RU2114196C1 - Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material - Google Patents

Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material Download PDF

Info

Publication number
RU2114196C1
RU2114196C1 RU95115834A RU95115834A RU2114196C1 RU 2114196 C1 RU2114196 C1 RU 2114196C1 RU 95115834 A RU95115834 A RU 95115834A RU 95115834 A RU95115834 A RU 95115834A RU 2114196 C1 RU2114196 C1 RU 2114196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rare metals
raw materials
matrix
reaction mixture
rare
Prior art date
Application number
RU95115834A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95115834A (en
Inventor
Г.Х. Клиблей
Е.Д. Левина
О.В. Левина
А.Г. Фазылов
Original Assignee
Клиблей Генри Хадыевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Клиблей Генри Хадыевич filed Critical Клиблей Генри Хадыевич
Priority to RU95115834A priority Critical patent/RU2114196C1/en
Priority to PCT/RU1996/000266 priority patent/WO1997011202A1/en
Priority to AU71500/96A priority patent/AU7150096A/en
Publication of RU95115834A publication Critical patent/RU95115834A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114196C1 publication Critical patent/RU2114196C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00Obtaining noble metals
    • C22B11/08Obtaining noble metals by cyaniding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00Obtaining noble metals
    • C22B11/04Obtaining noble metals by wet processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

FIELD: hydrometallurgy. SUBSTANCE: persistent raw material matrix is disintegrated and placed into sealed vessel containing solution of halide acids, nitrous acid, and complexing agents for rare metals. Into the vessel from outside, oxygen is supplied, and process is carried out at a specified pH value, pressure, and oxidants reduction half-wave potential for a period of time chosen from opening matrix conditions to provide maximum oxidation and recovery of metals from matrix and formation of mother solution containing dissolved rare metal complexes and oxides. Rare metals are isolated from matrix and mother solution by conventional techniques. EFFECT: enhanced process efficiency. 18 cl

Description

Изобретение относится к металлургии цветных и редких металлов (например, золота, серебра, платины, палладия, иридия, родия, рутения, осмия), физически и химически прочно связанных с природным или антропогенным сырьем, а более точно к способам гидрометаллургического извлечения редких металлов из технологически упорного сырья. The invention relates to the metallurgy of non-ferrous and rare metals (for example, gold, silver, platinum, palladium, iridium, rhodium, ruthenium, osmium), physically and chemically strongly associated with natural or anthropogenic raw materials, and more specifically to methods of hydrometallurgical extraction of rare metals from technologically persistent raw materials.

Изобретение может быть использовано в металлургической промышленности и при проведении анализов, а также при проведении геохимических, геологопоисковых и геологоразведочных работ, переоценке балансовых и забалансовых запасов в природном и антропогенном сырье. The invention can be used in the metallurgical industry and in the analysis, as well as in conducting geochemical, geological exploration and exploration work, reassessment of balance and off-balance reserves in natural and man-made raw materials.

Подавляющее большинство сырьевых источников редких металлов состоит из кристаллических и аморфных неорганических и органических компонентов. Эти компоненты сырья образуют сложно построенную матрицу, в которой редкие металлы составляют весьма небольшую долю, например 0,0001% от общей массы матрицы. Однако и при таких небольших содержаниях их извлечение представляет значимый промышленный интерес. The vast majority of raw materials of rare metals consists of crystalline and amorphous inorganic and organic components. These raw material components form a complex matrix, in which rare metals make up a very small fraction, for example, 0.0001% of the total matrix mass. However, even with such small contents, their recovery is of significant industrial interest.

В некоторых благоприятных случаях редкие металлы могут находиться в матрице сырья в форме компактных дискретных скоплений, например, в форме собственных минералов или в составе определенных минералов-носителей в качестве существенной примеси. Такое сырье не представляет технологических трудностей для промышленности и анализа. In some favorable cases, rare metals can be in the matrix of raw materials in the form of compact discrete clusters, for example, in the form of intrinsic minerals or as part of certain carrier minerals as a significant impurity. Such raw materials do not present technological difficulties for industry and analysis.

Между тем установлено, что компактное нахождение и распределение редких металлов в матрице сырья скорее исключение, чем правило. Во многих видах сырья матрица может включать, например, платину в количестве до n•0,001% и при этом даже при увеличении в 20000 раз не удается обнаружить и идентифицировать форму ее нахождения. Полагают, что редкие металлы в этом случае находятся в форме отдельных ядер, субатомного размера скоплений и кластеров, которые химически или физически связаны с окружающим конденсированным неорганическим и органическим веществом матрицы. Естественно, что при таком рассеянии извлечение любых элементов из матрицы сырья представляет исключительно трудную задачу. При этом наибольшие технологические трудности возникают тогда, когда концентрирование и извлечение редких металлов необходимо производить из матрицы сырья, состоящей из трудноокисляемых и труднорастворимых компонентов, определяющих степень технологической упорности сырья. Например, к технологически упорным относят граниты, глины, метаморфические сланцы, гнейсы, в особенности углеродсодержащие, черные пески, графит и многие другие. В этих породах, особенно углеродсодержащих, могут встречаться значительные количества редких металлов, рассеяных в матрице. Они не поддаются извлечению при переработке существующими технологиями, например, в мягких гидрометаллургических условиях. По этой причине разработка гидрометаллургических способов рентабельного извлечения редких металлов из технологически упорного сырья является актуальной проблемой. Meanwhile, it was established that the compact presence and distribution of rare metals in the matrix of raw materials is the exception rather than the rule. In many types of raw materials, the matrix can include, for example, platinum in an amount up to n • 0.001%, and even with an increase of 20,000 times, it is not possible to detect and identify the form of its presence. It is believed that rare metals in this case are in the form of individual nuclei, subatomic size of clusters and clusters, which are chemically or physically associated with the surrounding condensed inorganic and organic matter of the matrix. Naturally, with such scattering, the extraction of any elements from the matrix of raw materials is an extremely difficult task. In this case, the greatest technological difficulties arise when the concentration and extraction of rare metals is necessary to produce from a matrix of raw materials, consisting of hardly oxidizable and hardly soluble components that determine the degree of technological persistence of the raw materials. For example, granites, clays, metamorphic schists, gneisses, in particular carbon-containing, black sands, graphite, and many others, are technologically resistant. In these rocks, especially carbon-containing, significant amounts of rare metals scattered in the matrix can be found. They are not recoverable during processing by existing technologies, for example, in mild hydrometallurgical conditions. For this reason, the development of hydrometallurgical methods for the cost-effective extraction of rare metals from technologically resistant raw materials is an urgent problem.

В металлургии и аналитической практике используют многочисленные гидрохимические способы извлечения редких металлов. Все способы включают предварительное проведение физической дезинтеграции сухим или мокрым способом до технически и экономически предельно возможного размера частиц, по крайней мере до 0,01 - 0,001 см. Эта операция позволяет частично обнажить включение редких металлов, находящихся в матрице в форме самородных или интерметаллических частиц, имеющих размеры не менее 0,0001 см. Более мелкие частицы, содержащие редкие металлы, имеющие размеры менее 0,00001 см, могут быть отделены от матрицы сырья и извлечены в реакционный раствор только после дальнейшей химической дезинтеграции упорных частиц матрицы сырья. Для этого упорное сырье после физического измельчения подвергают термохимической, химической или более сложной обработке. Например, упорное сырье подвергают окислительному обжигу при 500 - 1000oC, окислительно-восстановительному плавлению на свинцовый, медный или иной сплав. При этом непродуктивные компоненты матрицы сырья, включающие металлы, разрушают или переводят в раствор, полезные компоненты переводят в сплав или в раствор, концентрируют и далее выделяют из них товарный продукт известными способами.In metallurgy and analytical practice, numerous hydrochemical methods for the extraction of rare metals are used. All methods include preliminary physical disintegration in a dry or wet way to the technically and economically maximum possible particle size, at least up to 0.01 - 0.001 cm. This operation allows you to partially expose the inclusion of rare metals in the matrix in the form of native or intermetallic particles, having a size of at least 0.0001 cm. Smaller particles containing rare metals having a size of less than 0.00001 cm can be separated from the matrix of raw materials and extracted into the reaction solution only after further th chemical disintegration of hard particle matrix material. For this purpose, stubborn raw materials after physical grinding are subjected to thermochemical, chemical or more complex processing. For example, refractory raw materials are subjected to oxidative roasting at 500-1000 o C, redox melting on lead, copper or other alloy. In this case, non-productive components of the matrix of raw materials, including metals, are destroyed or converted into a solution, useful components are converted into an alloy or into a solution, concentrated and then a marketable product is isolated from them by known methods.

Однако ни одним из известных способов химической и термохимической обработки не удается достичь достаточной полноты вскрытия упорной части матрицы сырья или достаточной ее проницаемости для окислителей, комплексообразователей или экстрагентов, которая могла бы обеспечить максимальное извлечение редких металлов. В этой связи значительная часть редких металлов безвозвратно теряется или скапливается в хвосты, что приводит к снижению экономической и экологической эффективности производства. Основные причины указанных потерь заключаются в том, что при технически достижимых и экономически разумных затратах известные способы механической дезинтеграции матрицы твердого сырья не обеспечивают измельчение ниже размера частиц 0,001 см и, следовательно, не обеспечивают вскрытие микронных включений редких металлов, а известные гидрометаллургические и пирометаллургические процессы протекают при низком электрохимическом потенциале полуволны восстановления, уровень которого не обеспечивает окисления и преобразования большинства конденсированных компонентов упорной части матрицы сырья. However, none of the known methods of chemical and thermochemical processing can achieve sufficient completeness of the opening of the resistant part of the matrix of raw materials or its sufficient permeability for oxidizing agents, complexing agents or extractants, which could ensure the maximum extraction of rare metals. In this regard, a significant part of the rare metals is irretrievably lost or accumulated in the tailings, which leads to a decrease in the economic and environmental efficiency of production. The main reasons for these losses are that, at technically feasible and economically reasonable costs, the known methods of mechanical disintegration of the matrix of solid raw materials do not provide grinding below a particle size of 0.001 cm and, therefore, do not open micron inclusions of rare metals, and the known hydrometallurgical and pyrometallurgical processes with a low electrochemical potential half-wave recovery, the level of which does not provide oxidation and conversion of most condensed components of the persistent part of the matrix of raw materials.

Например, измеренный электрохимической потенциал полуволны восстановления таких распространенных компонентов матрицы, как неорганические оксиды кремния, алюминия, марганца, магния, титана или многочисленных гетероатомных соединений углерода (пероксиды алкилов, аралкилов, конденсированных полиядерных аренов, полимерных фенилов и других) лежит в пределах 1,3-2,6 В (преимущественно в пределах 1,9-2,2 В). Например, комплекс золота с аюминием имеет потенциал полуволны восстановления 1,3 В, с титановыми силикатами - 1,9 В, с кремнием - 2,6 В. For example, the measured electrochemical potential of the half-wave reduction of such common matrix components as inorganic oxides of silicon, aluminum, manganese, magnesium, titanium, or numerous heteroatomic carbon compounds (peroxides of alkyls, aralkyls, condensed polynuclear arenes, polymer phenyls, and others) is within 1.3 -2.6 V (mainly in the range of 1.9-2.2 V). For example, a complex of gold with aluminum has a half-wave reduction potential of 1.3 V, with titanium silicates - 1.9 V, with silicon - 2.6 V.

Между тем применяемый, например, в гидрометаллургии золота процесс окислительного цианирования протекает при максимальном значении электрохимического потенциала полуволны восстановления, равном 0,9 В, процесс с использованием молекулярного хлора - 1.35 В, процесс окислительно-восстановительной плавки на веркблей с использованием в качестве окислителя глета - 1,65 В. Следовательно, ни один из перечисленных выше процессов не обеспечивает полноты вскрытия матрицы, содержащей компоненты с электрохимическим потенциалом полуволны восстановления более 1,4 В и соответственно не может обеспечить извлечение редких металлов, включенных в такие компоненты. Кроме того, в ряде распространенных технологических процессов при переработке упорного сырья используют, например, окислительный обжиг или окислительно-восстановительную плавку с целью удаления упорной составляющей в виде газов. При этом компоненты с высоким электрохимическим потенциалом полуволны восстановления не разрушаются из-за низкого уровня окислительного процесса, а измеренные потери "микронных" частиц редких металлов с парами, пылями и реакционными газами нередко достигают 95-100%. Meanwhile, the oxidative cyanidation process, used, for example, in gold hydrometallurgy, proceeds at a maximum value of the electrochemical potential of the half-wave of reduction equal to 0.9 V, the process using molecular chlorine - 1.35 V, the process of redox smelting by Verckley using as oxidizing agent - 1.65 V. Therefore, none of the above processes ensures the completeness of opening the matrix containing components with the electrochemical potential of the half-wave reconstructed Ia more than 1.4 V and therefore can not provide recovery of rare metals included in such components. In addition, in a number of common technological processes in the processing of refractory raw materials, for example, oxidative roasting or redox smelting is used to remove the refractory component in the form of gases. Moreover, components with a high electrochemical potential of the half-wave of reduction are not destroyed due to the low level of the oxidation process, and the measured losses of micron particles of rare metals with vapors, dusts and reaction gases often reach 95-100%.

