RU2818707C2 - Способ извлечения палладия, платины, серебра, иттрия и церия из отходов переработки калийно-магниевых руд - Google Patents
Способ извлечения палладия, платины, серебра, иттрия и церия из отходов переработки калийно-магниевых руд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818707C2 RU2818707C2 RU2022126360A RU2022126360A RU2818707C2 RU 2818707 C2 RU2818707 C2 RU 2818707C2 RU 2022126360 A RU2022126360 A RU 2022126360A RU 2022126360 A RU2022126360 A RU 2022126360A RU 2818707 C2 RU2818707 C2 RU 2818707C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platinum
- palladium
- silver
- cerium
- concentrate
- Prior art date
Links
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 119
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 55
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 50
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 49
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 49
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- SWHAQEYMVUEVNF-UHFFFAOYSA-N magnesium potassium Chemical compound [Mg].[K] SWHAQEYMVUEVNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000003818 cinder Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229940072033 potash Drugs 0.000 claims description 3
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 8
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 27
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 25
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 19
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 16
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 14
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 6
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical class [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 5
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- IKNAJTLCCWPIQD-UHFFFAOYSA-K cerium(3+);lanthanum(3+);neodymium(3+);oxygen(2-);phosphate Chemical compound [O-2].[La+3].[Ce+3].[Nd+3].[O-]P([O-])([O-])=O IKNAJTLCCWPIQD-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000010442 halite Substances 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 229910052590 monazite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 3
- 244000283070 Abies balsamea Species 0.000 description 2
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 description 2
- 239000004858 Canada balsam Substances 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- UXBZSSBXGPYSIL-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;yttrium(3+) Chemical compound [Y+3].OP(O)(O)=O UXBZSSBXGPYSIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052611 pyroxene Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910000164 yttrium(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- JRTYPQGPARWINR-UHFFFAOYSA-N palladium platinum Chemical compound [Pd].[Pt] JRTYPQGPARWINR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу извлечения палладия, платины, серебра, иттрия, церия из глинисто-солевых отходов в виде шламов калийных предприятий, содержащих щелочные металлы. Способ включает обогащение шламов калийных предприятий путем отмывки до содержания хлоридов щелочных металлов от 15 до 30% с получением коллективного концентрата. Концентрат гранулируют и подвергают обжигу. В качестве глинисто-солевых отходов используют складированные флотационные шламы, которые после отмывки сушат. Концентрат обогащения после сушки и гранулирования обжигают, после чего проводят измельчение полученного огарка до крупности 0,1 мм. Затем проводят обесшламливание от глинистых частиц для получения концентрата обогащения огарка в виде песков. Причем коллективный концентрат обогащения после сушки и гранулирования обжигают при температуре 880°С, затем из полученного огарка извлекают интерметаллиды палладия, платины, серебра, меди, олова, свинца, а также интерметаллиды иттрия и церия размером от 50 до 100 мкм. Способ позволяет комплексно извлекать из складированных флотационных шламов палладий, платину, серебро, иттрий и церий. 13 ил., 15 табл., 13 пр.
Description
Изобретение относится к способам извлечения палладия, платины, серебра, иттрия и церия из отходов переработки калийно-магниевых руд.
Известен способ извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов - шламов калийных предприятий, содержащих хлориды щелочных и щелочноземельных элементов по патенту №2386710 (приоритет 29.09.2008, опубл. 20.04.2010, Бюл.№11), включающий получение коллективного концентрата, обжиг, выщелачивание благородных металлов из огарка и сорбцию благородных металлов, при этом получение коллективного концентрата проводят до содержание хлоридов от 15% до 30%, а перед обжигом концентрат гранулируют, затем его подвергают отжигу при температуре 500-950°С.
Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты, недостаточное извлечение палладия, платины, серебра, а также недостатком является использование кислоты для извлечения палладия, платины, серебра из огарка, что способствует формированию вторичных отходов кислотного состава, при этом утилизация отходов данного состава представляет большую экологическую проблему. Кроме того, недостатком этого способа является невозможность полного извлечения палладия, платины, серебра, а также иттрия и церия из отходов переработки калийно-магниевых руд.
