RU2391419C1 - Processing method for platinum-group metal concentrates based on iron and nickel for platinum-group metal recovery - Google Patents
Processing method for platinum-group metal concentrates based on iron and nickel for platinum-group metal recovery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2391419C1 RU2391419C1 RU2008138116/02A RU2008138116A RU2391419C1 RU 2391419 C1 RU2391419 C1 RU 2391419C1 RU 2008138116/02 A RU2008138116/02 A RU 2008138116/02A RU 2008138116 A RU2008138116 A RU 2008138116A RU 2391419 C1 RU2391419 C1 RU 2391419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- platinum
- nickel
- solution
- concentrate
- Prior art date
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
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии благородных металлов (БМ) и может быть использовано в технологии переработки концентрата платиновых металлов на железо-никелевой основе.The invention relates to the metallurgy of precious metals (BM) and can be used in the processing technology of the concentrate of platinum metals on an iron-Nickel basis.
Концентраты такого типа могут образовываться при переработке отработанных автомобильных катализаторов пирометаллургическими способами с последующим измельчением. Их состав существенно различается, что связано как с разными типами продукции, поступающей на обогатительную плавку, так и с особенностями используемых технологий. Основными компонентами концентратов являются: железо - массовая доля которого составляет (25-50) %, никель (5-20) %, фосфор (2-10) %, кремний (5-20) %, титан (1-2) %. Из платиновых металлов, как правило, присутствуют: платина (3-5) %, палладий (3-5) % и родий (0.5-1.0) %.Concentrates of this type can be formed during the processing of spent automotive catalysts by pyrometallurgical methods, followed by grinding. Their composition differs significantly, which is associated both with different types of products supplied to concentrating smelting, and with the features of the technologies used. The main components of the concentrates are: iron - the mass fraction of which is (25-50)%, nickel (5-20)%, phosphorus (2-10)%, silicon (5-20)%, titanium (1-2)%. Of the platinum metals, as a rule, there are: platinum (3-5)%, palladium (3-5)% and rhodium (0.5-1.0)%.
Начальной стадией переработки любых концентратов платиновых металлов является их растворение. При этом часто возникают проблемы разнопланового характера. В одних случаях они сопряжены с низкой активностью сырья. В других, наоборот, с бурным протеканием процесса, сопровождающимся выделением вредных и опасных веществ. Один из распространенных и наиболее часто используемых на практике способов заключается в растворении концентратов платиновых металлов в кислотных средах при окислении.The initial stage of the processing of any concentrates of platinum metals is their dissolution. In this case, there are often problems of a diverse nature. In some cases, they are associated with low activity of raw materials. In others, on the contrary, with the rapid course of the process, accompanied by the release of harmful and dangerous substances. One of the most common and most commonly used methods in practice is the dissolution of platinum metal concentrates in acidic media during oxidation.
Известен способ переработки концентратов платиновых металлов, включающий гидрохлорирование в соляной кислоте при нагревании, отделение нерастворимого осадка, обработку полученного раствора нитритом натрия (нитрование), отделение осадка и последующее извлечение из раствора платиновых металлов известными способами [1]. Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.A known method of processing concentrates of platinum metals, including hydrochlorination in hydrochloric acid when heated, separating the insoluble precipitate, processing the resulting solution with sodium nitrite (nitration), separating the precipitate and subsequent extraction from the solution of platinum metals by known methods [1]. This method is the closest in technical essence to the claimed method and adopted as a prototype.
К основным недостаткам способа-прототипа при его использовании в процессе переработки концентратов платиновых металлов на железо-никелевой основе для извлечения платиновых металлов следует отнести: выделение взрывоопасного водорода при взаимодействии железа с соляной кислотой; образование сильно ядовитого химического соединения фосфин, предельно допустимая концентрация которого в воздухе составляет 0.1 мг/м3; большая длительность процесса растворения концентрата; непроизводительный расход окислителя из-за низкой активности концентрата; образование трудно фильтруемых пульп, что требует использования сложного фильтровального оборудования.The main disadvantages of the prototype method when it is used in the processing of platinum metal concentrates on an iron-nickel basis for the extraction of platinum metals include: the allocation of explosive hydrogen during the interaction of iron with hydrochloric acid; the formation of a highly toxic chemical compound phosphine, the maximum permissible concentration of which in air is 0.1 mg / m 3 ; long duration of the process of dissolution of the concentrate; unproductive oxidant consumption due to the low activity of the concentrate; the formation of difficult to filter pulp, which requires the use of sophisticated filtering equipment.
Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ переработки концентрата платиновых металлов на железо-никелевой основе для извлечения платиновых металлов, заключается в использовании совокупности таких гидрометаллургических приемов переработки, которые позволяют достаточно полно перевести в раствор платиновые металлы и, вместе с тем, не имеют перечисленных недостатков, присущих способу-прототипу.The technical result, which is achieved by the proposed method of processing platinum metal concentrate on an iron-nickel basis for the extraction of platinum metals, consists in using a combination of such hydrometallurgical processing methods that allow platinum metals to be sufficiently completely transferred to the solution and, at the same time, do not have the listed the disadvantages inherent in the prototype method.
Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки концентратов платиновых металлов на железо-никелевой основе для извлечения платиновых металлов, включающем обработку концентрата соляной кислотой с переводом платиновых металлов в раствор, отделение нерастворимого остатка, обработку раствора нитритом натрия и отделение осадка гидроксида железа, перед обработкой концентрата соляной кислотой его распульповывают в воде, пульпу нагревают, вводят азотную кислоту в объеме, необходимом для растворения примерно 60% железа и никеля, и прогревают в течение 4-5 часов при температуре (85-100)°С, обработку соляной кислотой ведут добавлением соляной кислоты в объеме, необходимом для растворения оставшейся части железа и никеля и платиновых металлов, и прогревают еще в течение 4-5 часов при температуре (85-100)°С, а перед обработкой раствора нитритом натрия в него вводят ортофосфорную кислоту или ее натриевую соль.The desired technical result is achieved by the fact that in the known method of processing platinum metal concentrates on an iron-nickel basis for the extraction of platinum metals, which includes treating the concentrate with hydrochloric acid with the conversion of platinum metals into a solution, separating the insoluble residue, treating the solution with sodium nitrite and separating the precipitate of iron hydroxide, Before treating the concentrate with hydrochloric acid, it is pulped in water, the pulp is heated, nitric acid is introduced in the volume necessary for dissolving 60% of iron and nickel, and heated for 4-5 hours at a temperature of (85-100) ° С, hydrochloric acid treatment is carried out by adding hydrochloric acid in the amount necessary to dissolve the remaining part of iron and nickel and platinum metals, and heated for 4-5 hours at a temperature of (85-100) ° C, and before the solution is treated with sodium nitrite, phosphoric acid or its sodium salt is introduced into it.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В концентрате часть железа находится в форме фосфида (Fe3P). В азотной кислоте фосфор окисляется и переходит в раствор в виде ортофосфорной кислоты. Таким образом, исключается возможность образования взрывоопасной воздушно-водородной смеси и сильно ядовитого газа фосфина (PH3). При растворении исходного продукта в азотной кислоте в раствор переходит большая часть железа, никеля, а также до 10% платины и палладия и до 30% родия. Расход азотной кислоты зависит от состава исходного сырья и выбирается с таким расчетом, чтобы ее хватило на растворение примерно 60% железа и никеля (см. реакция 1). Так как данный вид концентрата не обладает высокой активностью, то после введения азотной кислоты пульпу следует прогреть при температуре (85-100)°С. Специально проведенные опыты показали, что для завершения процесса требуется проводить прогревание в течение 4-5 часов. При меньшем времени термообработки процесс растворения не успевает завершиться, а более продолжительное прогревание не приводит к существенному повышению полноты растворения. Указанная температура является наиболее оптимальной. При более низких температурах для завершения процесса растворения требуется увеличивать продолжительность прогревания, а при температурах выше 100°С происходит закипание, сопровождающееся вспениванием и возможным выбросом пульпы из реакционного аппарата. На окисление железа и никеля расходуется лишь половина из вводимой азотной кислоты. Другая часть используется на образование нитратных солей:The essence of the proposed method is as follows. In the concentrate, part of the iron is in the form of phosphide (Fe 3 P). In nitric acid, phosphorus is oxidized and passes