Известен гидрометаллургический способ извлечения редких металлов [1, 2], включающий механическое измельчение сырья до фракции размером частиц около 0,001 см, помещение сырья в открытый сосуд, содержащий перемешиваемый нагретый до кипения кислый раствор, включающий смесь соляной и азотной кислот в соотношении 3:1. Процесс ведут в присутствии атмосферного кислорода. Способ эффективен для разрушения, растворения и преобразования компонентов матрицы сырья, электрохимический потенциал полуволны восстановления которых не превышает 1,4 В. A known hydrometallurgical method for the extraction of rare metals [1, 2], including mechanical grinding of raw materials to fractions with a particle size of about 0.001 cm, placing the raw materials in an open vessel containing a stirred acidic solution heated to boiling, including a mixture of hydrochloric and nitric acids in a ratio of 3: 1. The process is conducted in the presence of atmospheric oxygen. The method is effective for the destruction, dissolution and transformation of the components of the matrix of raw materials, the electrochemical potential of the half-wave recovery of which does not exceed 1.4 V.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является гидрометаллургический способ извлечения редких металлов (патент США 4752412), заключающийся в том, что предварительно измельченное сырье помещают в открытый сосуд, содержащий перемешиваемый, нагретый до кипения (предпочтительно до 82oC) кислотный водный раствор с показателем pH кислотности, равным 3 и ниже, содержащий кислоту, взятую из ряда: азотная, соляная, серная, фосфорная, плавиковая, уксусная. Процесс ведут при непрерывном барботировании в реакционную смесь вводимых извне из УФ-озонового генератора смеси газообразных окислителей, получаемых при облучении смеси молекулярного кислорода и паров воды ртутными лампами высокого давления потоком излучения с длиной волны не более 200 нм, при следующем наиболее эффективном составе, взятом, об.% озон 40; гидроксил 40; перекись водорода 5; диоксид водорода 5; высокомолекулярные пероксиды 5; атомарный кислород 5. Указанная смесь окислителей (активированный кислород) имеет электрохимический потенциал полуволны восстановления, достигающий 2,4 В. Ведение процесса окисления с помощью такой смеси окислителей обеспечивает необходимый уровень гидратации матрицы сырья, разрыв связей редких металлов с другими компонентами, окисление редких металлов и достаточную проницаемость упорной части матрицы сырья для реакционного раствора, окислителей и комплексообразователей. Далее для выделения окисленных в кислом растворе редких металлов из матрицы и образования маточного раствора, содержащего комплексы редких металлов, повышают показатель pH кислотности реакционной смеси до 11 добавлением известняка и щелочи и вводят в реакционную смесь комплексообразователи для редких металлов, взятые из ряда: цианид, гипохлорит, тиокарбамат, тиомочевина или железо (II) - гипохлорит, которые образуют с окисленными редкими металлами водорастворимые хелаты. После определенного времени выщелачивания редких металлов в указанных условиях и формирования маточного раствора, насыщенного хелатными комплексами редких металлов, подачу окислителей прекращают, маточный раствор отделяют от нерастворимого сырья и извлекают полезные компоненты из маточного раствора, используя стандартные технологии.The closest in technical essence and the achieved effect is a hydrometallurgical method for the extraction of rare metals (US patent 4752412), which consists in the fact that pre-crushed raw materials are placed in an open vessel containing a stirred, heated to boiling (preferably up to 82 o C) acidic aqueous solution with pH value of acidity, equal to 3 and lower, containing acid taken from the series: nitric, hydrochloric, sulfuric, phosphoric, hydrofluoric, acetic. The process is carried out with continuous bubbling into the reaction mixture of a mixture of gaseous oxidizing agents introduced from outside a UV-ozone generator, obtained by irradiating a mixture of molecular oxygen and water vapor with high pressure mercury lamps with a radiation flux with a wavelength of not more than 200 nm, with the following most effective composition taken vol.% ozone 40; hydroxyl 40; hydrogen peroxide 5; hydrogen dioxide 5; high molecular weight peroxides 5; atomic oxygen 5. The specified mixture of oxidizing agents (activated oxygen) has an electrochemical potential of the half-wave of reduction reaching 2.4 V. The process of oxidation using such a mixture of oxidizing agents provides the necessary level of hydration of the feed matrix, breaking of bonds of rare metals with other components, oxidation of rare metals and sufficient permeability of the resistant part of the matrix of raw materials for the reaction solution, oxidizing agents and complexing agents. Next, to isolate the rare metals oxidized in an acidic solution from the matrix and form a mother liquor containing rare metal complexes, increase the pH of the reaction mixture to 11 by adding limestone and alkali and complexing agents for rare metals taken from the series: cyanide, hypochlorite are introduced into the reaction mixture , thiocarbamate, thiourea or iron (II) - hypochlorite, which form water-soluble chelates with oxidized rare metals. After a certain time of leaching of rare metals under the indicated conditions and the formation of a mother liquor saturated with chelate complexes of rare metals, the supply of oxidizing agents is stopped, the mother liquor is separated from insoluble materials and useful components are extracted from the mother liquor using standard technologies.

По опубликованным авторами данным, применение предлагаемого способа на примере различных упорных углеродсодержащих руд штатов Аляска и Юта в США позволило увеличить извлечение, например, золота в 1,36 - 30 раз в зависимости от типа упорного сырья в сравнении со стандартным способом пробирной плавки, проводимым без предварительной гидрохимической и окислительной подготовки. Достижение указанного эффекта позволяет также утверждать, что стандартным пробирным анализом обнаруживается и извлекается только свободное компактное золото, а также золото, не связанное с упорной компонентой матрицы сырья. According to the data published by the authors, the application of the proposed method on the example of various refractory carbon-containing ores of the states of Alaska and Utah in the USA allowed to increase the extraction, for example, of gold 1.36-30 times depending on the type of refractory raw materials in comparison with the standard method of assay melting carried out without preliminary hydrochemical and oxidative preparation. Achieving the indicated effect also allows us to state that only free compact gold, as well as gold not associated with the refractory component of the feed matrix, is detected and extracted by standard assay analysis.

По предлагаемом способу окислители вводят в реакционную смесь в виде газовой фазы, основные компоненты, например, озон и кислород, плохо растворимы в водных жидкостях. Эффективность такого ведения процесса в открытом сосуде не высока из-за низкой скорости диффузного обмена и низкой скорости установления равновесия на границе газ - жидкость. Кроме того, при осуществлении способа имеются большие безвозвратные потери газообразных окислителей в условиях барботирования газа через жидкую реакционную смесь в открытом сосуде и из-за высокой температуры ведения процесса. Такое ведение процесса также не обеспечивает достаточной концентрации окислителей на реакционной поверхности упорных частиц матрицы сырья, находящихся в водном растворе, из-за диффузных ограничений на поверхности раздела раствор - матрица. According to the proposed method, oxidizing agents are introduced into the reaction mixture in the form of a gas phase, the main components, for example, ozone and oxygen, are poorly soluble in aqueous liquids. The efficiency of such a process in an open vessel is not high due to the low speed of diffuse exchange and the low speed of establishing equilibrium at the gas-liquid interface. In addition, when implementing the method, there are large irretrievable losses of gaseous oxidizing agents under conditions of gas sparging through the liquid reaction mixture in an open vessel and due to the high temperature of the process. Such process management also does not provide a sufficient concentration of oxidizing agents on the reaction surface of the refractory particles of the matrix of raw materials in aqueous solution, due to diffuse restrictions on the solution-matrix interface.

Снижает эффективность процесса, увеличивает число операций и время течения процесса предлагаемое раздельное ведение окисления матрицы и редких металлов в кислой среде и последующее, уже в щелочной среде, получение маточного раствора и растворимых в нем комплексов редких металлов. Reduces the efficiency of the process, increases the number of operations and the duration of the process, the proposed separate maintenance of the oxidation of the matrix and rare metals in an acidic environment and the subsequent, already in an alkaline environment, obtaining a mother liquor and soluble complexes of rare metals.

Кроме того, применение способа ведения процесса не обеспечивает, например, вскрытие компонентов, устойчивых к озонному и пероксидному окислению, а по существу, даже таких простых азотсодержащих соединений, которые активно координируют такие редкие металлы, как мочевина, тиомочевина и цианиды. Показательно, что именно эти соединения использованы в качестве комплексообразователей для выведения окисленных редких металлов из твердой матрицы в маточный раствор. Так, например, известно, что электродный процесс окисления платины, координированной на азот мочевины, не происходит до достижения электрохимического потенциала полуволны восстановления уровня, равного 1,4 - 1,6 В, когда между азотом и платиной может внедриться кислород. Следовательно, по предлагаемому способу реальный уровень электрохимического потенциала полуволны восстановления в реакционной смеси не достигает желаемого значения и существенно отклонен в катодную область от расчетного уровня, задаваемого озоновой смесью. In addition, the application of the process control method does not provide, for example, the opening of components resistant to ozone and peroxide oxidation, but essentially even such simple nitrogen-containing compounds that actively coordinate such rare metals as urea, thiourea and cyanides. It is significant that these compounds were used as complexing agents to remove oxidized rare metals from the solid matrix into the mother liquor. For example, it is known that the electrode oxidation process of platinum coordinated to urea nitrogen does not occur until the electrochemical potential of the half-wave of restoration of the level equal to 1.4 - 1.6 V is reached, when oxygen can be introduced between the nitrogen and platinum. Therefore, according to the proposed method, the real level of the electrochemical potential of the half-wave of reduction in the reaction mixture does not reach the desired value and is significantly deviated into the cathode region from the calculated level specified by the ozone mixture.

В основу изобретения положена задача создать способ гидрометаллургического извлечения редких металлов из упорного сырья, в котором за счет изменения технологии процесса осуществляются активная химическая дезинтеграция и структурные преобразования упорных компонентов матрицы, в результате чего обеспечиваются разрыв химических связей, окисление редких металлов, связывание их в растворимые комплексы, извлечение этих комплексов и окислов в маточный раствор. The basis of the invention is to create a method of hydrometallurgical extraction of rare metals from refractory raw materials, in which, by changing the process technology, active chemical disintegration and structural transformations of the refractory components of the matrix are carried out, as a result of which breaking of chemical bonds, oxidation of rare metals, their binding into soluble complexes are ensured , the extraction of these complexes and oxides in the mother liquor.

Поставленная задача решается тем, что в способе гидрометаллургического извлечения редких металлов из технологически упорного сырья, заключающемся в том, что матрицу сырья измельчают, измельченным сырьем частично заполняют агитационный сосуд, содержащий раствор кислот определенного химического состава и концентрации, полученную смесь постоянно перемешивают, поддерживают определенную температуру, показатель pH кислотности раствора в смеси и величину потенциала полуволны восстановления окислителей, частично подаваемых из внешнего источника, и определенное время проводят процесс химического растворения и структурного преобразования матрицы сырья до достижения проницаемости матрицы для окислителей и окисления редких металлов, согласно изобретению процесс ведут в герметичном сосуде, заполненном газожидкостной смесью, включающей измельченное сырье, выбранные растворы кислот, жидкие окислители и комплексообразующие компоненты и в качестве газообразного окислителя, подаваемого из внешнего источника, используют кислород, при этом давление в сосуде, кислотность раствора, химический состав кислот и окислителей, температуру, потенциал полуволны восстановления окислителей и реакционной смеси, состав комплексообразующих компонентов и время проведения процесса выбирают из условия максимального вскрытия матрицы сырья для окисления и извлечения редких металлов и образования маточного раствора, включающего растворенные комплексы и окислы редких металлов, и извлечение редких металлов из матрицы и маточного раствора известными способами. The problem is solved in that in the method of hydrometallurgical extraction of rare metals from technologically resistant raw materials, namely, the raw material matrix is crushed, the propagation vessel containing an acid solution of a certain chemical composition and concentration is partially filled with crushed raw materials, the resulting mixture is constantly mixed, a certain temperature is maintained , pH of the acidity of the solution in the mixture and the value of the half-wave potential of the reduction of oxidizing agents partially supplied from an external source of the analyzer, and for a certain time, they carry out the process of chemical dissolution and structural transformation of the matrix of raw materials until the matrix is permeable to oxidizing agents and oxidizing rare metals, according to the invention, the process is carried out in an airtight vessel filled with a gas-liquid mixture including crushed raw materials, selected acid solutions, liquid oxidizing agents and complexing components and as a gaseous oxidizing agent supplied from an external source, oxygen is used, while the pressure in the vessel, the acidity of the thieves, the chemical composition of acids and oxidizing agents, the temperature, the half-wave potential of the reduction of oxidizing agents and the reaction mixture, the composition of the complexing components and the process time are selected from the condition of maximum opening of the raw material matrix for the oxidation and extraction of rare metals and the formation of a mother liquor, including dissolved complexes and oxides of rare metals and recovering rare metals from the matrix and mother liquor by known methods.

Целесообразно в качестве кислот использовать галогенные и азотистую кислоты, а в качестве галогенной кислоты кислоты, содержащие фтор, хлор, иод, бром, взятые в отдельности или в сочетании. It is advisable to use halogen and nitrous acids as acids, and acids containing fluorine, chlorine, iodine, bromine, taken separately or in combination, as halogen acid.

Также целесообразно азотистую кислоту получать непосредственно в смеси за счет реакций вводимых в смесь галогенных минеральных кислот и солей азотистой кислоты или за счет введения извне в реакционную смесь окислов азота (II). It is also advisable to obtain nitrous acid directly in the mixture due to the reactions of halogen mineral acids and salts of nitrous acid introduced into the mixture or due to the introduction of nitrogen (II) oxides from the outside into the reaction mixture.

Такое ведение процесса обеспечивает растворение и структурное преобразование большинства компонентов матрицы сырья и, как следствие, увеличение извлечения редких металлов в товарный продукт. Such process management ensures the dissolution and structural transformation of most components of the matrix of raw materials and, as a result, an increase in the extraction of rare metals into a marketable product.

Необходимо поддерживать температуру реакционной смеси равной 0-20oC, а показатель pH кислотности в смеси - в пределах 0,1-3.It is necessary to maintain the temperature of the reaction mixture equal to 0-20 o C, and the pH of the acidity in the mixture is in the range of 0.1-3.

