NO134876B - - Google Patents

Description

Den foreliggende -oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte

til separering og anrikning av metaller tilhørende platinagruppen og gull, hvor metallene tilhørende platinagruppen eller en gruppe av disse som omfatter ruthenium og/eller iridium, smeltes med en blyforbindelse, om nødvendig et reduksjonsmiddel samt et flussmiddel til dannelse av en legering av metallene tilhørende platinagruppen, gull og bly, slagg som derved dannes fjernes, legeringen utlutes med salpeter-

syre for stort sett å fjerne blyet og utlutes deretter med kongevann for fjerning av platina, palladium, gull og delvis rhodium fra ruthenium og/eller iridium.

Vanligvis forekommer de fem metaller tilhørende platinagruppen, nemlig platina,, palladium, iridium, ruthenium og rhodium, sammen med gull i naturen, og disse grunnstoffer må separeres fra hverandre og renses for å være anvendbare i handel eller industri. Vanligvis gjennomføres en begynnende separering av disse grunnstoffer i to grupper ved å behandle grunnblandingen, som vanligvis er en matteutlutingsrest eller slam, med kongevann, idet i dette tilfelle platina, palladium og gull oppløses, mens iridium, ruthenium og rhodium stort sett blir tilbake i resten fra denne behandling. De to grupper av metaller som derved oppnås underkastes deretter vanligvis lange og kompliserte separeringsprosesser for å separere og anrike de enkelte metaller.

De to grupper som således oppnås er ofte ikke separert

så godt som ønskelig. Særlig forekommer det ofte betydelige mengder platina, palladium og gull sammen med rhodium, iridium og ruthenium. Videre er uønsket store mengder silisiumdioksyd og uedle metaller vanligvis nærværende i gruppen som består av rhodium, iridium og ruthenium.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte for separering og anrikning av metallene til-hørende platinagruppen og gull hvorved det frembringes forbed-ret separering av de to hovedgrupper og hvorved fjerningen av silisiumdioksyd og uedle metaller fra den sekundære gruppe om-fattende rhodium, ruthenium og iridium bedres.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at oppløsningen fra kongevannutlutingen inndampes til tørr tilstand og at resten som derved dannes, oppvarmes til mellom 575 og 600°C, hvoretter det.foretas en ytterligere utluting med kongevann av den resulterende rest for å løse opp platina, palladium og gull, mens rhodium forblir uoppløst.

Det er funnet at dannelsen av en slik legering resulterer i at silisiumdioksyd og uedle metaller fjernes i større grad enn i den konvensjonelle prosess og også i en bedre oppdeling mellom de to metallgrupper som oppnås. Dette skyldes delvis at legeringsdannelsen gjør ruthenium og iridium mindre oppløselig enn de normalt er.

Legeringsdannelsen gjennomføres fortrinnsvis ved en temperatur på mellom 1100° og 12 0 0°C. Blyforbindelsen er fortrinnsvis blyoksyd, men ville også kunne være for eksempel blykarbonat, blysulfid, blysulfat eller blyacetat. Flussmidlet bør være et basisk flussmiddel, såsom natriumkarbdnat, fortrinnsvis blandet med et smeltepunktnedsettende middel, såsom boraks eller fluss-spat. Reduksjonsmidlet som er nødvendig i mange tilfeller er fortrinnsvis trekull. Når det anvendes blyacetat eller bly-formiat som blyforbindelse, er det ikke nødvendig med et reduksjonsmiddel.

For at oppfinnelsen kan forstås lettere, vil det i det etterfølgende bli beskrevet et eksempel på denne anvendt på

en separasjonsprosess under henvisning til den medfølgende tegning som viser et flytdiagram som angir hovedseparerings-trinnene ifølge oppfinnelsen.

Generelt frembringes konsentrater av metaller tilhørende platinagruppen og gull i form av matteutlutingsrester eller sligger, og de bearbeides fra dette trinn for å separere og anrike dem.

Ifølge eksemplet behandles en matteutlutingssligg som inneholder metaller tilhørende platinagruppen og gull ifølge den etterfølgende generelle fremganasmåte som også angir re-sultatene for et spesifikt eksempel hvor mengdene av forskjel-

lige reagenser er angitt i parentes.

Sliggen som ble anvendt som råstoff ifølge denne utfør-elsesform inneholdt følgende:

Først ble 2,5 kg sligg røstet i en luftstrøm ved 600°C

i to timer for å omdanne eventuelle sulfider og fritt svovel til oksyder på et trinn 1.

Det røstete materiale ble kokt på et trinn 2 i to timer med 20 prosentig ^SO^(3 1) med tilbakeløp under omrøring, avkjølt til 55°C og filtrert for å løse hovedmengden av de tilstedeværende metaller.

