RU2211251C2 - Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge - Google Patents

Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge Download PDF

Info

Publication number
RU2211251C2
RU2211251C2 RU2001124391/02A RU2001124391A RU2211251C2 RU 2211251 C2 RU2211251 C2 RU 2211251C2 RU 2001124391/02 A RU2001124391/02 A RU 2001124391/02A RU 2001124391 A RU2001124391 A RU 2001124391A RU 2211251 C2 RU2211251 C2 RU 2211251C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
metals
anode sludge
electrolytic
carried out
platinum group
Prior art date
Application number
RU2001124391/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Петрик
Original Assignee
Петрик Виктор Иванович
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 Петрик Виктор Иванович filed Critical Петрик Виктор Иванович
Priority to RU2001124391/02A priority Critical patent/RU2211251C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2211251C2 publication Critical patent/RU2211251C2/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: hydrometallurgy; extraction of metals of platinum group by electrolysis from anode sludge formed during electric refining of copper and nickel. SUBSTANCE: proposed method ensures purity of extracted metals to 99.95-99.98% . Process is fully automated and pyrometallurgical stages are excluded, thus excluding use of gas cleaning, dust collecting and solution draining systems. Proposed method includes dissolving of anode sludge and electrolytic extraction of metals. Dissolving of anode sludge is performed by treatment of it with nitric acid and electrolytic separation of metals is performed by potentiostatic electrolysis in line of potentiostatic cells; each cell includes three-dimensional porous electrode made from carbon material. Working potential of each cathode corresponds to definite metal of platinum group. At residual concentration of metals in waste electrolyte of 1-5 mg/l, metals are concentrated by passing waste electrolyte through at least one column with solid extractant and are re-extracted at return to beginning of cycle of electrolytic separation of metals. EFFECT: facilitated procedure; enhanced efficiency. 7 cl

Description

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к извлечению путем электролиза металлов платиновой группы из анодных шламов, образующихся при электрорафинировании меди и никеля. The invention relates to the field of hydrometallurgy, namely to the extraction by electrolysis of platinum group metals from anode sludges generated during the electrorefining of copper and nickel.

Шламы электролитического рафинирования меди и никеля содержат значительное количество платиновых металлов, поэтому переработке шламов уделяют большое внимание. The sludge from the electrolytic refining of copper and nickel contains a significant amount of platinum metals, which is why slime processing is given great attention.

Известны методы совместного выделения нескольких металлов путем электроэкстракции, заключающейся в катодном выделении металла после того, как он переведен из шлама в раствор, а раствор подвергнут очистке (Б.Б. Дамаскин и О. А. Петрий "Электрохимия", Москва, "Высшая школа", 1987, с.274). Недостатком данного способа является совместное выделение нескольких металлов на катоде, что влечет за собой сложные и дорогостоящие процессы их разделения. Known methods for the joint separation of several metals by electroextraction, which consists in the cathodic separation of the metal after it is transferred from the sludge to the solution, and the solution is subjected to purification (B.B. Damaskin and O. A. Petriy "Electrochemistry", Moscow, "Higher School ", 1987, p. 274). The disadvantage of this method is the joint separation of several metals at the cathode, which entails complex and expensive processes for their separation.

Известны способы переработки медных и никелевых шламов с целью получения платиновых металлов (И.П. Федотьев и др. "Прикладная электрохимия", "Химия", Ленинградское отделение, 1967, с.30, 91). Способ заключается в обжиге шлама, выщелачивании в серной кислоте, последующем плавлении твердого остатка выщелачивания, после чего полученный металлический сплав, содержащий в основном медь и платиноиды, отливают в аноды и подвергают электролизу в растворе серной кислоты. Основная масса платиноидов выпадает в шлам, еще некоторое их количество образуется в процессе выщелачивания губчатой меди, осевшей на катоде. Этот остаток выщелачивания и шлам представляют собой концентрат платиновых металлов, содержание которых достигает в нем 50%. Концентрат направляют на разделение и аффинаж. Known methods of processing copper and Nickel sludge to obtain platinum metals (IP Fedotiev and other "Applied Electrochemistry", "Chemistry", Leningrad Branch, 1967, p.30, 91). The method consists in sintering the sludge, leaching in sulfuric acid, then melting the solid leaching residue, after which the resulting metal alloy, which contains mainly copper and platinoids, is cast into anodes and subjected to electrolysis in a solution of sulfuric acid. The bulk of the platinoids falls into the sludge, some more of them are formed in the process of leaching of spongy copper deposited on the cathode. This leach residue and sludge are a concentrate of platinum metals, the content of which reaches 50% in it. The concentrate is directed to separation and refining.