Такая температура реакционной смеси и показатель pH кислотности создают условия для стабильного существования в смеси азотистой кислоты. Such a temperature of the reaction mixture and a pH value of acidity create conditions for the stable existence of nitrous acid in the mixture.

Также необходимо давление в сосуде и окислительный процесс поддерживать введением извне кислорода. It is also necessary to maintain pressure in the vessel and the oxidation process by introducing oxygen from the outside.

При этом желательно давление в сосуде поддерживать на уровне ниже или равном атмосферному. Такие условия ведения процесса являются оптимальными. In this case, it is desirable to maintain the pressure in the vessel at a level below or equal to atmospheric. Such process conditions are optimal.

Целесообразно также в качестве комплексообразующих использовать компоненты галогенной и азотистой кислот и их соединения друг с другом, а также продукты окислительно-восстановительных реакций в реакционной смеси, а в качестве окислителей использовать активированные в реакционной смеси галогены, кислород, азот, пероксиды, их соединения друг с другом, формирующиеся в процессе окислительно-восстановительных взаимных реакций и реакций с матрицей сырья, при этом электрохимический потенциал полуволны восстановления окислителей целесообразно поддерживать на уровне, равном 2,4-2,6 В, а в реакционной смеси по крайней мере равном 1,1 В. При этом время протекания процесса выбирают из расчета достижения максимального извлечения редких металлов из матрицы в маточный раствор. It is also advisable to use components of halogen and nitrous acids and their compounds with each other as complexing agents, as well as products of redox reactions in the reaction mixture, and use halogens, oxygen, nitrogen, peroxides and their compounds activated with each other as oxidizing agents. another, formed in the process of redox mutual reactions and reactions with a matrix of raw materials, while the electrochemical potential of the half-wave reduction of oxidizing agents is AZNO maintained at a level equal to 2.4-2.6 V, and in the reaction mixture at least equal to 1.1 V. At this time, the process flow of calculating the selected maximum recovery of rare metals from a matrix in the mother liquor.

Такие условия ведения процесса обеспечивают достаточное вскрытие и, выведение в раствор защитных групп и функциональных центров из упорной части матрицы сырья, достижение максимального окисления редких металлов и, как следствие, выведение их в маточный раствор и больший процент извлечения редких металлов из технологически упорного сырья. Such conditions of the process provide a sufficient opening and, the removal of the protective groups and functional centers into the solution from the refractory part of the matrix of raw materials, the achievement of maximum oxidation of rare metals and, as a result, their removal into the mother liquor and a higher percentage of extraction of rare metals from technologically resistant raw materials.

Для удаления растворимой непродуктивной части органических компонентов матрицы сырья технологически упорное сырье после измельчения целесообразно предварительно обработать органическими растворителями, взятыми из ряда ациклических, алициклических и циклических углеводородов, в том числе галогенсодержащих низших спиртов и кетонов, взятых отдельно или в смеси. To remove the soluble non-productive part of the organic components of the raw material matrix, it is advisable to pre-treat the technologically resistant raw material after grinding with organic solvents taken from a number of acyclic, alicyclic and cyclic hydrocarbons, including halogen-containing lower alcohols and ketones taken separately or in a mixture.

Для удаления растворимой непродуктивной части неорганических компонентов матрицы технологически упорное сырье после измельчения предварительно обрабатывают галогенной кислотой. To remove the soluble non-productive part of the inorganic components of the matrix, technologically refractory raw materials after grinding are pretreated with halogen acid.

Возможно технологически упорное сырье после измельчения перед основным процессом предварительно обрабатывать органическими растворителями и галогенной кислотой последовательно, каждый раз удаляя продукты растворения. It is possible to pre-treat technologically refractory raw materials after grinding before the main process with organic solvents and halogen acid sequentially, each time removing the dissolution products.

Такое ведение процесса повышает скорость и результативность последующего извлечения редких металлов в основном процессе, облегчает отделение маточного раствора от твердых частиц сырья. This process management increases the speed and effectiveness of the subsequent extraction of rare metals in the main process, facilitates the separation of the mother liquor from solid particles of raw materials.

Для извлечения редких металлов из маточного раствора целесообразно маточный раствор отделять от нерастворенного сырья и подвергать кипячению. При этом удаляют растворенные газы и легко кипящие окислы и комплексы редких металлов, которые улавливают. To extract rare metals from the mother liquor, it is advisable to separate the mother liquor from undissolved raw materials and boil them. In this case, dissolved gases and easily boiling oxides and rare metal complexes that are trapped are removed.

Целесообразно маточный раствор после кипячения и удаления отделяющихся реакционных газов и части редких металлов восстанавливать до достижения электрохимического потенциала полуволны восстановления в маточном растворе, равном 0-0,2 В, и выделять в осадок оставшиеся в растворе комплексы и окислы редких металлов, осадок отделять и далее извлекать из него редкие металлы известными способами, например, с использованием цианидов и тиомочевины, или проведением стандартной пробирной плавки с извлечением редких металлов в веркблей. Такое ведение процесса обеспечивает максимальное использование существующих технологий, технических средств и инфраструктуры промышленных предприятий и снижает издержки получения товарной продукции. It is advisable to recover the mother liquor after boiling and removing the separated reaction gases and some rare metals to achieve the electrochemical potential of the half-wave of reduction in the mother liquor, equal to 0-0.2 V, and to separate the remaining rare metal complexes and oxides into the precipitate, separate the precipitate and then to extract rare metals from it by known methods, for example, using cyanides and thiourea, or by conducting standard assay melting with the extraction of rare metals in verkble. Such a process ensures the maximum use of existing technologies, technical means and infrastructure of industrial enterprises and reduces the cost of obtaining marketable products.

Также целесообразно сырье предварительно обогащать, отделяя продуктивные легкорастворимые и легкоокисляемые компоненты от упорной части матрицы сырья и перерабатывать их раздельно. It is also advisable to pre-enrich the raw materials, separating the productive soluble and easily oxidizable components from the refractory part of the matrix of raw materials and process them separately.

Такое ведение процесса снижает затраты на извлечение редких металлов и повышает рентабельность производства. This process management reduces the cost of extracting rare metals and increases the profitability of production.

Предлагаемый способ гидрометаллургического извлечения редких металлов из технологически упорного сырья заключается в том, что матрицу упорного сырья механически, избегая нагрева, измельчают до предельно экономически допустимого уровня, например до размера частиц не более 0,001 см. Измельченным сырьем, раствором кислот, окислителей и комплексообразователей определенного химического состава и концентрации частично заполняют, герметичный агитационный сосуд до расчетного уровня, обеспечивающего для каждого конкретного вида упорного сырья прирост объема при возможном вспенивании реакционной смеси за счет выделяющихся и вводимых газов. Процесс ведут при определенной величине показателя pH кислотности среды и электрохимического потенциала полуволны восстановления. Кроме того, вводят в герметичный сосуд извне расчетное количество окисляющих компонентов и кислорода, а также поддерживают в нем определенную температуру реакционной смеси. По достижении определенного уровня электрохимического потенциала полуволны восстановления в реакционной смеси определенное время проводят процесс химической дезинтеграции упорных компонентов матрицы сырья до достижения проницаемости матрицы для окислителей и комплексообразователей, образования маточного раствора и максимального выделения в маточный раствор редких металлов в виде растворимых окислов или комплексов. Маточный раствор отделяют от непрореагировавшей твердой матрицы сырья и редкие металлы извлекают из маточного раствора известными способами. The proposed method of hydrometallurgical extraction of rare metals from technologically refractory raw materials is that the matrix of refractory raw materials is mechanically, avoiding heating, crushed to the maximum economically acceptable level, for example, to a particle size of not more than 0.001 cm. Crushed raw materials, a solution of acids, oxidizing agents and complexing agents of a certain chemical composition and concentration partially fill, sealed agitation vessel to the design level, providing for each specific type of hard cheese l volume increase with the possible foaming of the reaction mixture due to the released and introduced gases. The process is conducted at a certain pH value of the acidity of the medium and the electrochemical potential of the half-wave recovery. In addition, the calculated amount of oxidizing components and oxygen is introduced into the sealed vessel from the outside, and a certain temperature of the reaction mixture is maintained in it. Upon reaching a certain level of the electrochemical potential of the half-wave of reduction in the reaction mixture, the chemical disintegration of the refractory components of the matrix of the raw material is carried out for a certain time until the matrix is permeable to oxidizing agents and complexing agents, the mother liquor is formed and the rare metals in the form of soluble oxides or complexes are released into the mother liquor. The mother liquor is separated from the unreacted solid matrix of the feed and rare metals are recovered from the mother liquor by known methods.

Длительность процесса извлечения редких металлов для каждого вида сырья различно и составляет 1-49 ч. При этом выщелачивание проводят по крайней мере в одну стадию до достижения максимального вскрытия матрицы сырья и извлечения редких металлов в маточный раствор. The duration of the process of extraction of rare metals for each type of raw material is different and amounts to 1-49 hours. In this case, leaching is carried out at least in one stage until the maximum opening of the matrix of raw materials and extraction of rare metals into the mother liquor.

При проведении процесса в качестве кислот используют в основном соляную и азотистую кислоты, поддерживая избыток соляной кислоты. Дополнительно, в зависимости от структурного, функционального и элементного состава матрицы упорного сырья в реакционную смесь вводят расчетное количество ионов других галогенов: фтора, иода, брома как в отдельности, так и в сочетании. Концентрацию азотистой кислоты поддерживают введением извне ее растворимых неорганических солей, нитритов лития, натрия, калия или цезия либо при достатке в реакционной смеси щелочных ионов вводят в реакционную смесь окись азота (II), например получаемую конверсией аммиака, или иным способом. During the process, mainly hydrochloric and nitrous acids are used as acids, maintaining an excess of hydrochloric acid. Additionally, depending on the structural, functional and elemental composition of the matrix of refractory raw materials, the calculated amount of ions of other halogens: fluorine, iodine, bromine, both individually and in combination, is introduced into the reaction mixture. The concentration of nitrous acid is maintained by introducing externally its soluble inorganic salts, lithium, sodium, potassium, or cesium nitrites, or when alkaline ions are rich in the reaction mixture, nitric oxide (II), for example, obtained by ammonia conversion, is introduced into the reaction mixture or by other means.

Показатель кислотности pH в реакционной смеси поддерживают на уровне pH, равным 3 и ниже, поскольку при pH более 3,3 существует в основном анион NO - 2 , а при pH менее 3,3 - азотистая кислота (HNO2). Температуру реакционной смеси поддерживают в пределах 0-20oC, оптимально 15±5oC. При более низких температурах увеличивается устойчивость азотистой кислоты, но снижается скорость реакции и увеличивается вязкость водосодержащей реакционной смеси, а при более высоких температурах концентрация азотистой кислоты снижается из-за ее распада и конкурирующих реакций образования азотной кислоты.The pH in the reaction mixture is maintained at a pH of 3 or lower, since at most pH 3.3 anion anion exists. - 2 and at pH less than 3.3 - nitrous acid (HNO 2 ). The temperature of the reaction mixture is maintained within the range of 0-20 ° C., optimally 15 ± 5 ° C. At lower temperatures, the stability of nitrous acid increases, but the reaction rate decreases and the viscosity of the aqueous reaction mixture increases, and at higher temperatures the concentration of nitrous acid decreases due to for its decay and competing nitric acid formation reactions.

Давление в герметичном сосуде, содержащем реакционную смесь, до завершения реакции окисления устанавливается на уровне ниже или равном атмосферному, и по мере поглощения реакционной смесью окислов азота и молекулярного кислорода давление в сосуде снижается. Понижение давления компенсируют регулируемой подачей извне кислорода до уровня атмосферного. Повышение давления в реакционном сосуде выше атмосферного увеличивает скорость реакции окисления и сокращает время проведения процесса окисления, однако усложняет техническое исполнение, удорожает изготовление и эксплуатацию оборудования, требует более высокой степени экологической защиты производства. The pressure in the sealed vessel containing the reaction mixture, until the oxidation reaction is completed, is set at a level lower than or equal to atmospheric, and as the reaction mixture absorbs nitrogen oxides and molecular oxygen, the pressure in the vessel decreases. The decrease in pressure is compensated by a controlled supply of oxygen from outside to atmospheric level. Increasing the pressure in the reaction vessel above atmospheric increases the rate of the oxidation reaction and reduces the time of the oxidation process, however, complicates the technical design, increases the cost of manufacturing and operation of equipment, requires a higher degree of environmental protection of the production.

Окисление различных компонентов в реакционной смеси обеспечивается использованием взаимодействия окисляющих галогенных кислот, кислорода, оксидов азота, атомарных галогенов, кислорода и азота и радикалами возникающими в процессе реакции этих окислителей с органическим веществом матрицы сырья. Потенциал полуволны восстановления такой сложной окислительной системы может достигать 2,4-2,6 В, что достаточно для разрушения или структурного преобразования большинства защитных и функциональных групп упорных компонентов матрицы сырья. При этом измеренный электрохимический потенциал полуволны восстановления реакционной смеси может возрастать только до уровня кислородной линии воды. The oxidation of various components in the reaction mixture is ensured by the use of the interaction of oxidizing halogen acids, oxygen, nitrogen oxides, atomic halogens, oxygen and nitrogen and radicals arising during the reaction of these oxidizing agents with the organic material of the feed matrix. The half-wave potential of the recovery of such a complex oxidizing system can reach 2.4-2.6 V, which is sufficient for the destruction or structural transformation of most of the protective and functional groups of the resistant components of the feedstock matrix. Moreover, the measured electrochemical potential of the half-wave reduction of the reaction mixture can only increase to the level of the oxygen line of water.