Наиболее близким аналогом является способ извлечения палладия, платины и серебра их складированных флотационных шламов (отходов переработки калийно-магниевых руд) по патенту №2770546 (приоритет 07.06.2021, опубл. 18.04.2022, Бюл. №11), Способ извлечения палладия, платины и серебра по патенту №2770546 включает обжиг гранулированных шламов при температуре 850°С, что обеспечивает образование в них интерметаллидных обособлений палладия, платины, серебра в ассоциации с медью, оловом, свинцом и последующее извлечение этих обособлений обогатительными методами. При этом во вторичных отходах отсутствует кислотная составляющая, что гарантирует формирование экологически чистых отходов.
Недостатком способа является невозможность извлечения из шламов иттрия и, церия, при чем эти элементы содержатся в исходных шламах в количестве, обуславливающем их промышленное значение так, например: суммарное содержание иттриевой группы редкоземельных элементов составляет 172,86 г/т, а цериевой группы редкоземельных элементов 610,7 г/т, (для сравнения - содержание палладия в этой пробе составляет 89,3 г/т, платины 15,7 г/т, серебра 59,4 г/т).
Предлагаемым изобретением решается задача комплексного извлечения из складированных флотационных шламов палладия, платины, серебра, иттрия и церия.
Технический результат, полученный по предлагаемому способу заключается в комплексном использовании складированных флотационных шламов - отходов переработки калийно-магниевых руд, содержащих хлориды щелочных металлов с максимальным извлечением из них палладия, платины, серебра, иттрия, церия за счет использования свойства хлоридов натрия и калия (минералы галит и сильвин) которые плавятся при температуре 799°С и 801°С, что обеспечивает (при повышении температуры обжига выше 801°С) формирование в обжигаемом материале хлоридных расплавов и образование в этом расплаве обособлений интерметаллидов палладия, платины, серебра в ассоциации с медью, оловом, свинцом, а также интнерметаллидов иттрия и церия при этом во вторичных отходах отсутствует кислотная составляющая, что гарантирует формирование экологически чистых отходов.
Для достижения указанного технического результата в способе извлечения палладия, платины, серебра, иттрия и церия из глинисто-солевых отходов в виде шламов калийных предприятий, содержащих щелочные металлы, включающий их обогащение путем отмывки до содержания хлоридов щелочных металлов от 15 до 30% с получением коллективного концентрата, концентрат гранулируют и подвергают обжигу, в качестве глинисто-солевых отходов используют складированные флотационные шламы, которые после отмывки сушат, при этом концентрат обогащения после сушки и гранулирования, обжигают, после чего проводят измельчение полученного огарка до крупности 0,1 мм, затем проводят обесшламливание от глинистых частиц для получения концентрата обогащения огарка в виде песков, при этом коллективный концентрат обогащения после сушки и гранулирования обжигают при температуре 880°С, затем из полученного огарка извлекают интерметаллиды палладия, платины, серебра, меди, олова, свинца, а также иттрия и церия размером от 50 до 100 мкм.
Отличительным признаком предлагаемого способа от наиболее близкого является то, что коллективный концентрат обогащения после сушки и гранулирования обжигают при температуре 880°С затем из полученного огарка извлекают интермеллиды палладия, платины, серебра, меди, олова, свинца, а также иттрия и церия размером от 50 до 100 мкм.
Полученный огарок измельчают до крупности 0,1 мм с целью максимального высвобождения из полиминеральных агрегатов - индивидуализированных обособлений интерметаллидов, размеры которых составляют от 30 до 500 мкм, затем проводят обесшламливание от глинистых частиц до получения концентрата обогащения огарка - песков, из которых выделяют палладий, платину, серебро, медь, олово, свинец, иттрий, церий в виде концентрата обогащения песков - обособлений многофазных срастаний интерметаллидов палладия, платины, серебра, меди, олова, свинца, интерметаллидов иттрия и церия.