into solution in the form of phosphoric acid. Thus, the possibility of the formation of an explosive air-hydrogen mixture and a highly toxic phosphine gas (PH 3 ) is excluded. When the starting product is dissolved in nitric acid, most of the iron, nickel, as well as up to 10% platinum and palladium and up to 30% rhodium pass into the solution. The consumption of nitric acid depends on the composition of the feedstock and is selected so that it is sufficient to dissolve approximately 60% of iron and nickel (see reaction 1). Since this type of concentrate does not have high activity, after the introduction of nitric acid, the pulp should be warmed up at a temperature of (85-100) ° С. Special experiments have shown that to complete the process, it is necessary to carry out heating for 4-5 hours. With a shorter heat treatment time, the dissolution process does not have time to complete, and longer heating does not lead to a significant increase in the dissolution completeness. The indicated temperature is the most optimal. At lower temperatures, to complete the dissolution process, it is necessary to increase the duration of heating, and at temperatures above 100 ° C, boiling occurs, accompanied by foaming and possible ejection of pulp from the reaction apparatus. The oxidation of iron and nickel consumes only half of the introduced nitric acid. Another part is used for the formation of nitrate salts:
При последующем введении соляной кислоты нитрат железа выступает в роли окислителя в реакции растворения оставшейся части железа, никеля, а также платиновых металлов:With the subsequent introduction of hydrochloric acid, iron nitrate acts as an oxidizing agent in the reaction of dissolution of the remaining part of iron, nickel, and also platinum metals:
Расход соляной кислоты также зависит от состава исходного сырья и рассчитывается по реакциям 1-4. Температурные и временные параметры выбраны по тем же соображениям, что и при растворении в азотной кислоте.The consumption of hydrochloric acid also depends on the composition of the feedstock and is calculated by reactions 1-4. The temperature and time parameters were chosen for the same reasons as when dissolving in nitric acid.
Полученный в результате такой обработки раствор помимо платиновых металлов содержит до 80 г/л железа. Для отделения железа и последующего разделения платиновых металлов раствор обрабатывают нитритом натрия. При этом железо гидролизуется и в виде гидроксида выпадает в осадок. Из практики процесса известно, что гидроксиды железа медленно фильтруются и, кроме того, сорбируют на себе платиновые металлы. С целью устранения перечисленных негативных явлений в раствор перед обработкой нитритом натрия предлагается вводить ортофосфорную кислоту или ее натриевую соль. Фосфат-ион вводят для того, чтобы выделить из раствора железа не в форме гидроксидов, а в виде фосфата. Практика процесса показала, что фосфат железа значительно лучше фильтруется и отмывается от маточного раствора, содержащего платиновые металлы, чем его гидроксид. Расход ортофосфорной кислоты или ее натриевой соли также зависит от концентрации железа в растворе, поступающем на обработку нитритом натрия.The resulting solution, in addition to platinum metals, contains up to 80 g / l of iron. To separate the iron and the subsequent separation of platinum metals, the solution is treated with sodium nitrite. In this case, iron is hydrolyzed and precipitates in the form of hydroxide. It is known from the practice of the process that iron hydroxides are slowly filtered and, in addition, adsorb platinum metals on themselves. In order to eliminate the aforementioned negative phenomena, it is proposed to introduce phosphoric acid or its sodium salt into the solution before treatment with sodium nitrite. The phosphate ion is introduced in order to isolate from the iron solution not in the form of hydroxides, but in the form of phosphate. The practice of the process showed that iron phosphate is much better filtered and washed from the mother liquor containing platinum metals than its hydroxide. The consumption of phosphoric acid or its sodium salt also depends on the concentration of iron in the solution supplied to the treatment with sodium nitrite.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