Недостатками данного способа являются его сложность, многоступенчатость, невысокая степень извлечения металлов, а также необходимость последующего разделения металлов. The disadvantages of this method are its complexity, multi-stage, low degree of extraction of metals, as well as the need for subsequent separation of metals.

Известен способ извлечения металлов, включающий растворение анодного шлама в кислоте и электролитическое выделение металлов из полученного раствора ("Основы металлургии", т.5, под ред. Н.С. Грейвера и др., Москва, Металлургия, 1968, с.347). Недостатком способа является невозможность раздельного получения металлов, а также недостаточная чистота получаемых металлов. A known method for the extraction of metals, including the dissolution of the anode sludge in acid and electrolytic separation of metals from the resulting solution ("Fundamentals of Metallurgy", t.5, edited by NS Grever and others, Moscow, Metallurgy, 1968, s.347) . The disadvantage of this method is the impossibility of separate production of metals, as well as the insufficient purity of the resulting metals.

Техническим результатом изобретения является упрощение способа получения металлов платиновой группы из медных и никелевых шламов, повышение чистоты получаемых металлов до 99,95-99,98%, а также обеспечение возможности раздельного получения металлов платиновой группы в едином технологическом цикле обработки шлама. Кроме того, техническим результатом является возможность полной автоматизации процесса, исключение пирометаллургических стадий и, как следствие, исключение дорогостоящих систем газоочистки, пылеулавливания, сливов растворов и т.п. The technical result of the invention is to simplify the method of producing platinum group metals from copper and nickel sludge, increase the purity of the resulting metals to 99.95-99.98%, and also provide the possibility of separate production of platinum group metals in a single technological sludge processing cycle. In addition, the technical result is the possibility of complete automation of the process, the exclusion of pyrometallurgical stages and, as a consequence, the exclusion of expensive systems for gas cleaning, dust collection, discharge solutions, etc.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе извлечения металлов платиновой группы из медных и никелевых анодных шламов, включающем растворение анодного шлама и электролитическое выделение металлов, растворение анодного шлама осуществляют путем его обработки азотной кислотой, а электролитическое выделение металлов производят путем потенциостатического электролиза на линии потенциостатических ячеек, каждая из которых содержит трехмерный пористый электрод из углеродного материала, при этом рабочий потенциал каждого катода соответствует определенному металлу платиновой группы. The stated technical problem is solved in that in the method for extracting platinum group metals from copper and nickel anode sludges, including dissolving the anode sludge and electrolytic metal separation, dissolving the anode sludge by processing it with nitric acid, and electrolytic metal separation is carried out by potentiostatic electrolysis on the line of potentiostatic cells, each of which contains a three-dimensional porous electrode made of carbon material, while the working potential of each the cathode corresponds to a particular platinum group metal.

Как правило, обработку азотной кислотой осуществляют в автоклаве при температуре 200-250oС, при мольном соотношении металл/кислота, равном 1/4-1/6, а электролитическое выделение металлов производят из 1М - 3М азотнокислых растворов.Typically, the treatment with nitric acid is carried out in an autoclave at a temperature of 200-250 o With a molar metal / acid ratio of 1 / 4-1 / 6, and the electrolytic separation of metals is carried out from 1M - 3M nitric acid solutions.

Как правило, электролитическое выделение металлов производят при скорости электролита 500-3500 л/ч и плотности тока 1-40 А/м2 поверхности катода.As a rule, the electrolytic separation of metals is carried out at an electrolyte speed of 500-3500 l / h and a current density of 1-40 A / m 2 of the cathode surface.