Некоторые виды упорного сырья содержат ценные, но непродуктивные на редкие металлы органические углеродистые вещества (например, асфальты, смолы, парафины), растворимые в органических растворителях. Такое сырье после измельчения предварительно подвергают обработке органическими растворителями, например, из ряда галогенсодержащих углеводородов, низших спиртов, кетонов, взятых в отдельности или в сочетании. Полученный раствор отделяют, растворители отгоняют и возвращают в процесс, а полученные побочные продукты удаляют. Такая предварительная обработка высокоуглеродистого сырья улучшает основной гидрометаллургический процесс, снижает затраты на окислители и фильтрацию нерастворенной части сырья и облегчает получение продуктивных компонентов на заключительных стадиях процесса. Some types of refractory raw materials contain valuable, but unproductive to rare metals, organic carbon substances (for example, asphalts, resins, paraffins), soluble in organic solvents. After grinding, such raw materials are preliminarily subjected to treatment with organic solvents, for example, from a number of halogen-containing hydrocarbons, lower alcohols, ketones, taken separately or in combination. The resulting solution was separated, the solvents were distilled off and returned to the process, and the resulting by-products were removed. Such preliminary processing of high-carbon raw materials improves the basic hydrometallurgical process, reduces the cost of oxidizing agents and filtering the undissolved part of the raw material, and facilitates the production of productive components in the final stages of the process.

Во многих, особенно природных рудах, технологически упорное сырье содержит легкорастворимые неорганические компоненты непродуктивные на редкие металлы, например, щелочноземельные и железистые карбонаты. Такое сырье также после измельчения подвергают обработке, например, соляной кислотой без доступа кислорода. Полученные газы и фильтрат удаляют. Такая предварительная обработка улучшает основной гидрометаллургический процесс, снижает засоление маточного раствора железистыми и щелочноземельными солями, часть которых, например, образуя сульфаты, может кристаллизоваться в маточном растворе, увлекая с собой полезные компоненты. In many, especially natural ores, technologically refractory raw materials contain readily soluble inorganic components that are unproductive to rare metals, for example, alkaline earth and ferruginous carbonates. Such raw materials are also processed after grinding, for example, with hydrochloric acid without oxygen. The resulting gases and the filtrate are removed. Such pretreatment improves the basic hydrometallurgical process, reduces the salinization of the mother liquor with ferrous and alkaline earth salts, some of which, for example, by forming sulfates, can crystallize in the mother liquor, dragging along useful components.

Для облегчения извлечения редких металлов из маточного раствора, полученного вышеуказанным способом, маточный раствор, содержащий избыток окислителей и прежде всего окислов азота, неустойчивых нитрозокомплексов и нитросоединений, непрореагировавших азотистой и азотных кислот, может подвергаться кипячению. При этом первое бурное отделение оксидов азота наступает при достижении 45-55oC с периодом задержки 0,1-300 с. При этом вспенивающийся раствор увеличивается в объеме до 3-4 раз и более, что следует предусматривать при реализации процесса. Дальнейшее нагревание происходит без побочных процессов и может быть продолжено до кипения. В указанном промежутке после вспенивания до кипения вместе с паром могут удаляться полные оксиды осмия и рутения, имеющие низкие температуры возгонки, соответственно 29 и 99oC. Эти оксиды улавливают известным способом. Маточный раствор, оставшийся после указанных операций, обрабатывают далее восстановителями, снижая электрохимический потенциал полуволны восстановления раствора ступенчато (для селективного отбора осадков редких металлов) или сразу до величины 0-0,2 В. Восстановление приводит к интенсивному разрушению большинства, например, нитрозокомплексов и образованию осадка, содержащего редкие металлы. Осадок отделяют и извлекают из него товарные металлы известными способами.To facilitate the extraction of rare metals from the mother liquor obtained by the above method, the mother liquor containing an excess of oxidizing agents and, above all, nitrogen oxides, unstable nitroso complexes and nitro compounds, unreacted nitrous and nitric acids, can be boiled. In this case, the first rapid separation of nitrogen oxides occurs when reaching 45-55 o C with a delay period of 0.1-300 s. In this case, the foaming solution increases in volume up to 3-4 times or more, which should be provided for during the implementation of the process. Further heating occurs without side effects and can be continued until boiling. In this interval, after foaming to a boil, complete osmium and ruthenium oxides having low sublimation temperatures of 29 and 99 ° C, respectively, can be removed together with steam. These oxides are captured in a known manner. The mother liquor remaining after these operations is further treated with reducing agents, reducing the electrochemical potential of the half-wave of the solution recovery stepwise (for selective selection of rare metals precipitates) or immediately to a value of 0-0.2 V. Recovery leads to the intensive destruction of most, for example, nitroso complexes and the formation of sediment containing rare metals. The precipitate is separated and recovered from it commodity metals by known methods.

В ряде случаев следует применять селективные экстрагенты, например жидкие, не смешивающиеся с водным раствором. Так, например, при селективном извлечении только золота может использоваться бутилмеркаптан. In some cases, selective extractants, for example liquid, not miscible with an aqueous solution, should be used. So, for example, butyl mercaptan can be used in the selective recovery of only gold.

Для аналитических целей, например, для определения золота способом пробирной плавки маточный раствор и нерастворенную часть сырья, полученные описанным способом, можно не разделять, а подвергнуть высушиванию до сухих солей и плавке стандартным способом. For analytical purposes, for example, to determine gold by the method of assay melting, the mother liquor and the undissolved part of the raw materials obtained by the described method can be not separated, but subjected to drying to dry salts and smelting in a standard way.

Такое ведение пробоподготовки к анализу в сравнении с обычным способом пробирной плавки, до сих пор проводимого она практике без предварительной химической обработки сырья, дает более точные результаты по содержанию редких металлов в упорном сырье. Such conducting sample preparation for analysis in comparison with the conventional method of assay melting, which it has so far conducted without preliminary chemical processing of raw materials, gives more accurate results on the content of rare metals in refractory raw materials.

Наконец, следует указать на целесообразность проведения фазового анализа упорного сырья и слагающих его компонентов для выявления их продуктивности на редкие металлы. Finally, it should be pointed out that it is advisable to conduct a phase analysis of refractory raw materials and their constituent components in order to reveal their productivity on rare metals.

Раздельная переработка фаз сырья может привести к существенному сокращению объемов обработки и снижению затрат на единицу товарной продукции. Separate processing of the phases of raw materials can lead to a significant reduction in processing volumes and lower costs per unit of commodity output.

Ниже приведены аспекты химизма предлагаемого процесса. The following are aspects of the chemistry of the proposed process.

Компоненты матрицы упорного сырья можно подразделить на два класса неорганические и органические. The components of the matrix of refractory raw materials can be divided into two classes of inorganic and organic.

Среди неорганических к особо упорным компонентам следует отнести безводные силикаты и алюмосиликаты, оксиды титана, кремния, карбиды и графит. Разложение и растворение этих упорных компонентов, координирующих и/или включающих в себя редкие благородные металлы, затруднено, поскольку электрохимический потенциал полуволны восстановления для указанных составляющих в большинстве случаев выше 1,6 В. Водородсодержащие силикаты, железо и алюмосиликаты медленно растворяются в среде сильных кислот и в присутствии таких окислителей, как кислород, окислы азота и галогены, поскольку их электрохимический потенциал полуволны восстановления ниже 1,45 В. Among inorganic components, anhydrous silicates and aluminosilicates, oxides of titanium, silicon, carbides, and graphite should be classified as particularly resistant components. The decomposition and dissolution of these resistant components, coordinating and / or including rare precious metals, is difficult, since the electrochemical potential of the half-wave of reduction for these components in most cases is higher than 1.6 V. Hydrogen-containing silicates, iron and aluminosilicates slowly dissolve in a medium of strong acids and in the presence of oxidizing agents such as oxygen, nitrogen oxides, and halogens, since their electrochemical potential of the half-wave of reduction is below 1.45 V.

Главными составляющими органической части матрицы упорного сырья являются гетероатомные конденсированные соединения и, в первую очередь, содержащие азот пероксиды и эфиры. Органические компоненты матрицы включают в себя функциональные центры, ответственные за координацию или химическую связь с рассеянными редкими металлами, и защитные группы, ограничивающие доступ окислителей, растворителей и комплексообразователей к функциональным центрам. Химическая дезинтеграция органической части матрицы упорного сырья включает два параллельных процесса: снятие действия защитных групп и разрушение или преобразование функциональных центров. The main components of the organic part of the matrix of refractory raw materials are heteroatomic condensed compounds and, primarily, nitrogen peroxides and ethers. The organic components of the matrix include functional centers responsible for coordination or chemical bonding with scattered rare metals, and protective groups restricting the access of oxidizing agents, solvents, and complexing agents to the functional centers. Chemical disintegration of the organic part of the matrix of refractory raw materials involves two parallel processes: the removal of the action of protective groups and the destruction or transformation of functional centers.

Наиболее сложно обеспечить удаление из матрицы защитных групп, число которых в органической химии известно более 1200. Одни из них могут быть удалены при кислотном или нейтральном гидролизе без участия окислителей и устойчивы к щелочной обработке, и наоборот. Другим требуется обработка в присутствии солей ртути, серебра, меди или кислот Люиса. Например, силиловые и силильные защитные группы распространены в упорном сырье низкотемпературного метаморфического и метасоматического класса, графитовых и углистых сланцах, кремнистых, черных и горючих сланцах и осадочных породах. Они способны удерживать комплексы и окислы благородных металлов на поверхности окислов кремнезема, силикатов и алюмосиликатов и весьма устойчивы в условиях кислотного гидролиза. Для из удаления и/или отделения химических связанных с ними благородных металлов необходимо наличие в реакционной среде фторид-ионов. Последние могут быть привлечены из состава неорганической части сырья при кислотной обработке, например, из фтор-апатитов, а при их недостатке - должны вводиться в процесс извне в виде растворимых солей или плавиковой кислоты. It is most difficult to ensure the removal of protective groups from the matrix, the number of which in organic chemistry is known to more than 1200. Some of them can be removed by acid or neutral hydrolysis without the participation of oxidizing agents and are resistant to alkaline treatment, and vice versa. Others require treatment in the presence of mercury, silver, copper, or Lewis salts. For example, silyl and silyl protective groups are common in refractory raw materials of the low-temperature metamorphic and metasomatic class, graphite and carbonaceous shales, siliceous, black and oil shales, and sedimentary rocks. They are capable of retaining complexes and oxides of noble metals on the surface of silicas, silicates and aluminosilicates and are very stable under conditions of acid hydrolysis. For removal and / or separation of the chemical associated precious metals, fluoride ions must be present in the reaction medium. The latter can be drawn from the inorganic part of the raw material during acid treatment, for example, from fluorine-apatite, and if they are deficient, they must be introduced into the process from the outside in the form of soluble salts or hydrofluoric acid.

Удаление алкилтиозащитных групп из матрицы может быть произведено в кислых и близнейтральных условиях в присутствии солей ртути, серебра или меди при низких электрохимических потенциалах полуволны восстановления. Например, в области устойчивости в кислом растворе одновалентной меди. The removal of alkylthioprotective groups from the matrix can be carried out under acidic and near-neutral conditions in the presence of mercury, silver or copper salts at low electrochemical potentials of the half-wave of reduction. For example, in the field of stability in an acidic solution of monovalent copper.

Гидропероксиды, пероксоэфиры, пероксиды алкилов и аралкилов имеют высокие электрохимические потенциалы полуволны восстановления соответственно: 0,6 - 0,9 В, 0,8 - 1,1 В и 1,4 - 2,1 В. Для их окисления необходимо обеспечить электрохимический потенциал полуволны восстановления в растворе на надлежащем уровне. Hydroperoxides, peroxoesters, peroxides of alkyls and aralkyls have high electrochemical potentials of the half-wave of reduction, respectively: 0.6 - 0.9 V, 0.8 - 1.1 V and 1.4 - 2.1 V. For their oxidation, it is necessary to ensure the electrochemical potential half-waves of restoration in solution at the proper level.

Для создания достаточного окислительного потенциала в реакционной среде и удаления наиболее упорных компонентов из матрицы сырья в реакционной среде формируют или вводят в нее окислы азота, галогены и кислород, совместное действие которых обеспечивает создание на поверхности твердых частиц матрицы достаточной концентрации окислителей и достижение высокого электрохимического потенциала восстановления до 2,7 В. Например, в кислой среде азотная кислота и окислы азота реагируют следующим образом:
HNO2 + H+ + e = NO + H2O - +1,00 В
или 2HNO2 + 4H+ + 4e = N2O + 3H2O - +1,29 В
или 2HNO2 + 6H+ + 6e = N2 + 4H2O - +1,44 В
где
e - электрон
В нейтральной среде анион азотистой кислоты действует как восстановитель, например
NO - 2 + H2O + e = NO + 2OH- - -0,46 В
или NO - 2 + 6H2O + 6e = NH4OH + 7OH- - -0,15 В
или 2NO - 2 + 4H2O + 6e = N2 + 8OH- - +0,11 В
Поэтому процесс окисления упорной части матрицы сырья ведут в области достаточной кислотности, а избыток непрореагировавшей азотистой кислоты может быть использован в последующих реакциях восстановления.
To create a sufficient oxidation potential in the reaction medium and remove the most resistant components from the feedstock matrix, nitrogen oxides, halogens, and oxygen are formed or introduced into it, the combined action of which ensures the creation of a sufficient concentration of oxidizing agents on the surface of the solid particles of the matrix and the achievement of a high electrochemical reduction potential up to 2.7 V. For example, in an acidic environment, nitric acid and nitrogen oxides react as follows:
HNO 2 + H + + e = NO + H 2 O - +1.00 V
or 2HNO 2 + 4H + + 4e = N 2 O + 3H 2 O - +1.29 V
or 2HNO 2 + 6H + + 6e = N 2 + 4H 2 O - +1.44 V
Where
e - electron
In a neutral environment, the nitrous acid anion acts as a reducing agent, for example
NO - 2 + H 2 O + e = NO + 2OH - - -0.46 V
or NO - 2 + 6H 2 O + 6e = NH 4 OH + 7OH - - -0.15 V
or 2NO - 2 + 4H 2 O + 6e = N 2 + 8OH - - +0.11 V
Therefore, the oxidation process of the persistent part of the feed matrix is carried out in a region of sufficient acidity, and an excess of unreacted nitrous acid can be used in subsequent reduction reactions.