В стеклянный реактор залили 100 мл воды, включили перемешивающее устройство и загрузили 100 г концентрата следующего состава, %: Fe - 45, Ni - 15, P - 6, Pt - 4,6, Pd - 4,8, Rh - 0,9, Si - 16. Пульпу нагрели до определенной температуры и медленно прилили 300 мл азотной кислоты, после этого при постоянном перемешивании провели изотермическую выдержку при заданной температуре в течение отведенного времени. Затем в пульпу медленно ввели 350 мл соляной кислоты и также провели изотермическую выдержку в течение определенного времени при заданной температуре. Пульпу отфильтровали, нерастворимый остаток промыли, полученные растворы объединили, определили объем и проанализировали методом эмиссионно-связанной плазмы (ICP). Нерастворимый остаток высушили, взвесили и определили в нем спектральным методом массовую долю платиновых металлов. Получили 700 мл раствора следующего состава, г/л: Fe - 57 г/л; Ni - 18 г/л; Pt - 6.4 г/л; Pd - 6.7 г/л; Rh - 1 г/л. Учитывая, что основная часть находящегося в концентрате фосфора превратилась в ортофосфорную кислоту, то перед обработкой нитритом натрия дополнительно в раствор ввели не 47 мл концентрированного раствора H3PO4, что необходимо для осаждения всего железа в виде фосфата, а только 37 мл. Полученный раствор обработали при нагревании нитритом натрия, пульпу прогрели и отфильтровали. Осадок промыли водой, основной нитритный раствор и промводы объединили, определили объем и проанализировали методом эмиссионно-связанной плазмы (ICP). Осадок высушили, взвесили и определили в нем спектральным методом массовую долю платиновых металлов. Подобные опыты провели с этим же исходным концентратом при различных температурах и продолжительности выдержки. Результаты представлены в таблице 1.100 ml of water was poured into a glass reactor, a stirrer was turned on, and 100 g of concentrate of the following composition was loaded,%: Fe - 45, Ni - 15, P - 6, Pt - 4.6, Pd - 4.8, Rh - 0.9 , Si - 16. The pulp was heated to a certain temperature and 300 ml of nitric acid were slowly added, after that, with constant stirring, an isothermal exposure was carried out at a given temperature for the allotted time. Then 350 ml of hydrochloric acid was slowly introduced into the pulp and isothermal exposure was also carried out for a certain time at a given temperature. The pulp was filtered, the insoluble residue was washed, the resulting solutions were combined, the volume was determined and analyzed by emission-coupled plasma (ICP). The insoluble residue was dried, weighed and the mass fraction of platinum metals was determined in it by spectral method. Received 700 ml of a solution of the following composition, g / l: Fe - 57 g / l; Ni - 18 g / l; Pt - 6.4 g / l; Pd - 6.7 g / l; Rh - 1 g / l. Considering that the bulk of the phosphorus in the concentrate turned into phosphoric acid, before processing with sodium nitrite, not 47 ml of concentrated H 3 PO 4 solution was added to the solution, which is necessary to precipitate all the iron in the form of phosphate, but only 37 ml. The resulting solution was treated with sodium nitrite when heated, the pulp was warmed and filtered. The precipitate was washed with water, the basic nitrite solution and the promoters were combined, the volume was determined and analyzed by emission-coupled plasma (ICP). The precipitate was dried, weighed, and the mass fraction of platinum metals was determined in it by a spectral method. Similar experiments were carried out with the same initial concentrate at different temperatures and duration of exposure. The results are presented in table 1.
Таблица 1. Распределение металлов при растворении концентрата МПГ на железо-никелевой основе.Table 1. The distribution of metals upon dissolution of iron-nickel-based PGM concentrate.
М, гV ml
M, g
Таким образом, предлагаемый способ переработки концентратов платиновых металлов на железо-никелевой основе для извлечения платиновых металлов позволяет достигнуть высокого их извлечения в раствор, исключая при этом образования взрывоопасной воздушно-водородной смеси и выделения сильно ядовитого газа - фосфина. Образующиеся нерастворимые остатки с низким содержанием платиновых металлов могут быть направлены на обогатительные операции по известным технологиям.Thus, the proposed method for the processing of iron-nickel-based platinum metal concentrates to extract platinum metals allows their high extraction to be achieved, eliminating the formation of an explosive air-hydrogen mixture and the release of a highly toxic gas - phosphine. The resulting insoluble residues with a low content of platinum metals can be sent to enrichment operations using known technologies.
