuu selektiivisesti kultahiekasta.

Esimerkki II

25 Esimerkki I toistettiin paitsi, että ensimmäisessä HNO^-uutossa käytettiin 27,5 1 240 g/1 HN03:a sisältävää liuosta, sitä sekoitettiin 6 tunnin ajan ja pestiin 4 kertaa yhteensä 8,5 litralla vettä. Toisessa HNO^-uutossa käytettiin 16 litraa 660 g/1 HNO^ra sisältävää liuosta ja se 30 pestiin 6 kertaa yhteensä 12 litralla vettä. Saatiin seu-raavat tulokset: 8 89280

Taulukko II

Metallia yhteensä

Metallia uut- uuttonesteessä + Uutettu me-tonesteessä (g) uutetussa jäännök- talli, % 5 Metalli_(A)_sessä (g) (B)_(A) (1 00) / (B)

Kulta 22,2 4320,3 0,5

Hopea 5,3 73,9 7,2

Platina 7,4 8,4 88,1

Palladium 1,0 3,0 33,3 10 Seleeni 1,0 14,7 6,8

Telluuri 2,1 2,2 95,5

Kuten esimerkissä I taulukossa II osoitetaan saastuttavien jalometallien ja epäpuhtauksien selektiivinen erot-15 taminen kultahiekasta.

On selvää, että monia muutoksia ja modifiointeja voidaan tehdä useisiin tässä kuvattuihin ominaispiirteisiin poikkeamatta tämän keksinnön hengestä ja suojapiiristä.

Tämän vuoksi on selvää, että edellä oleva esitys on tehty 20 keksinnön kuvaamiseksi eikä sen rajoittamiseksi.

Claims (9)

1. 9 89280
2. 1. Menetelmä jalometallien talteenottamiseksi, jossa uutetaan typpihapolla hopeanjalostuslietettä, jolloin 5 suurin osa hopeasta liukenee ja erotetaan, ja jäljelle jää kultahiekkaa, joka sisältää kultaa, liukenematonta hopeaa ja eri määriä jalometalleja ja epäpuhtauksia, tunnettu siitä, että kultahiekka kuumennetaan kloorive-tyhapon kanssa lämpötilassa, joka voi nousta kiehumispis-10 teeseen, riittävän pitkäksi ajaksi, esim. jopa kolme tuntia saastuttavien jalometallien ja epäpuhtauksien erottamiseksi selektiivisesti kultahiekasta.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kultahiekan saattaminen kos- 15 ketukseen kloorivetyhapon kanssa suoritetaan korotetussa lämpötilassa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kloorivetyhappo on 10-normaa-lista väkevään oleva happo.
5. 4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulta-hiekka sekoitetaan kloorivetyhappoon lietteen muodostamiseksi, joka sisältää noin 5-50 paino-% kuiva-ainetta.
6. 5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävä kultahiekka sisältää yli 50 % siinä suodoskakussa olevasta kosteudesta, joka saadaan typpihappouuttoproses-sista.
7. 6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen 30 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulta- hiekka on se kultahiekka, joka on saatu suoraan typpihap-pouuttoprosessista.
8. 7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koske- 35 tuksiin saattaminen kloorivetyhapon kanssa tapahtuu 80 -90 °C:n lämpötilassa ja kosketusaika on jopa noin 2 tuntia.
9. 10 G9280