Окись азота (1), например, в близнейтральной среде реагирует с водой с низким анодным потенциалом
N2O + H2O + 2e = N2 + 2OH - +0,94 В,
а в кислой среде с анодным потенциалом почти вдвое большим
N2O + 2H+ = N2 + H2O - +1,77 В
Оксид азота (II) может создавать электрохимический потенциал полуволны восстановления в близнейтральной среде, равный, например
NO + H2O = HNO2 + H+ + e - +0,99 В
или 2NO + 2H2O + 4e = N2 + 4OH- - +0,85 В
а в кислой среде имеет более высокий анодный потенциал
2NO + 2H+ + 2e = N2 + H2O - +1,59 В
или 2NO + 4H+ + 4e = N2 + 2H2O - +1,68 В
Барботирование молекулярного кислорода в реакционную смесь, не содержащую других окислителей и органических веществ, может создавать электрохимический потенциал полуволны восстановления процесса на различном уровне
O2 + 2H2O + 4e = 4OH- - +0,4 В
или O2 + 2H+ + 2e = H2O2 - +0,68 В
или O2 + 4H+ + 4e = 2H2O - +1,23 В
Наиболее высокие электрохимические потенциалы полуволны восстановления могут создавать процессы окисления галогенов, например
F2 + 2e = 2F- - +2,87 В
Cl + H2O = HClO + H+ + e - +1,63 В
Cl + H2O2 + ClO2 + 2H+ + e - +1,45 В
Совместное действие кислорода, окислов азота, галогенов и органических веществ с подвижным водородом в присутствии любых нейтральных молекул приводит к образованию атомарного кислорода, озона, галогенов, пероксидов и радикалов. Это можно проиллюстрировать в следующих реакциях:
RCOOH + Cl = RCOO + HCl
RCOO + NO = NO2 + RCO
RCO + O2 = RC(O)OO
Cl + O2 = ClO + O
ClO + O2 = Cl + O3
O + O2 + M = O3 + M
где M - любая нейтральная молекула.
Nitric oxide (1), for example, in a near-neutral medium reacts with water with a low anode potential
N 2 O + H 2 O + 2e = N 2 + 2OH - +0.94 V,
and in an acidic medium with an anode potential of almost double
N 2 O + 2H + = N 2 + H 2 O - +1.77 V
Nitric oxide (II) can create the electrochemical potential of the half-wave of reduction in the near-neutral medium, equal, for example
NO + H 2 O = HNO 2 + H + + e - +0.99 V
or 2NO + 2H 2 O + 4e = N 2 + 4OH - - +0.85 V
and in an acidic environment has a higher anode potential
2NO + 2H + + 2e = N 2 + H 2 O - +1.59 V
or 2NO + 4H + + 4e = N 2 + 2H 2 O - +1.68 V
Bubbling molecular oxygen into a reaction mixture that does not contain other oxidizing agents and organic substances can create the electrochemical potential of the process recovery half-wave at various levels
O 2 + 2H 2 O + 4e = 4OH - - +0.4 V
or O 2 + 2H + + 2e = H 2 O 2 - +0.68 V
or O 2 + 4H + + 4e = 2H 2 O - +1.23 V
The highest electrochemical potentials of the half-wave of reduction can be caused by halogen oxidation processes, for example
F 2 + 2e = 2F - - + 2.87 V
Cl + H 2 O = HClO + H + + e - +1.63 V
Cl + H 2 O 2 + ClO 2 + 2H + + e - +1.45 V
The combined action of oxygen, nitrogen oxides, halogens and organic substances with mobile hydrogen in the presence of any neutral molecules leads to the formation of atomic oxygen, ozone, halogens, peroxides and radicals. This can be illustrated in the following reactions:
RCOOH + Cl = RCOO + HCl
RCOO + NO = NO 2 + RCO
RCO + O 2 = RC (O) OO
Cl + O 2 = ClO + O
ClO + O 2 = Cl + O 3
O + O 2 + M = O 3 + M
where M is any neutral molecule.

Образующийся при этом озон создает максимально высокий электрохимический потенциал полуволны восстановления в слабокислых растворах, например
O3 + 2H+ + 2e = O2 + H2O - +2,07 В,
который с повышением и снижением показателя кислотности понижается
O3 + 6H+ + 6e = 3H2O - +1,51 В
O3 + H2O + 2e = O2 + 2OH- - +1,24 В
Для промышленного применения предлагаемого процесса важно, что в присутствии галогенов окисление окиси азота (II) галогенами и кислородом легко происходит в темновых условиях герметичного сосуда. При этом при избытке галогенов и кислорода NO расходуется на образование NOCl, NCl и NO, а при недостатке - NO участвует в формировании пероксидов, ингибировании радиалов и озона, например, по реакции
O3 + NO = NO2 + O2
Поддержанием низкой температуры процесса в оптимальных пределах 10±5oC и регулированием давления в реакторе с помощью подаваемого в смесь кислорода сдвигают реакции в сторону формирования азотистой кислоты. Эти реакции идут со значительной убылью свободной энергии, наибольшей при недостатке кислорода:
4NO + O2 + 2H2O = 4HNO2 - +304,34 кДж
и меньшей убыли свободной энергии при избытке кислорода, например
2NO + O2 + H2O = HNO3 + HNO2 - +228,6 кДж
Выделяющаяся при этих процессах энергия достаточна для протекания реакции окисления без дополнительного подогрева, которые идут с большей скоростью и практически необратимы. При этом реакция окисления NO в NO2 наиболее медленная. Уравнение скорости этой реакции представляется в виде
W = Ka2b
где
K - константа скорости реакции, увеличивающаяся с понижением температуры;
a - концентрация окиси азота (II);
b - концентрация кислорода в газовой фазе.
The ozone formed in this case creates the highest electrochemical potential of the half-wave of reduction in weakly acidic solutions, for example
O 3 + 2H + + 2e = O 2 + H 2 O - +2.07 V,
which with increasing and decreasing acidity decreases
O 3 + 6H + + 6e = 3H 2 O - +1.51 V
O 3 + H 2 O + 2e = O 2 + 2OH - - +1.24 V
For industrial applications of the proposed process, it is important that in the presence of halogens, the oxidation of nitric oxide (II) by halogens and oxygen easily occurs in the dark conditions of a sealed vessel. Moreover, with an excess of halogens and oxygen, NO is spent on the formation of NOCl, NCl and NO, and with a deficiency, NO is involved in the formation of peroxides, inhibition of radials and ozone, for example, by the reaction
O 3 + NO = NO 2 + O 2
Maintaining a low process temperature in the optimal range of 10 ± 5 o C and regulating the pressure in the reactor using the oxygen supplied to the mixture shift the reaction towards the formation of nitrous acid. These reactions proceed with a significant decrease in free energy, the greatest with a lack of oxygen:
4NO + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 2 - +304.34 kJ
and less loss of free energy with an excess of oxygen, for example
2NO + O 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2 - +228.6 kJ
The energy released during these processes is sufficient for the oxidation reaction to occur without additional heating, which proceed at a faster rate and are practically irreversible. In this case, the reaction of oxidation of NO to NO 2 is the slowest. The equation of the rate of this reaction is represented as
W = Ka 2 b
Where
K is the reaction rate constant, increasing with decreasing temperature;
a is the concentration of nitric oxide (II);
b is the concentration of oxygen in the gas phase.

Разложение азотистой кислоты на азотную кислоту и окись азота (II) идет с поглощением тепла
3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O - -75,9 кДж
чему способствует нагревание и дефицит кислорода.
The decomposition of nitrous acid into nitric acid and nitric oxide (II) comes with heat absorption
3HNO 2 = HNO 3 + 2NO + H 2 O - -75.9 kJ
which contributes to heating and oxygen deficiency.

Указанные сложные условия взаимодействия окислителей требуют доя оптимизации процесса соблюдать преобладание галогенов и кислорода над концентрацией NO и NO2 и соответственно NO2 над NO.These complex conditions for the interaction of oxidizing agents require, in order to optimize the process, to observe the predominance of halogens and oxygen over the concentration of NO and NO 2 and, accordingly, NO 2 over NO.

Таким образом, прочные защитные группы матрицы сырья, например пероксиацил, пероксиароил, нитраты и сложные эфиры, могут разрушаться в присутствии NO, O2 и галогенов, например
RC(O)OONO2 + 3NO +2O2 = 4NO2 + CO2 + RO + OH
и удаляться или структурно преобразовываться. Матрица сырья дезинтегрируется или становится рыхлой, аморфной, открывая доступ окислителям и комплексообразователям к функциональным центрам матрицы и связанным с ними металлам.
Thus, the strong protective groups of the feedstock matrix, for example peroxyacyl, peroxyaroyl, nitrates and esters, can be destroyed in the presence of NO, O 2 and halogens, for example
RC (O) OONO 2 + 3NO + 2O 2 = 4NO 2 + CO 2 + RO + OH
and retire or structurally transform. The matrix of raw materials disintegrates or becomes loose, amorphous, opening up access to oxidizing agents and complexing agents to the functional centers of the matrix and the metals associated with them.

Среди функциональных центров, координирующих или химически связывающих переходные, в том числе благородные металлы, наиболее типичны OH, CO. COO, NH2, NH, CH, OHN, C=C и многие другие, в том числе включающие такие гетероэлементы, как мышьяк, сера, фосфор и сурьма. Из них наиболее существенны группы, содержащие азот. Вскрытие этой части упорного сырья и окисление связанных с ними металлов обеспечивается совместным действием комплекса окислителей, представленных галогенами, кислородом, окислами азота и их производных. При этом выведение в маточный раствор, например, благородных металлов происходит в форме хорошо известных галогенных и нитрозокомплексов. Функциональные центры, содержащие, например, спиртовые группы разрушаются с образованием органической перекиси, перекиси водорода и кетонов. Далее органические перекиси распадаются с образованием радикалов, которые развивают цепь окисления, углубление которого приводит к распаду кетонов до карбоновых кислот, окиси углерода и воды.Among the functional centers coordinating or chemically bonding transitional, including noble metals, OH, CO are the most typical. COO, NH 2 , NH, CH, OHN, C = C and many others, including those including hetero elements such as arsenic, sulfur, phosphorus and antimony. Of these, the groups containing nitrogen are the most significant. The opening of this part of the refractory raw materials and the oxidation of the metals associated with them is ensured by the combined action of a complex of oxidizing agents represented by halogens, oxygen, nitrogen oxides and their derivatives. In this case, the removal into the mother liquor, for example, of noble metals occurs in the form of well-known halogen and nitroso complexes. Functional centers containing, for example, alcohol groups are destroyed with the formation of organic peroxide, hydrogen peroxide and ketones. Further, organic peroxides decompose with the formation of radicals, which develop an oxidation chain, the deepening of which leads to the decomposition of ketones to carboxylic acids, carbon monoxide and water.

Естественно, что скорость окисления твердых фаз обычно незначительна из-за диффузионных ограничений. Ее можно увеличить путем повышения концентрации окислителей в растворе и глубины дезинтеграции твердых частиц матрицы. С целью преодоления диффузионного торможения, обусловленного медленным подводом окислителей, поступающих из газовой фазы в жидкую, в предлагаемом процессе применяются окислители, растворимые в водных растворах, а повышение температуры в зоне реакций окисления достигается за счет деазотирования и побочных окислительных процессов. Naturally, the oxidation rate of solid phases is usually negligible due to diffusion limitations. It can be increased by increasing the concentration of oxidizing agents in the solution and the depth of disintegration of the solid particles of the matrix. In order to overcome diffusion inhibition caused by the slow supply of oxidizing agents from the gas phase to the liquid phase, the proposed process uses oxidizing agents that are soluble in aqueous solutions, and the temperature increase in the zone of oxidation reactions is achieved due to deoxotation and secondary oxidation processes.

Избыток или недостаток кислорода имеет решающее значение для протекания многих реакций на поверхности матрицы сырья и в реакционном растворе. Например, при недостатке кислорода спирты преобразуются в кетоны и воду без образования органических и неорганических перекисей. Оптимальное соотношение окислителей, пероксидов и радикалов может быть реализовано при достаточно энергичном подводе кислорода через реакционную смесь. Это может быть реализовано, если кислород подается с носителем, легко растворимым в реакционном растворе, а также легко отдающим и принимающим кислород при низкой энергии активации. Одним из таких носителей является окись азота (II), образующаяся в процессе взаимных реакций азотистой кислоты, галогенных кислот и матрицы сырья. Окись азота (II) практически нерастворима в водном растворе. Однако легко соединяясь с молекулярным кислородом в газовой фазе с незначительным тепловым эффектом (+12 кДж), превращается в окись азота (IV). Последняя хорошо растворима в водных средах, на чем основана промышленная технология получения азотной кислоты. Excess or lack of oxygen is critical for many reactions to occur on the surface of the feed matrix and in the reaction solution. For example, with a lack of oxygen, alcohols are converted to ketones and water without the formation of organic and inorganic peroxides. The optimal ratio of oxidizing agents, peroxides, and radicals can be realized with a sufficiently energetic supply of oxygen through the reaction mixture. This can be realized if oxygen is supplied with a carrier readily soluble in the reaction solution, as well as easily giving and receiving oxygen at a low activation energy. One of these carriers is nitric oxide (II), which is formed in the process of mutual reactions of nitrous acid, halogen acids and the matrix of raw materials. Nitric oxide (II) is practically insoluble in an aqueous solution. However, easily combining with molecular oxygen in the gas phase with an insignificant thermal effect (+12 kJ), it turns into nitric oxide (IV). The latter is highly soluble in aqueous media, on which the industrial technology for producing nitric acid is based.