Kalsiumoksyd (CaO) ble tilsatt til filtratet på et trinn

3 for å utfelle alt nikkel, kobber, metaller tilhørende platinagruppen og gull i filtratet. Denne utfelling ble beholdt og inneholdt 30 mg platina, 100 mg palladium, 10 mg gull, 50 mg rhodium og 40 mg iridium. I praksis ville denne utfelling bli sirkulert til en mattesmelter.

Resten som ble oppnådd etter svovelsyrebehandlingen ble deretter utlutet på et trinn 4 med kongevann ( lk 1) i tre timer. Denne utluting med kongevann og alle etterfølgende ut-lutinger med kongevann ble gjennomført på følgende måte: Materialet ble kokt sammen med den nødvendige mengde saltsyre (HC1) med tilbakeløp i tretti minutter. Den nød-vendige mengde salpetersyre (HNO^) ble deretter langsomt tilsatt over en periode på seksti minutter. Blandingen fikk deretter koke resten av tiden, dvs. i en og en halv time.

Natriumbromat (NaBr03) (30 g) ble deretter tilsatt til løsningen som fikk koke i ytterligere tretti minutter etter tynning av løsningen med vann (1,5 - 3) for å oksydere metallene tilhørende platinagruppen og gullet til deres høyeste, stabile oksydasjonstrinn. pH ble deretter regulert til 6,5

med natriumkarbonat ved 60°C (1 kg) for å felle ut alle metallene unntatt platina som deres oksydhydrater. Løsningen fikk stå i tretti minutter og ble deretter filtrert under vakuum. Platina ble fjernet på denne måte for å minske med omtrent 50% hovedmengden av metallene tilhørende platinagruppen og gull som skulle underkastes blylegeringsdannelse.

Til filtratet (90% platina (Pt) i tilførselen) ble det tilsatt maursyre (0,2 1) på et trinn 5, og oppløsningen ble kokt med tilbakeløp under omrøring i fem timer. Natriumkarbonat (Na2C03) (0,3 kg) ble tilsatt på et trinn 6 trinnvis i løpet av en time inntil en pH på 5 var oppnådd. Løsningen

. ble deretter kokt i ytterligere seksti minutter, avkjølt til 60°C og filtrert under vakuum. Trinnene 5 og 6 ble gjennomført

for å felle ut platina i oppløsningen.

Filtratet ble ført over en anionbytterkolonne på et trinn 7 og den utstrømmende væske fjernet. Denne væske inneholdt 100 mg Pt, 10 mg Pd, 10 mg Au,. 1 mg Rh og 25 mg Ir.

Utfellingen ble løst på et trinn 8 i kongevann (11),

avkjølt og filtrert. Den oppnådde rest var sølvklorid (AgCl).

Dette kongevannfiltrat inneholdt hovedmengden av platina.

Dette platina ble sammenført med hovedmengden av palladium og gull som beskrevet i det etterfølgende, og separering av disse metaller tilhørende platinagruppen ble gjennomført separat. Den fremgangsmåte som ble benyttet vil ikke bli beskrevet her idet den er uvedkommende for de grunnleggende separeringstrinn ifølge oppfinnelsen.

Den oppnådde rest/utfelling fra den første utluting med kongevann og utfellinger med natriumkarbonat på trinn 4 (14 0 0 g) ble blandet med et flussmiddel A og et flussmiddel B som er angitt nedenfor, og smeltet på et trinn 9 i syttifem minutter ved 1140°C. Resultatet av dette var at rhodium for det meste ble omdannet fra en rest som var oppløselig i kongevann til ' en form som var oppløselig i kongevann. Dessuten ble oppløse-ligheten for iridium og ruthenium i kongevann minsket ytterligere. 2,5 kg av flussmiddel A pr. kg rest og 335 g av flussmiddel B pr. 100 g platinametaller tilhørende platinagruppen + Au som skulle oppsamles ble anvendt. Disse flussmidler hadde følgende sammensetninger:

Det smeltete materiale ble helt i jernformer hvor det fikk kjølne. Blykulene som derved ble oppnådd ble separert fra slaggen, og slaggen ble formalt og beholdt, men ville i praksis blitt ført tilbake til mattesmelteren. Slaggen inneholdt 520 mg Pt, 230 mg Pd, 45 mg Au, 24 mg Rh, 45 mg Ru (ruthenium) og 5 mg Ir.

Blykulene ble formalt og deretter kokt på et trinn lo i fem timer med tilbakeløp med 20 prosentig HNO^(5,5 1) for å fjerne bly. Løsningen ble avkjølt til 55°C og filtrert under vakuum. Resten ble tilført til et etterfølgende utlutingstrinn med kongevann som er antydet som et trinn 11.

Maursyre (0,05 1) ble tilsatt på et trinn 12 til filtratet fra salpetersyreutlutiiigen på trinn 10, og pH ble regulert til 2,0 med natriumkarbonat Na2C03, (0,3 kg) for å felle ut ethvert metall tilhørende platinagruppen og gull som ble oppløst av salpetersyren. Oppløsningen ble deretter omrørt i fem timer ved romtemperatur og filtrert under vakuum.