В частности, рабочий потенциал каждого катода определяют путем предварительных потенциометрических измерений для конкретного вида анодного шлама. In particular, the working potential of each cathode is determined by preliminary potentiometric measurements for a particular type of anode sludge.

Для еще большего увеличения степени извлечения металлов при остаточной концентрации металлов в отработанном электролите на выходе линии потенциометрических ячеек 1-5 мг/л металлы концентрируют путем пропускания отработанного электролита через по меньшей мере одну колонну с твердым экстрагентом и реэкстрагируют с возвращением в начало цикла электролитического выделения металлов. To further increase the degree of metal recovery at a residual concentration of metals in the spent electrolyte at the output of a line of potentiometric cells of 1-5 mg / l, the metals are concentrated by passing the spent electrolyte through at least one column with solid extractant and re-extracted with the return to the beginning of the cycle of electrolytic metal separation .

При этом в качестве твердого экстрагента используют матрицу из модифицированного полистиролдивинилбензольного полимера с активной фазой из триалкилфосфатов, и/или аммониевых оснований, и/или фосфиноксидов. In this case, as a solid extractant, a matrix of a modified polystyrene divinylbenzene polymer with an active phase of trialkyl phosphates and / or ammonium bases and / or phosphine oxides is used.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В автоклаве при повышенной температуре и давлении порядка 100 атм. в азотной кислоте растворяются все концентраты металлов. Их концентрация достигает 5 мг/л. После растворения азотнокислый раствор при помощи насоса прокачивают через линию потенциостатических ячеек, представляющую собой несколько емкостей (по числу выделяемых металлов, например, 8) цилиндрической формы, соединенных последовательно. Стенки цилиндров выполняют функцию анодов. В каждом цилиндре размещен трехмерный пористый углеродный катод; каждый цилиндр снабжен потенциостатом, обеспечивающим контролируемый, задаваемый заранее потенциал, соответствующий выделяемому металлу и способный поддерживать неизменным напряжение на катоде. Так, для выделения платины поддерживается напряжение около 12 В, палладия - около 1 В. Конкретную величину напряжения для каждого металла определяют экспериментально путем предварительных потенциометрических измерений. In an autoclave at elevated temperature and pressure of about 100 atm. in nitric acid, all metal concentrates dissolve. Their concentration reaches 5 mg / l. After dissolution, the nitric acid solution is pumped through a line of potentiostatic cells, which consists of several containers (according to the number of emitted metals, for example, 8) of a cylindrical shape, connected in series. The walls of the cylinders act as anodes. Each cylinder has a three-dimensional porous carbon cathode; each cylinder is equipped with a potentiostat providing a controllable, predetermined potential corresponding to the metal to be released and able to maintain the voltage at the cathode constant. So, to isolate platinum, a voltage of about 12 V is maintained, palladium - about 1 V. The specific voltage value for each metal is determined experimentally by preliminary potentiometric measurements.

Параметры режимов электростатического выделения металлов выбраны экспериментально исходя из максимальной эффективности способа. The parameters of the modes of electrostatic precipitation of metals are selected experimentally based on the maximum efficiency of the method.

В каждом цилиндрическом сосуде на катоде выделяется металл, соответствующий потенциалу катода. In each cylindrical vessel on the cathode, a metal is released corresponding to the potential of the cathode.

На выходе линии потенциостатических ячеек остаточная концентрация металлов в электролите составляет 1-5 мг/л. Из отработанного электролита металлы концентрируются твердыми экстрагентами (ТВЭКСами) при пропускании отработанного электролита и реэкстрагируются с возвращением в цикл по мере насыщения колонны. At the output of the line of potentiostatic cells, the residual concentration of metals in the electrolyte is 1-5 mg / L. From the spent electrolyte, metals are concentrated by solid extractants (TWEX) while passing the spent electrolyte and re-extracted with the return to the cycle as the column is saturated.

ТВЭКС представляет собой твердый экстрагент на основе матрицы из модифицированного полистиролдивинилбензольного полимера и активных фаз из триалкилфосфатов, и/или аммониевых оснований, и/или фосфиноксидов. Экстракция металлов проходит эффективно до уровня 0,02 мг/л, после чего раствор вливается в начало цикла. TWEX is a solid extractant based on a matrix of a modified polystyrene divinylbenzene polymer and active phases from trialkylphosphates and / or ammonium bases and / or phosphine oxides. The extraction of metals is effective to a level of 0.02 mg / l, after which the solution is poured into the beginning of the cycle.