В условиях герметичного ведения процесса полученная окись азота (IV) поступают из газовой фазы в реакционную смесь, растворяется в ней и снимает кинетические ограничения по доставке кислорода в раствор и на поверхность частиц матрицы. При таком проведении процесса концентрация окислителей в газовой фазе и растворе легко регулируется, например, давлением, подаваемым в реактор кислорода. Under conditions of tight process control, the obtained nitric oxide (IV) is transferred from the gas phase to the reaction mixture, dissolved in it and removes the kinetic restrictions on oxygen delivery to the solution and to the surface of the matrix particles. With this process, the concentration of oxidizing agents in the gas phase and the solution is easily controlled, for example, by the pressure supplied to the oxygen reactor.

Для разрушения связи металлов и функциональных групп, например азотсодержащих, использование в процессе азотистой кислоты имеет особо важное значение. Она позволяет проводить реакции деазотирования упорного сырья с высоким тепловым эффектом. При этом амиды преобразуются в карбоновые кислоты, а первичные амины - в спирты и альдегиды. В присутствии ионов галогенов и окислителей первичные, вторичные и третичные амины, являясь сильными основаниями, легко растворяются в кислотах. Состав продуктов взаимодействия аминов с азотистой, азотной кислотами и окислами азота зависит от структуры аминов. Так, например, первичные алифатические амины с азотистой кислотой дают молекулярный азот и спирт; вторичные амины образуют жидкие и твердые нитрозопроизводные, а третичные растворяются в азотистой кислоте и образуют различные продукты окисления, в частности альдегид и вторичный амин. Нитроамины из-за слабых основных свойств не растворяются в кислотах, но при длительном действии окислителей в кислых растворах малостабильны и изомеризуются в гидроксиламины с дальнейшим выделением азота и спирта. Соли ароматических диазогидратов более устойчивы, но также с течением времени разлагаются, выделяя азот. To break the bond of metals and functional groups, for example, nitrogen-containing, the use of nitrous acid in the process is especially important. It allows you to conduct the reaction of nitriding resistant materials with high thermal effect. Amides are converted to carboxylic acids, and primary amines to alcohols and aldehydes. In the presence of halogen ions and oxidizing agents, primary, secondary and tertiary amines, being strong bases, easily dissolve in acids. The composition of the products of the interaction of amines with nitrous, nitric acids, and nitrogen oxides depends on the structure of amines. So, for example, primary aliphatic amines with nitrous acid give molecular nitrogen and alcohol; secondary amines form liquid and solid nitro derivatives, while tertiary amines dissolve in nitrous acid and form various oxidation products, in particular aldehyde and secondary amine. Due to weak basic properties, nitroamines do not dissolve in acids, but with prolonged action of oxidizing agents in acidic solutions, they are unstable and are isomerized into hydroxylamines with the further evolution of nitrogen and alcohol. Salts of aromatic diazo hydrates are more stable, but also decompose over time, releasing nitrogen.

Алифатические и ароматические ионы диазония и амины разлагаются очень быстро. При подходящих условиях проведения процесса окисление, например, аминов происходит с периодом задержки 0,01 - 2000 с, увеличиваясь с понижением концентрации окислителей. Кроме того, разлагающиеся до азота первичные и вторичные амины, выступают в роли генераторов тепла за счет реакций деазотирования, идущих с экзотермическим эффектом свыше 300 кДж/моль. Этого тепла вполне достаточно для стимулирования разрыва связей в большинстве органических соединений и преодоления активационного барьера в зоне реакции, равного в основном 150-180 кДж/моль. Расчетное значение температуры в зоне реакции деазотирования достигает 1000oC, что, естественно, интенсифицирует реакции окисления, растворения, хлорирования, нитрозирования и термического распада близлежащих участков твердых частиц матрицы. Вероятно, разогрев реакционной зоны еще выше из-за побочных реакций окисления, например, окиси азота (II) в азотистую кислоту. Так, если первичные амины легко окисляются молекулярным кислородом, образуя гидроксиламин и нитросоединения, а вторичные амины - растворимые нитрозосоединения, то третичные амины образуют окиси, для дальнейшего разложения которых нужен сильный нагрев. Уменьшение свободной энергии при деазотировании в процессе реакции первичных аминов и азотистой кислоты обеспечивают разрушение третичных аминов и продуктов их окисления.Aliphatic and aromatic diazonium ions and amines decompose very quickly. Under suitable process conditions, the oxidation of, for example, amines occurs with a delay period of 0.01 - 2000 s, increasing with decreasing concentration of oxidizing agents. In addition, primary and secondary amines decomposing to nitrogen act as heat generators due to deazotization reactions proceeding with an exothermic effect of more than 300 kJ / mol. This heat is quite enough to stimulate the breaking of bonds in most organic compounds and to overcome the activation barrier in the reaction zone, which is mainly equal to 150-180 kJ / mol. The calculated value of the temperature in the zone of the de-nitration reaction reaches 1000 o C, which naturally intensifies the reactions of oxidation, dissolution, chlorination, nitrosation and thermal decomposition of nearby sections of the solid particles of the matrix. It is likely that the heating of the reaction zone is even higher due to adverse oxidation reactions, for example, nitric oxide (II) into nitrous acid. So, if primary amines are easily oxidized by molecular oxygen, forming hydroxylamine and nitro compounds, and secondary amines are soluble nitroso compounds, then tertiary amines form oxides, which require strong heating for further decomposition. The decrease in free energy during de-nitriding during the reaction of primary amines and nitrous acid ensures the destruction of tertiary amines and their oxidation products.

Углеродистые соединения матрицы сырья, имеющие ненасыщенные связи, окисляются по этим связям озоном в альдегиды, карбоновые кислоты и перекиси, или претерпевают разрыв в месте такой связи. С перекисью водорода они реагируют с образованием гликолей, с карбоновыми кислотами - с образованием эпоксидов, с галогенными кислотами галогенируются. Первичные, вторичные, третичные арсины окисляются до диарсосоединений, карбоновых кислот и окисей, а нитрозилгалогениды формируют оксимы. Окисление меркаптанов приводит к образованию сульфеновых, сульфиновых, сульфоновых кислот и сульфоксидов. Carbon compounds of the feedstock matrix having unsaturated bonds are oxidized at these bonds by ozone to aldehydes, carboxylic acids and peroxides, or undergo a gap at the site of such a bond. With hydrogen peroxide they react with the formation of glycols, with carboxylic acids with the formation of epoxides, with halogen acids they are halogenated. Primary, secondary, tertiary arsines are oxidized to diarso compounds, carboxylic acids and oxides, and nitrosyl halides form oximes. Oxidation of mercaptans leads to the formation of sulfenic, sulfinic, sulfonic acids and sulfoxides.

Большая часть окисленных таким способом органических соединений переходит в маточный раствор или остается связанной с твердой фазой матрицы, не мешая в дальнейшем доступу окислителей и комплексообразователей к продуктивным компонентам. Последние также претерпевают окисление до высших окислов и в форме высших оксидов легко теряют связи с функциональными центрами матрицы сырья и могут быть выведены в маточный раствор в виде ионных соединений, хелатов или комплексов. Most of the organic compounds oxidized in this way either pass into the mother liquor or remain bound to the solid phase of the matrix, without further interfering with the access of oxidizing agents and complexing agents to productive components. The latter also undergo oxidation to higher oxides and, in the form of higher oxides, easily lose touch with the functional centers of the matrix of raw materials and can be removed into the mother liquor in the form of ionic compounds, chelates or complexes.

В результате подобного ведения процесса в маточном растворе концентрируются галогенные и нитрозокомплексы редких металлов, включая благородные, а также их легкоплавкие окислы. Эти комплексы весьма устойчивы к восстановлению, окислению и нагреванию и могут существовать без разложения и выпадения в осадок из маточного раствора свыше 10+с.As a result of this process, the halogen and nitroso complexes of rare metals, including noble and their low-melting oxides, are concentrated in the mother liquor. These complexes are very resistant to reduction, oxidation, and heating and can exist without decomposition and precipitation from the mother liquor over 10 + s.

Примеры иллюстрируют некоторые результаты, получаемые при гидрометаллургическом извлечении редких металлов из упорного сырья предложенным способом. The examples illustrate some of the results obtained by hydrometallurgical extraction of rare metals from refractory raw materials by the proposed method.

Пример 1. Взята сульфидная черносланцевая руда, содержащая, мас.%: силикаты 82; пириты 4,5; арсенопириты 0,5; карбонаты 3; гетероатомные соединения углерода 9,8; фосфаты 0,2. Органическая фаза включает, мас.%: углерод 86; водород 4,5; кислород 5,2; азот 1,8; сера 1,8; мышьяк 0,1 и фосфор 0,2, остальное примеси. Выход летучих при прокаливании, мас.%: при 200oC 0,146, при 500oC 2,85 и при 850oC 5,14. Содержание золота, г/т, по данным нейтронноактивационного анализа /НАА/: без предварительного прокаливания 20,8; после прокаливания при 200oC 13,2; при 500oC 13,2; при 850oC 6,95. Содержание золота в сырье по данным стандартного пробирного анализа 12,1 г/т; серебра 96 г/т; платиноидов не обнаружено.Example 1. Taken sulphide black shale ore containing, wt.%: Silicates 82; pyrites 4,5; arsenopyrite 0.5; carbonates 3; heteroatomic carbon compounds 9.8; phosphates 0.2. The organic phase includes, wt.%: Carbon 86; hydrogen 4.5; oxygen 5.2; nitrogen 1.8; sulfur 1.8; arsenic 0.1 and phosphorus 0.2, the rest is impurities. The yield of volatiles upon ignition, wt.%: At 200 ° C. 0.146, at 500 ° C. 2.85 and at 850 ° C. 5.14. Gold content, g / t, according to neutron activation analysis / NAA /: without preliminary calcination 20.8; after calcination at 200 ° C. 13.2; at 500 ° C. 13.2; at 850 ° C. 6.95. The gold content in raw materials according to standard assay analysis 12.1 g / t; silver 96 g / t; no platinoids were found.

Исходную руду предварительно измельчили в шаровой барабанной мельнице в смеси с водой 1:1 по весу до размера частиц 90% - 0,15 мм. The initial ore was preliminarily crushed in a ball mill in a mixture with water 1: 1 by weight to a particle size of 90% - 0.15 mm.

Полученную смесь поместили в агитационный сосуд, добавили раствор 10% HCl до соотношения жидкое: твердое 2:1 по весу и заполнения агитационного сосуда до 50% по объему. Агитационный сосуд герметизировали и далее в течение всего процесса сосуд охлаждали, поддерживали температуру реакционной смеси в пределах 10 ± 5oC и показатель кислотности менее pH 2, добавлением извне раствора HCl, реакционную смесь перемешивали в турбулентном режиме.The resulting mixture was placed in an agitation vessel, a solution of 10% HCl was added to a liquid: solid ratio of 2: 1 by weight and the agitation vessel was filled to 50% by volume. The agitation vessel was sealed and then during the whole process the vessel was cooled, the temperature of the reaction mixture was kept within 10 ± 5 o C and the acidity was less than pH 2, by adding an external HCl solution, the reaction mixture was stirred in a turbulent mode.

Процесс проводили вводя извне в герметичный агитационный сосуд технический кислород и водный раствор щелочной азотистой соли (NaNO2), образующей в кислой среде азотистую и NO в виде газовой фазы, поддерживая соотношение в газовой фазе реакционного сосуда NO : O2 как a2 : a и сохраняя общее давление в герметичном сосуде на уровне 0,8±0,2 атмосферы. Процесс проводили в течение 14 ч до достижения потребления реакционной смесью кислорода, достижения в смеси показателя потенциала полуволны восстановления 1,1 В и прекращения извлечения редких металлов в маточный раствор.The process was carried out by introducing from the outside into a sealed agitation vessel technical oxygen and an aqueous solution of alkaline nitrous salt (NaNO 2 ), which forms nitrogen and NO in the form of a gas phase in an acidic environment, maintaining the ratio in the gas phase of the reaction vessel NO: O 2 as a 2 : a and keeping the total pressure in the sealed vessel at 0.8 ± 0.2 atmosphere. The process was carried out for 14 hours until the oxygen consumption in the reaction mixture was achieved, the half-wave potential index reached 1.1 V in the mixture and the extraction of rare metals into the mother liquor ceased.

Далее смесь фильтровали, фильтрат нагревали до 55±5oC, удаляли растворенные газы, отгоняли окислы осмия и рутения из фильтрата продувкой паром под вакуумом, отделяли остаточный маточный раствор и выделяли из него полезные компоненты известными способами. Получено, г/т: золото 96; серебро 183; палладий 24; платина 6,5; осмий 3,5; рутений 0,5; родий 2 и иридий 6.Next, the mixture was filtered, the filtrate was heated to 55 ± 5 ° C, the dissolved gases were removed, osmium and ruthenium oxides were distilled off from the filtrate by blowing with steam under vacuum, the residual mother liquor was separated and useful components were separated from it by known methods. Received, g / t: 96 gold; silver 183; palladium 24; platinum 6.5; osmium 3.5; ruthenium 0.5; rhodium 2 and iridium 6.