Den oppnådde utfelling ble kombinert med resten fra salpetersyreutlutingen på trinn 10 og tilført-til kongevannutlutingen på trinn 11. NH^OH ble tilsatt på et trinn 13 til. fil tratet, for å felle ut blyet og ethvert metall tilhørende platinagruppen + Au som var til stede, og denne utfelling ble tørket og glødet, og ville i praksis blitt ført tilbake til blysmelt-ingstrinnet 9.

Den kombinerte rest/utfelling ble kokt på trinn 11 med kongevann (0,75 1) i tre timer med tilbakeløp. Oppløsningen ble avkjølt til 55°C og filtrert under vakuum. Resten utgjorde en del av tilførselen til prosessen for separering av rhodium, iridium og ruthenium fra hverandre. Denne rest inneholdt 850 mg Pt, 700 mg Pd, 100 mg Au, 5000 mg Rh, 14720 mg Ru og 1420 mg Ir. De edle metaller utgjør vanligvis omtrent 50% av dette metallkonsentrat, idet resten er blyklorid (PbCl,,) .

Til filtratet fra kongevannutlutingen på trinn 11 ble det på et trinn 14 tilsatt den støkiometriske mengde H^SO^pluss et overskudd på 10% (100 ml 50 prosentigI^SO^) for å felle ut bly som var til stede i oppløsningen. Oppløsningen ble kokt i tretti minutter, avkjølt til 55°C og filtrert.

Det utfelte blysulfat ble glødet på et trinn 15 til sølv-erglød (PbO) og var ferdig til å bli resirkulert til blysmelt-ingstrinnet.

Filtratet fra blyutfellingstrinnet ble inndampet til tørr tilstand på et trinn 16, og saltene som derved ble oppnådd ble glødet ved 600°C i to timer. Denne temperatur ble

. funnet å være viktig for å holde rhodium i resten uoppløselig

i kongevann.

Det glødete produkt ble deretter kokt på et trinn 17 med kongevann (0,75 1) med tilbakeløp i tre timer. Oppløsningen ble avkjølt og filtrert under vakuum.

Resten ble kombinert med resten fra kongevannutlutingen på trinn 11 som ble gjennomført etter legeringsdannelse for å' danne en kombinert tilførsel for separeringen av de sekundære metaller tilhørende platinagruppen, nemlig rhodium, ruthenium og iridium og hadde et innhold av metaller tilhørende platinagruppen og gull på 1130 mg Pt, 850 mgPd, 120 mg Au, 7480 mg Rh, 14920 mg.Ru og 1720 mg Ir.

Filtratet som ble oppnådd etter den siste kongevannutlutingen på trinn 17 ble kombinert med det som ble oppnådd ved kongevannutlutingen på trinn 8 som ble utført på metallene som ble løst på det første utlutingstrinn 4 for å frembringe en tilførsel til separeringsprosessen for platina, palladium og gull. Denne tilførsel hadde et innhold av platinametaller og gull på 171.210 mg Pt, 74.790 mg Pd, 14.560 mg Au, 200 mg Rh, 25 mg Ru og 210 mg Ir.

Det vil derfor forstås at anvendelse av den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å separere de to grupper metaller tilhørende platinagruppen og gull effektivt fra hverandre og fra uedle metaller og gråberg i det opprinnelige materiale.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til separering og anrikning av metaller til-hørende platinagruppen og gull, hvor metallene tilhørende platinagruppen eller en gruppe av disse som omfatter ruthenium, og/ eller iridium, smeltes med en blyforbindelse, om nødvendig et reduksjonsmiddel samt et flussmiddel til dannelse av en legering av metallene tilhørende platinagruppen, gull og bly, slagg som derved dannes, fjernes, legeringen utlutes med salpetersyre for stort sett å fjerne blyet og utlutes deretter med kongevann for fjerning av platina, palladium, gull og delvis rhodium fra ruthenium og/eller iridium,karakterisert vedat oppløsningen fra kongevannutlutingen inndampes til tørr tilstand og at resten som derved dannes, oppvarmes til mellom 575 og 600°C, hvoretter det foretas en ytterligere utluting med kongevann av den resulterende rest for å løse opp platina, palladium og gull, mens rhodium forblir uoppløst.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat metallene tilhørende platinagru<p>pen, som oppløses sammen med blyet ved salpetersyreutlutingen, utfelles og tilsettes til resten fra salpetersyreutlutingen før den etterfølgende utluting med kongevann.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2,karakterisert vedat metallene tilhørende platinagruppen utfelles med maursyre, mens salpetersyreoppløsningens pH regul-eres til omtrent 2,0.

4. Fremgangsmåte i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat kongevannutlutingsopp-løsningen som oppnås etter salpetersyreutlutingen behandles for å felle ut eventuelt resterende bly fra denne, fortrinnsvis med svovelsyre.