Пример конкретного выполнения
В титановый автоклав емкостью 8 литров загружается 2 кг платинового концентрата К-2 (анодного шлама) и заливается 60% азотная кислота в количестве 4 литров. Автоклав закрывается и при температуре 250oС осуществляется вскрытие шлама. Продолжительность процесса 4 часа. По окончании процесса раствор разбавляется до кислотности 2М, фильтруется и подается на линию потенциостатических ячеек для выделения металлов. Значение потенциала катода каждой ячейки соответствует выделению определенного металла платиновой группы.Concrete example
In a titanium autoclave with a capacity of 8 liters, 2 kg of K-2 platinum concentrate (anode sludge) is loaded and 60% nitric acid in the amount of 4 liters is poured. The autoclave is closed and at a temperature of 250 o With the opening of the sludge. The duration of the process is 4 hours. At the end of the process, the solution is diluted to 2M acidity, filtered and fed to a line of potentiostatic cells for metal separation. The value of the cathode potential of each cell corresponds to the release of a certain metal of the platinum group.

Claims (7)

1. Способ извлечения металлов платиновой группы из медных и никелевых анодных шламов, включающий растворение анодного шлама и электролитическое выделение металлов из раствора, отличающийся тем, что растворение анодного шлама осуществляют путем его обработки азотной кислотой, а электролитическое выделение металлов производят путем потенциостатического электролиза на линии потенциостатических ячеек, каждая из которых содержит трехмерный пористый электрод из углеродного материала, при этом потенциалу каждого катода задают значение, соответствующее выделению определенного металла платиновой группы. 1. The method of extraction of platinum group metals from copper and nickel anode sludge, comprising dissolving the anode sludge and electrolytic metal separation from the solution, characterized in that the dissolution of the anode sludge is carried out by treatment with nitric acid, and the electrolytic metal separation is carried out by potentiostatic electrolysis on the line of potentiostatic cells, each of which contains a three-dimensional porous electrode made of carbon material, while the potential of each cathode is set to corresponding to the release of a certain metal of the platinum group. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку азотной кислотой осуществляют в автоклаве при температуре 200-250oС.2. The method according to p. 1, characterized in that the treatment with nitric acid is carried out in an autoclave at a temperature of 200-250 o C. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что обработку анодного шлама азотной кислотой осуществляют при мольном соотношении металл/кислота, равном 1/4-1/6, а электролитическое выделение металлов производят из 1М - ЗМ азотнокислых растворов. 3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the treatment of the anode sludge with nitric acid is carried out at a molar metal / acid ratio equal to 1 / 4-1 / 6, and the electrolytic separation of metals is carried out from 1M - 3M nitric acid solutions. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что электролитическое выделение металлов производят при скорости электролита 500-3500 л/ч и плотности тока 1-40 А/м2 поверхности катода.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that the electrolytic separation of metals is carried out at an electrolyte speed of 500-3500 l / h and a current density of 1-40 A / m 2 of the cathode surface. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что рабочий потенциал каждого катода определяют путем предварительных потенциометрических измерений для конкретного вида анодного шлама. 5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the working potential of each cathode is determined by preliminary potentiometric measurements for a particular type of anode sludge. 6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что при остаточной концентрации металлов в отработанном электролите на выходе линии потенциометрических ячеек 1-5 мг/л металлы концентрируют путем пропускания отработанного электролита через по меньшей мере одну колонну с твердым экстрагентом и реэкстрагируют с возвращением в начало цикла электролитического выделения металлов. 6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that at a residual concentration of metals in the spent electrolyte at the output of the line of potentiometric cells 1-5 mg / l, the metals are concentrated by passing the spent electrolyte through at least one column with a solid extractant and re-extracted with the return to the beginning of the electrolytic separation cycle metals. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в качестве твердого экстрагента используют матрицу из модифицированного полистиролдивинилбензольного полимера с активной фазой из триалкилфосфатов, и/или аммониевых оснований, и/или фосфиноксидов. 7. The method according to p. 6, characterized in that as a solid extractant use a matrix of a modified polystyrene divinylbenzene polymer with an active phase of trialkylphosphates and / or ammonium bases and / or phosphine oxides.
RU2001124391/02A 2001-09-04 2001-09-04 Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge RU2211251C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124391/02A RU2211251C2 (en) 2001-09-04 2001-09-04 Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001124391/02A RU2211251C2 (en) 2001-09-04 2001-09-04 Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2211251C2 true RU2211251C2 (en) 2003-08-27