Пример 2. Взята иловая фракция промывки строительных речных песков равнинной реки с содержанием в песках шлихового золота не менее 0,1 г/м3, содержащая по существу, мас.%: неорганические силикаты 55; карбонаты 2,2; сульфиды (троилита) 3; гидроокислы железа 0,5; связанная вода 10; органическая фаза 29,3. Органическая фаза включает, мас.%: углерод 52; водород 6; кислород 35; азот 2,3; сера 0,6; фосфор 0,3; мышьяк 0,1; остальное примеси. Выход летучих компонентов при прокаливании, мас.%: при 200oC 0,19; при 500oC 5,82; при 850oC 6,77. Содержание золота, г/т, по данным HAA: без прокаливания 3,6; после прокаливания при 200oC 2,7; при 500oC 2,5; при 850oC 0,4. Содержание золота в сырье по данным стандартного анализа 0,2 г/т; серебра 34,2 г/т; платиноидов нет.Example 2. A sludge fraction was taken for washing the building river sands of a flat river with a content of not less than 0.1 g / m 3 in sands of sludge gold, containing essentially wt%: inorganic silicates 55; carbonates 2.2; sulfides (troilite) 3; iron hydroxides 0.5; bound water 10; organic phase 29.3. The organic phase includes, wt.%: Carbon 52; hydrogen 6; oxygen 35; nitrogen 2,3; sulfur 0.6; phosphorus 0.3; arsenic 0.1; the rest is impurity. The output of volatile components during calcination, wt.%: At 200 o C 0.19; at 500 ° C. 5.82; at 850 ° C. 6.77. Gold content, g / t, according to HAA: without calcination 3.6; after calcination at 200 ° C. 2.7; at 500 o C 2.5; at 850 o C 0.4. The gold content in raw materials according to standard analysis of 0.2 g / t; silver 34.2 g / t; no platinoids.

Сырье подвергнуто выщелачиванию в течение 3 ч. Показатель pH смеси поддерживали равным 2 ± 0,2 и температуре 15 ± 5oC до полного окончания элиминирования реакционных газов при давлении подаваемого кислорода 600 ± 50 мм рт. ст. до полного прекращения потребления кислорода реакционной смесью и достижении электрохимического потенциала полуволны восстановления, равном 1,1 B. Далее действовали, как в примере 1. Получено, г/т; золото 3,7; серебро 115; платина 4,5; осмий 0,5; рутений 0,5; палладий 2; иридий 0,3; родий 0,5.The feed was leached for 3 hours. The pH of the mixture was maintained equal to 2 ± 0.2 and a temperature of 15 ± 5 o C until the complete elimination of the reaction gases at a supply pressure of 600 ± 50 mm Hg. Art. until the complete cessation of oxygen consumption by the reaction mixture and the electrochemical potential of the half-wave of recovery equal to 1.1 B. Then they acted as in example 1. Received, g / t; gold 3.7; silver 115; platinum 4.5; osmium 0.5; ruthenium 0.5; palladium 2; iridium 0.3; Rhodium 0.5.

Пример 3. Взята руда золотоносного метаморфического сланца, содержащая по существу, мас.%: силикаты 80; карбонаты 7,5; пирит 2,2; фосфаты 0,2; стибнит 0,5; органическая фаза 8,0; остальное примеси. Органическая фаза включает, мас.%: углерод 88; водород 4; азот 1,5; кислород 4; сера 1,5; мышьяк 0,1; сурьма 0,1; сурьма 0,1; фосфор 0,8. Выход летучих при прокаливании, мас. %: при 200oC 2,7; при 500oC 1,8; при 850oC 8. Содержание золота, г/т, по данным НАА: без прокаливания 21,8; после прокаливания при 200oC 20,8; при 500oC 18; при 850oC 10,2. Содержание, г/т, по данным стандартного пробирного анализа: золото 10,8; серебро 78,5; платиноидов не обнаружено.Example 3. The ore of gold-bearing metamorphic shale was taken, containing essentially wt.%: Silicates 80; carbonates 7.5; pyrite 2.2; phosphates 0.2; stibnite 0.5; organic phase 8.0; the rest is impurity. The organic phase includes, wt.%: Carbon 88; hydrogen 4; nitrogen 1.5; oxygen 4; sulfur 1.5; arsenic 0.1; antimony 0.1; antimony 0.1; phosphorus 0.8. The output of volatiles upon ignition, wt. %: at 200 ° C 2.7; at 500 ° C. 1.8; at 850 o C 8. Gold content, g / t, according to the NAA: without calcination 21.8; after calcination at 200 ° C. 20.8; at 500 o C 18; at 850 ° C. 10.2. Content, g / t, according to standard assay analysis: 10.8 gold; silver 78.5; no platinoids were found.

Руда после измельчения предварительно обработана 10%-ной соляной кислотой в течение 10 ч для удаления карбонатов и растворимых сульфидов. По завершении растворения раствор отделяли, твердый остаток выщелачивали по способу, как в примере 1. Получено, г/т: золото 46,8; серебро 186,5; платина 1,6; иридий 0,6; рутений 3,2; родий 0,2. After grinding, the ore is pretreated with 10% hydrochloric acid for 10 hours to remove carbonates and soluble sulfides. Upon completion of dissolution, the solution was separated, the solid residue was leached by the method as in example 1. Received, g / t: gold 46.8; silver 186.5; platinum 1.6; iridium 0.6; ruthenium 3.2; Rhodium 0.2.

Пример 4. Взяты хвосты от извлечения молибдена из молибденитовых концентратов, содержащие, мас. %: двуокись кремния 10±2; окись алюминия 5±0,7; окись железа 0,3±1; закись железа - 17±0,5; окись кальция - 20±5; окись натрия 1,1±0,5; окись калия - 0,2±0,1; сера сульфатная 20±0,5; сера сульфидная 1,8±0,5; молибден 3,1±0,5; углерод общий 20,2±5; азот 3,5±1,2; водород 1,2±0,5; мышьяк 0,6±0,1; фосфор 1,2±0,2, остальные примеси. Выход летучих при прокаливании, мас. %: при 200oC 5,6; при 500oC 4,3; при 850oC 17,35. Содержание золота, г/т, по данным НАА: без прокаливания 14,7; после прокаливания при 200oC 13,2; при 500oC 6,2; при 850oC 1,2. Содержание в сырье, г/т, по данным стандартного анализа: золото 8,5; серебро 78,5. Платиноидов не обнаружено.Example 4. Tails taken from the extraction of molybdenum from molybdenum concentrates containing, by weight. %: silicon dioxide 10 ± 2; aluminum oxide 5 ± 0.7; iron oxide 0.3 ± 1; iron oxide - 17 ± 0.5; calcium oxide - 20 ± 5; sodium oxide 1.1 ± 0.5; potassium oxide - 0.2 ± 0.1; sulfate sulfur 20 ± 0.5; sulfide sulfur 1.8 ± 0.5; molybdenum 3.1 ± 0.5; total carbon 20.2 ± 5; nitrogen 3.5 ± 1.2; hydrogen 1.2 ± 0.5; arsenic 0.6 ± 0.1; phosphorus 1.2 ± 0.2, other impurities. The output of volatiles upon ignition, wt. %: at 200 o C 5.6; at 500 ° C. 4.3; at 850 ° C. 17.35. Gold content, g / t, according to the NAA: without calcination 14.7; after calcination at 200 ° C. 13.2; at 500 ° C. 6.2; at 850 o C 1.2. Content in raw materials, g / t, according to standard analysis: gold 8.5; silver 78.5. No platinoids found.

Сырье подвергнуто выщелачиванию по способу, как в примере 1. Получено, г/т: золото 29,6; серебро 175; селен 244; рений 42,5; патина 5,6; палладий 2,3; иридий 3,3; родий 0,6; осмий нет; рутений нет. The raw material was leached according to the method as in example 1. Received, g / t: gold 29.6; silver 175; selenium 244; rhenium 42.5; patina 5.6; palladium 2.3; iridium 3.3; rhodium 0.6; no osmium; no ruthenium.

Пример 5. Взята скрубберная пыль плавильных печей медного производства следующего состава, мас.%: медь 1,7; свинец 40,5; сера 12,4; цинк 5,6; мышьяк 2,9; углерод общий 11,5; силикаты 0,2; вода 25,0; остальное примеси, в том числе: серебро 148 г/т; золото нет; платиноиды нет. Выход летучих при прокаливании, мас.%: при 200oC 26,6; при 500oC 12,7; при 850oC 14,2.Example 5. The scrubber dust of smelting furnaces of copper production of the following composition was taken, wt.%: Copper 1.7; lead 40.5; sulfur 12.4; zinc 5.6; arsenic 2.9; total carbon 11.5; silicates 0.2; water 25.0; the rest of the impurities, including: silver 148 g / t; no gold; no platinoids. The yield of volatiles upon ignition, wt.%: At 200 o C 26.6; at 500 ° C. 12.7; at 850 o C 14.2.

Сырье подвергнуто выщелачиванию по способу, как в примере 1, до достижения электрохимического потенциала полуволны восстановления смеси 1,1 B. Твердая часть сырья через 1,5 ч полностью перешла в маточный раствор. Получено, г/т: золото 18,1; серебро 196; платина 5; иридий 2; родий 2; рутений нет; осмий нет; рений 67. The raw material was leached according to the method as in example 1, until the electrochemical potential of the half-wave recovery of the mixture reached 1.1 B. The solid part of the raw material completely passed into the mother liquor after 1.5 hours. Received, g / t: 18.1 gold; silver 196; platinum 5; iridium 2; rhodium 2; no ruthenium; no osmium; rhenium 67.

Ниже приведены результаты влияния предварительной обработки сырья органическими растворителями и соляной кислотой. Below are the results of the effect of pre-treatment of raw materials with organic solvents and hydrochloric acid.

Пример 6. Взята метаморфическая руда с содержанием органического углерода, равного 0,55%, и общего углерода, равного 2,5%, в котором стандартной пробирной плавкой определено, г/т: золото 3,3; серебро 1,2. Сырье обработано в аппарате Сокслета в течение 2 ч хлороформом при соотношении жидкого и твердого в смеси, равном 2. Фильтрат удалили. Твердый остаток от фильтрования обработали в течение 2 ч азеотропной смесью этилового спирта и бензола при соотношении жидкого и твердого в смеси, равном 2. Фильтрат удалили. Твердый остаток от последней обработки подвергли воздействию 10%-ным водным раствором соляной кислоты в течение 1 ч при кипячении до прекращения выделения газов. Фильтрат удалили. Общие потери веса сырья от трех последовательных стадий обработки составили 7,5%. Содержание органического углерода в твердом остатке снизилось до 0,25%, а общего углерода - до 0,5%. Стандартной пробирной плавкой твердого остатка от трех последовательных стадий обработки в пересчете на исходный вес пробы получено, г/т: золото 18,2; серебро 42. Дальнейшая обработка проводилась способом, как в примере 1. Example 6. A metamorphic ore was taken with an organic carbon content of 0.55% and a total carbon of 2.5%, in which standard assay melting was determined, g / t: gold 3.3; silver 1,2. The raw material was treated in a Soxhlet apparatus for 2 hours with chloroform at a ratio of liquid to solid in the mixture equal to 2. The filtrate was removed. The solid filter residue was treated for 2 hours with an azeotropic mixture of ethyl alcohol and benzene with a liquid to solid ratio of 2. The filtrate was removed. The solid residue from the last treatment was exposed to a 10% aqueous hydrochloric acid solution for 1 h at reflux until gas evolution ceased. The filtrate was removed. The total weight loss of raw materials from three consecutive stages of processing amounted to 7.5%. The content of organic carbon in the solid residue decreased to 0.25%, and the total carbon to 0.5%. Standard assay melting of the solid residue from three consecutive stages of processing in terms of the initial weight of the sample obtained, g / t: 18.2 gold; silver 42. Further processing was carried out by the method as in example 1.

Пример 7. Взят углеродистый карбонатный сланец с содержанием органического углерода - 2,4%; общего углерода - 6%. Стандартной пробирной плавкой определено, г/т: золото 4,7; серебро 12. Сырье обработано в три последовательные стадии, каждая длительностью по 2 ч. На первой стадии сырье обработано хлороформом в аппарате Сокслета при соотношении жидкого и твердого компонентов, равном 2. Фильтрат удалили. На второй стадии обрабатывали твердый остаток от предыдущей обработки 10%-ной соляной кислотой при температуре кипения. Фильтрат удалили. На третьей стадии твердый остаток от предыдущих операций подвергли обработке смесью этилового спирта и бензола, взятых в соотношении, равном 2. Суммарно по трем стадиям обработки потери веса исходного сырья составили 15%. Содержание органического углерода в твердом остатке снизилось до 0,2%, а общего углерода до 0,7%. Стандартной пробирной плавкой твердого остатка от трех последовательных обработок в пересчете на исходный вес пробы получено, г/т: золото 18,8; серебро 28,8. Дальнейшая обработка проводилась способом, как в примере 1. Example 7. Taken carbonate carbonate shale with an organic carbon content of 2.4%; total carbon - 6%. Standard assay melting determined, g / t: 4.7 gold; silver 12. The raw material was processed in three successive stages, each lasting 2 hours. In the first stage, the raw material was treated with chloroform in a Soxhlet apparatus with a liquid to solid ratio of 2. The filtrate was removed. In the second stage, the solid residue from the previous treatment with 10% hydrochloric acid was treated at boiling point. The filtrate was removed. In the third stage, the solid residue from previous operations was treated with a mixture of ethyl alcohol and benzene, taken in a ratio of 2. In total, in three stages of processing, the weight loss of the feedstock was 15%. The content of organic carbon in the solid residue decreased to 0.2%, and the total carbon to 0.7%. The standard assay melting of the solid residue from three consecutive treatments in terms of the initial weight of the sample obtained, g / t: 18.8 gold; silver 28.8. Further processing was carried out by the method as in example 1.