Благодаря наличию этих признаков разработан способ, позволяющий формировать и извлекать индивидуализированные обособления интерметаллидов палладия, платины, серебра в ассоциации с оловом, медью, свинцом, интерметаллиды иттрия и церия из складированных флотационных шламов.
Из описания патента «Способ извлечения благородных металлов» №2291907 (опубл. 20.01.2007) известен способ извлечения благородных металлов, в котором обжиг проводится при температуре до 800°С, что обеспечивает формирование только кислоторастворимых соединений благородных металлов.
Из описания патента «Способ извлечения благородных металлов» №2386710 известен способ извлечения благородных металлов, в котором обжиг проводится при температуре выше 900°С, что приводит к разрушению основного количества хлоридов, гипса, ангидрита, доломита и формированию пироксена в количестве свыше 45%, что не способствует формированию хлоридного расплава (в виду практического отсутствия хлоридов) и приводит лишь к формированию кислоторастворимых соединений благородных металлов.
В результате многочисленных опытов авторами было выявлено то, что извлечение благородных металлов достигается в случае, когда обжиг проводится при температуре 880°С, при этом следует отметить, что:
1. Обжиг при температуре до 800°С (Пат. №2291907) обеспечивает формирование только кислоторастворимых соединений благородных металлов.
2. Обжиг при температуре выше 900°С (Пат. №2386710) приводит к разрушению основного количества хлоридов и других минералов шламов (гипс, ангидрит, доломит) и формированию пироксена в количестве свыше 45%, что делает невозможным формирование расплава и приводит лишь к формированию кислоторастворимых соединений благородных металлов.
В результате многочисленных опытов была выявлена зависимость изменения минерального состава огарка от температуры обжига.
В таблице 1 показано содержание иттриевой группы редкоземельных элементов (РЗЭ) и цериевой группы редкоземельных элементов (РЗЭ) в обожженных шламах.
В таблице 2 показана зависимость изменения минерального состава огарка от температуры обжига.
В таблице 3 показан минеральный состав огарков после обжига при температуре 800° и 850°С.
Как видно из табличных данных повышение температуры обжига на 50° (до 850°С) практически не меняет количество галита и сильвина. При содержании хлоридов в концентрате обогащения шламов менее 15% (например, 10%), количество хлоридов в огарке будет составлять 1-2%, при этом не образуется достаточного количества расплава и обособления интерметаллидов не образуются. Объем хлоридов выше 30% обуславливает формирование избыточного количества расплава и он, проникая в промежутки между обжигаемыми гранулами, формирует спек (козел), который не позволяет далее продолжать обжиг. Такой результат, достигнут экспериментально при обжиге концентрата обогащения с содержанием хлоридов 35-40%, поэтому верхний предел исходного объема хлоридов не может быть больше 30%.
Изменение температуры обжига с 850° до 880°С обусловлено тем обстоятельством, что в огарках после обжига при температуре 850°С не фиксировалось достаточно крупных обособлений интерметаллидов цериевой и иттриевой групп редкоземельных элементов, причем содержание этих элементов составляло 289,5 г/т для церия и 106,2 г/т для иттрия (см. таблицу 1). Наиболее полно результаты анализа отражены в протоколе испытаний (приложение №1).
Были проведены эксперименты при более высоких температурах, при этом интервал температуры обжига 880°С оказался наиболее оптимальным и в продуктах обжига были обнаружены обособления интерметаллидов церия и иттрия размером от 50 до 100 мкм.
Сделан вывод, что также как и в случае с Pd, Pt, Ag, происходит собирательная кристаллизация частиц редких земель и формирование обособлений размером 50-100 мкм, таким образом, авторами был разработан способ получения палладия, платины, серебра церия, иттрия из флотационных шламов, прошедших стадию хранения в шламохранилищах.