Источники информацииInformation sources
1. Ю.А.Котляр, М.А.Меретуков, Л.С.Стрижко. Металлургия благородных металлов. Т.2. Учебное пособие. М., Издательский дом «Руда и Металлы», 2005, с.269-273.1. Yu.A. Kotlyar, M.A. Meretukov, L.S. Strizhko. Metallurgy of precious metals. T.2. Tutorial. M., Publishing House "Ore and Metals", 2005, p. 269-273.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138116/02A RU2391419C1 (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Processing method for platinum-group metal concentrates based on iron and nickel for platinum-group metal recovery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138116/02A RU2391419C1 (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Processing method for platinum-group metal concentrates based on iron and nickel for platinum-group metal recovery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008138116A RU2008138116A (en) | 2010-03-27 |
RU2391419C1 true RU2391419C1 (en) | 2010-06-10 |
Family
ID=42138111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138116/02A RU2391419C1 (en) | 2008-09-24 | 2008-09-24 | Processing method for platinum-group metal concentrates based on iron and nickel for platinum-group metal recovery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2391419C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015193515A1 (en) * | 2014-11-10 | 2015-12-23 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Method for processing noble metal-containing materials |
RU2707457C1 (en) * | 2019-07-05 | 2019-11-26 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" | Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals |
RU2778436C1 (en) * | 2021-12-22 | 2022-08-18 | Акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" | Method for processing of iron collector of platinum metals |
-
2008
- 2008-09-24 RU RU2008138116/02A patent/RU2391419C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОТЛЯР Ю.А. и др. Металлургия благородных металлов, т.2, Учебное пособие. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2005, с.269-273. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015193515A1 (en) * | 2014-11-10 | 2015-12-23 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Method for processing noble metal-containing materials |
RU2707457C1 (en) * | 2019-07-05 | 2019-11-26 | Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов имени В.Н. Гулидова" | Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals |
RU2778436C1 (en) * | 2021-12-22 | 2022-08-18 | Акционерное общество "Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов" | Method for processing of iron collector of platinum metals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008138116A (en) | 2010-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7951223B2 (en) | Method of separating rhodium from platinum and/or palladium | |
US7291202B2 (en) | Process for mutual separation of platinum group metals | |
EP0048103A1 (en) | Process for the extraction of precious metals from concentrates thereof | |
JP5825484B2 (en) | Method for recovering platinum group metals | |
Sun et al. | Recovery of platinum from chloride leaching solution of spent catalysts by solvent extraction | |
RU2711762C1 (en) | Method of extracting platinum from an industrial salt of ammonium hexachloroplatinate | |
RU2693285C1 (en) | METHOD OF SEPARATING METALS FROM PLATINUM, PALLADIUM, RHODIUM Pt-Pd-Rh | |
RU2391419C1 (en) | Processing method for platinum-group metal concentrates based on iron and nickel for platinum-group metal recovery | |
RU2707457C1 (en) | Method for processing iron-based concentrates containing platinum group metals | |
JP2004332041A (en) | Method for recovering high-purity platinum group metal | |
WO2015193515A1 (en) | Method for processing noble metal-containing materials | |
RU2778436C1 (en) | Method for processing of iron collector of platinum metals | |
RU2514554C2 (en) | Method of cleaning of silver-bearing material | |
JP2004035968A (en) | Method for separating platinum group element | |
CN110036122B (en) | Method for recovering platinum group metals from spent catalyst | |
TW202010846A (en) | Process for digestion of a ruthenium-comprising mixture of solid particles | |
JP6222469B2 (en) | Platinum family recovery methods | |
RU2758957C1 (en) | Method for separating ruthenium from concentrates containing precious metals | |
WO2011140593A1 (en) | Recovery of platinum group metals from platinum group metal-containing materials | |
CN111630193A (en) | Method for processing noble metal-tin alloy by wet metallurgy | |
RU2791723C1 (en) | Method for processing iron-based concentrates containing precious metals | |
WO2022185862A1 (en) | Platinum-group metal recovery agent and platinum-group metal recovery method | |
JP5759785B2 (en) | Method for recovering platinum group metal from blast sand containing platinum group metal | |
JP5835579B2 (en) | Method for treating aqueous bromic acid solution containing platinum group elements | |
US20220136080A1 (en) | Method for recovering gold and copper from electronic components |