Таким образом, предложенный способ гидрометаллургического извлечения редких металлов из упорного сырья обеспечивает извлечение редких металлов и 1,5-42 раза больше, чем в известных способах. Кроме того, использование этого способа для предварительного анализа дает возможность определить наличие тех компонентов в руде, которые ранее не могли быть выявлены. Thus, the proposed method of hydrometallurgical extraction of rare metals from refractory raw materials provides the extraction of rare metals and 1.5-42 times more than in the known methods. In addition, the use of this method for preliminary analysis makes it possible to determine the presence of those components in the ore that previously could not be detected.

Использование способа может привести к многократному приросту запасов и увеличению извлечения редких металлов на уже существующих производствах, сокращению материальных затрат на единицу извлеченного полезного продукта и вовлечению в производство хвостов и других сырьевых источников, ранее считавшихся не перспективными. Using the method can lead to a multiple increase in reserves and increase the extraction of rare metals in existing plants, reduce material costs per unit of recovered useful product and involve tails and other raw material sources that were previously considered not promising.

Claims (17)

1. Способ гидрометаллургического извлечения редких металлов из технологически упорного сырья, включающий измельчение исходного сырья, частичное заполнение агитационного сосуда измельченным сырьем и раствором кислоты, перемешивание реакционной смеси, поддержание определенной температуры, показателя pH и величины потенциала полуволны восстановления газообразных окислителей с подачей газообразных окислителей из внешнего источника с получением маточного раствора, содержащего редкие металлы, отличающийся тем, что процесс ведут в герметичном агитационном сосуде с использованием в качестве газообразного окислителя кислорода, с введением комплексообразователей, при этом давление в сосуде, кислотность раствора, состав кислоты, температуру, потенциал полуволны восстановления окислителей и реакционной смеси, состав комплексообразующих компонентов и время проведения процесса выбирают из условия максимального извлечения редких металлов в маточный раствор с последующим извлечением редких металлов из полученного раствора известными способами. 1. The method of hydrometallurgical extraction of rare metals from technologically refractory raw materials, including grinding the feedstock, partially filling the agitation vessel with crushed raw materials and an acid solution, stirring the reaction mixture, maintaining a certain temperature, pH and half-wave potential of the recovery of gaseous oxidizing agents with the supply of gaseous oxidizing agents from external source to obtain a mother liquor containing rare metals, characterized in that the process is conducted in a herm the agitation vessel using oxygen as the gaseous oxidizing agent, with the introduction of complexing agents, while the pressure in the vessel, the acidity of the solution, the acid composition, temperature, the half-wave potential of the oxidizing agents and the reaction mixture, the composition of complexing components and the process time are selected from the condition of maximum extraction of rare metals in the mother liquor, followed by extraction of rare metals from the resulting solution by known methods. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислот используют галогенные и азотистую кислоты. 2. The method according to p. 1, characterized in that the acid used is halogen and nitrous acid. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве галогенной кислоты используют кислоты, содержащие фтор, хлор, йод, бром, взятые в отдельности или в сочетании. 3. The method according to claim 2, characterized in that as a halogen acid using acids containing fluorine, chlorine, iodine, bromine, taken individually or in combination. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что азотистую кислоту получают непосредственно в смеси за счет реакции минеральных солей азотистой кислоты и галогенной кислоты, вводимых в реакционную смесь, либо вводимой в реакционную смесь окиси азота (II), получаемую во внешнем источнике. 4. The method according to claim 2, characterized in that the nitrous acid is obtained directly in the mixture due to the reaction of mineral salts of nitrous acid and halogen acid introduced into the reaction mixture or introduced into the reaction mixture of nitric oxide (II) obtained in an external source. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру реакционной смеси поддерживают равной 0 - 20oC, а показатель pH кислотности в смеси в пределах 0,1 - 3.5. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the reaction mixture is maintained equal to 0 - 20 o C, and the pH of the acidity in the mixture is in the range of 0.1 - 3. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что давление в сосуде и окислительный процесс поддерживают подачей извне кислорода или его смеси с окислом азота (II). 6. The method according to claim 1, characterized in that the pressure in the vessel and the oxidation process are supported by the supply of oxygen from the outside or its mixture with nitric oxide (II). 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что давление в сосуде поддерживают на уровне ниже или равным атмосферному. 7. The method according to claim 6, characterized in that the pressure in the vessel is maintained at a level below or equal to atmospheric. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующих используют компоненты галогенной и азотистой кислот, их соединения друг с другом и кислородом и продукты окислительно-восстановительных реакций в реакционной смеси. 8. The method according to claim 1, characterized in that as complexing agents use components of halogen and nitrous acids, their compounds with each other and oxygen and the products of redox reactions in the reaction mixture. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителей используют активированные в реакционной смеси галогены, кислород, азот и пероксиды их соединения друг с другом, формирующиеся в процессе взаимных окислительно-восстановительных реакций и реакций с матрицей сырья. 9. The method according to claim 1, characterized in that halogens, oxygen, nitrogen and peroxides of their compounds with each other, activated in the reaction mixture and formed in the process of mutual redox reactions and reactions with the matrix of raw materials, are used as oxidizing agents. 10. Способ по пп. 1 и 9, отличающийся тем, что потенциал полуволны восстановления окислительного процесса поддерживают на уровне 2,4 - 2,6 В, а электрохимический потенциал полуволны восстановления в реакционной смеси по крайней мере 1,1 В, при этом время протекания процесса выбирают из расчета достижения максимума извлечения редких металлов в маточный раствор. 10. The method according to PP. 1 and 9, characterized in that the half-wave potential of the reduction of the oxidation process is maintained at 2.4 - 2.6 V, and the electrochemical potential of the half-wave of reduction in the reaction mixture is at least 1.1 V, and the process time is selected based on the achievement maximum extraction of rare metals in the mother liquor. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологически упорное сырье после измельчения предварительно обрабатывают органическими растворителями, взятыми из ряда ациклических, алициклических и циклических углеводородов, в том числе галогенсодержащих, низших спиртов и кетонов, взятых отдельно или в смеси, а растворители и растворенные компоненты удаляют. 11. The method according to claim 1, characterized in that the technologically refractory raw materials after grinding are pre-treated with organic solvents taken from a number of acyclic, alicyclic and cyclic hydrocarbons, including halogenated, lower alcohols and ketones, taken separately or in a mixture, and solvents and dissolved components are removed. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологически упорное сырье после измельчения предварительно обрабатывают галогенной кислотой и растворенные компоненты удаляют. 12. The method according to claim 1, characterized in that the technologically refractory raw material after grinding is pretreated with halogen acid and the dissolved components are removed. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что технологически упорное сырье после измельчения предварительно обрабатывают последовательно органическими растворителями и галогенной кислотой, каждый раз удаляя продукты растворения и растворитель. 13. The method according to claim 1, characterized in that the technologically refractory raw material after grinding is pre-treated sequentially with organic solvents and halogen acid, each time removing the products of dissolution and the solvent. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что после завершения процесса маточный раствор отделяют от нерастворенного сырья и подвергают кипячению, удаляют растворенные газы и легкокипящие окислы и комплексы редких металлов, которые улавливают. 14. The method according to claim 1, characterized in that after completion of the process, the mother liquor is separated from the undissolved raw materials and subjected to boiling, dissolved gases and low-boiling oxides and rare metal complexes that are trapped are removed. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что маточный раствор после кипячения и удаления отделяющихся реакционных газов и части редких металлов восстанавливают до потенциала полуволны восстановления в маточном растворе 0 - 0,2 В и выделяют в осадок оставшиеся в растворе комплексы и окислы редких металлов, осадок отделяют и далее извлекают из него редкие металлы известными способами. 15. The method according to 14, characterized in that the mother liquor after boiling and removal of the separated reaction gases and part of the rare metals is reduced to the half-wave potential of the reduction in the mother liquor 0 - 0.2 V and the rare complexes and rare oxides remaining in the solution are precipitated metals, the precipitate is separated and then rare metals are extracted from it by known methods. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что сырье предварительно обогащают, отделяя продуктивные, легкорастворимые и окисляемые компоненты от упорных компонентов, и перерабатывают их раздельно. 16. The method according to claim 1, characterized in that the raw material is pre-enriched, separating the productive, readily soluble and oxidizable components from the refractory components, and process them separately. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность течения процесса выщелачивания и извлечения редких металлов выбирают для каждого конкретного сырья и она составляет 1 - 48 ч, при этом выщелачивание проводят по крайней мере в одну стадию до достижения максимального извлечения редких металлов в маточный раствор. 17. The method according to claim 1, characterized in that the duration of the process of leaching and extraction of rare metals is selected for each specific raw material and it is 1 to 48 hours, while leaching is carried out at least in one stage until the maximum extraction of rare metals in stock solution.
RU95115834A 1995-09-19 1995-09-19 Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material RU2114196C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95115834A RU2114196C1 (en) 1995-09-19 1995-09-19 Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material
PCT/RU1996/000266 WO1997011202A1 (en) 1995-09-19 1996-09-18 Process for the hydrometallurgical extraction of precious metals from raw material that is difficult to process
AU71500/96A AU7150096A (en) 1995-09-19 1996-09-18 Process for the hydrometallurgical extraction of precious metals from raw material that is difficult to process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95115834A RU2114196C1 (en) 1995-09-19 1995-09-19 Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95115834A RU95115834A (en) 1997-09-10
RU2114196C1 true RU2114196C1 (en) 1998-06-27

Family

ID=20171976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95115834A RU2114196C1 (en) 1995-09-19 1995-09-19 Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7150096A (en)
RU (1) RU2114196C1 (en)
WO (1) WO1997011202A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553106C2 (en) * 2009-08-19 2015-06-10 Ява Технолоджиз Инк. Selective extraction by leaching of minerals from composite ores
RU2635582C1 (en) * 2016-09-14 2017-11-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") Method of leaching metals from refractory carbonaceous ores (versions)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9804486D0 (en) * 1998-03-02 1998-04-29 Robinson Lee F Extraction of valuable metal
CA2522336C (en) 2003-04-16 2010-04-06 Viatcheslav Dmitrievich Shapovalov Method for processing sulfide minerals and concentrates

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4259107A (en) * 1979-12-13 1981-03-31 Newmont Exploration Limited Recovery of gold from sedimentary gold-bearing ores
US4647307A (en) * 1983-01-18 1987-03-03 Rein Raudsepp Process for recovering gold and silver from refractory ores
CA1219132A (en) * 1983-01-18 1987-03-17 Morris J.V. Beattie Hydrometallurgical arsenopyrite process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Трэдвел Ф.П., Голд В.Т. Качественный анализ. - М., 1946. Кольт И.М., Сенд эл Е.Б. Количественный анализ. - М., 1948. US, 4752412, C 01 B 15/01, 1988 . *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2553106C2 (en) * 2009-08-19 2015-06-10 Ява Технолоджиз Инк. Selective extraction by leaching of minerals from composite ores
RU2635582C1 (en) * 2016-09-14 2017-11-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") Method of leaching metals from refractory carbonaceous ores (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
AU7150096A (en) 1997-04-09
WO1997011202A1 (en) 1997-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4552589A (en) Process for the recovery of gold from refractory ores by pressure oxidation
US20200165697A1 (en) Integrated recovery of metals from complex substrates
US7985277B2 (en) Process for extracting gold from gold-bearing ore
EP3290534B1 (en) Alkaline and acid pressure oxidation of precious metal-containing materials
US20170073794A1 (en) Recovery of Metals from Ores
US20190233917A1 (en) Methods, Materials and Techniques for Precious Metal Recovery
RU2385959C1 (en) Method of gold extraction from sulphide gold-bearing ores
Niinae et al. Preferential leaching of cobalt, nickel and copper from cobalt-rich ferromanganese crusts with ammoniacal solutions using ammonium thiosulfate and ammonium sulfite as reducing agents
US6551378B2 (en) Recovery of precious metals from low concentration sources
US3988415A (en) Recovery of precious metal values from ores
AU2018303808A1 (en) Methods, materials and techniques for precious metal recovery
AU701016B2 (en) Fluorocarbon fluids as gas carriers to aid in precious and base metal heap leaching operations
JPH06508179A (en) Metal recovery method
RU2114196C1 (en) Method of hydrometallurgical recovery of rare metals from technologically persistent raw material
EP1812610B1 (en) Extraction process
AU2017213591B2 (en) Improvements in recovery of metals from ores
RU2585593C1 (en) Method for heap leaching of gold from refractory ores and technogenic mineral raw material
CN104109762A (en) Environment-friendly nontoxic gold extractant, and preparation method and gold extraction method thereof
CA2768726C (en) Leaching process for recovery of precious metals
Kasikov et al. Processing of deactivated platinum-rhenium catalysts
Li et al. Gold leaching from a refractory gold concentrate by the method of liquid chlorination
Han et al. Recovery of copper from its sulfides and other sources using halogen reagents and oxidants
Lee et al. Low-temperature interaction of sulfur dioxide with Pacific ferromanganese nodules
RU2635582C1 (en) Method of leaching metals from refractory carbonaceous ores (versions)
RU2647961C1 (en) Method of leaching gold from refractory ores