Family

ID=29245788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001124391/02A RU2211251C2 (en) 2001-09-04 2001-09-04 Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2211251C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451759C1 (en) * 2011-02-17 2012-05-27 Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" Method of copper electrorefining leaded slimes treatment (versions)
RU2451760C1 (en) * 2011-03-24 2012-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of treatment of copper electrolysis slime floatation concentrate containing precious metals
RU2541231C1 (en) * 2013-11-12 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Method of processing of copper-electrolyte sludge floatation concentrate
RU2618050C1 (en) * 2015-12-07 2017-05-02 Акционерное общество "Уралэлектромедь" Processing method of copper anode slime

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Основы металлургии, т.5./Под ред. Н.С. ГРЕЙВЕРА и др. М.: Металлургия, 1968, с.347. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451759C1 (en) * 2011-02-17 2012-05-27 Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" Method of copper electrorefining leaded slimes treatment (versions)
RU2451760C1 (en) * 2011-03-24 2012-05-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of treatment of copper electrolysis slime floatation concentrate containing precious metals
EA019298B1 (en) * 2011-03-24 2014-02-28 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) Method of treatment of copper electrolysis slime floatation concentrate containing precious metals
RU2541231C1 (en) * 2013-11-12 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Method of processing of copper-electrolyte sludge floatation concentrate
RU2618050C1 (en) * 2015-12-07 2017-05-02 Акционерное общество "Уралэлектромедь" Processing method of copper anode slime

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6271964B2 (en) Method for recovering metal from cathode material for lithium ion battery
KR102427533B1 (en) How to Dispose of Lithium Ion Waste Batteries
CN111373062B (en) Method for treating waste lithium ion battery
JP2014501850A (en) Electrical recovery of gold and silver from thiosulfate solutions
RU2357012C1 (en) Extraction method of noble metals from wastes of radio-electronic industry
US4159232A (en) Electro-hydrometallurgical process for the extraction of base metals and iron
RU2211251C2 (en) Method of selective extraction of metals of platinum group from anode sludge
CN104152701B (en) The method that tin is reclaimed from tin refinement slag
CN105887118A (en) Method for selectively separating and recycling tellurium from tellurium-containing materials
JPH10204673A (en) Recovering method of indium
CN101338439B (en) Electrochemical separation and recovery method for gold and silver in copper matte
GB2368349A (en) Electrolytic extraction of metals; recycling
US9656873B2 (en) Purification of tungsten carbide compositions
US11566333B2 (en) Method for cleanly extracting metallic silver
JP3825983B2 (en) Metal purification method
JPS5967326A (en) Recovery method of valuable metal from alloy containing rare earth elements
Boyanov et al. Removal of copper and cadmium from hydrometallurgical leach solutions by fluidised bed electrolysis
Hermida Optimization of Electrometal-Electrowinning Cobalt Process from the Slag of Nickel Pig Iron (NPI)
CN111286609A (en) Method for separating and purifying lead, zinc, cadmium and copper based on ammonium complex system
RU2743195C1 (en) Method of extraction of gold and regeneration of cathodes
JP3803858B2 (en) Electrochemical recovery of heavy metals from fly ash
RU2211250C2 (en) Method for selective extraction of noble metals and metals of platinum group from acid solutions
RU2181780C2 (en) Method for extracting gold from gold containing polymetallic materials
JP3552512B2 (en) Method for controlling dissolved oxygen in copper electrolyte and method for electrolytic purification of copper
Nguyen et al. Copper Recovery from Printed Circuit Boards Waste Sludge: Multi-step Current Electrolysis and Modeling

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040905

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20070527

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170905