Авторами было выявлено, что исходный объем хлоридов 15-30% и температурный интервал 880°С способствуют формированию и стабильному существованию хлоридного расплава, в котором происходит преобразование органических соединений палладия, платины, серебра, и отжиг сульфидов (медь, олово, свинец), а также микро-выделений иттрия и церия, при этом формируются обособления интерметаллидов, а именно: палладия, платины, серебра в ассоциации с медью, оловом, свинцом и интерметаллидов иттрия и церия.
Конечным продуктом разработанного способа является концентрат обособлений многофазных срастаний интерметаллидов палладия, платины, серебра, меди, олова, свинца и обособлений интерметаллидов редких земель (иттрий, церий).
Остаточные хлориды, содержащиеся в шламе после обогащения, а именно галит и сильвин имеют температуру плавления: галита - 804°С, сильвина - 790°С (И. Костов. Минералогия 1971 г., Издательство Мир, Москва) и в результате обжига гранулята при температуре 880°С происходит образование хлоридного расплава, в котором содержащиеся в сырье (шламе) органические соединения палладия, платины, серебра, сульфиды меди, олова, свинца и микровыделения иттрия, церия отжигаются. В хлоридном расплаве «свободные» палладий, платина, серебро и халькофильные элементы: медь, олово, свинец, иттрий и церий аккумулируются и формируют индивидуализированные обособления, представляющие собой многофазные срастания интерметаллидов палладия, платины, серебра, совместно с медью, оловом, свинцом, образуя техногенную минеральную ассоциацию. Кроме того, в хлоридном расплаве происходит собирательная кристаллизация частиц редких земель иттрия, церия в обособления интерметаллидов размером 50-100 мкм, при этом все обособления интерметаллидов, не связаны с матричными минералами поскольку формируются в хлоридном расплаве, заполняющем интерстиции (межзерновое пространство) между матричными минералами огарка.
Халькофильные элементы из отожженных сульфидов и палладий, платина, серебро из отожженной органики, «мигрируют» в эти интерстиции и формируют совместные обособления, интерметаллидов указанных элементов размером от 30 до 500 мкм, а иттрий, церий, также формируют обособления интерметаллидов. Таким образом, обособления интерметаллидов палладия, платины, меди, олова, свинца, а также иттрия, церия, после остывания огарка оказываются не связанными с матричными минералами, при этом матричные минералы претерпевают только твердофазные преобразования. Около 10-15% обособлений интерметаллидов палладия, платины, серебра и халькофильных элементов имеют размеры от 100 до 500 мкм и содержат элементы матричных минералов. Обособления интерметаллидов иттрия и церия имеют размеры 50-100 мкм. Часть обособлений интерметаллидов образует смесь с матричным материалом.
Свойства таких обособлений (плотность) позволяют обогащать их наравне с собственно обособлениями интерметаллидов. Обособления представлены срастаниями отдельных фаз: 1) палладия, платины, серебра; 2) платины, олова, меди; 3) палладия, платины, серебра, олова, меди, свинца; 4) преимущественно оловянных и (или) медных; 5) палладий платина, олово, медь: 6) палладий, платина, серебро, медь, свинец; 7) палладий, серебро, медь, свинец; 8) монацит; 9) цериевая группа редких земель; 10) ксенотим, при этом, указанных фазах есть и незначительные примеси других элементов.
Предлагаемая характеристика преобразования шламов иллюстрируется примерами препаратов (образцов) приготовленных из конечных продуктов преобразованных шламов - концентратов обогащения песков, представленных обособлениями интерметаллидов палладия, платины, серебра, олова, меди, свинца, интерметаллидами иттриевой и цериевой групп редкоземельных элементов, минералом монацитом.
Примеры типов обособлений:
Примеры 1, 2, 3 - обжиг при температуре 850°С, примеры 4-13 обжиг при температуре 880°С.
Пример 1. На электронном фото 1 показан участок шлифа, изготовленного из концентрата обогащения песков, полученного из концентрата обогащения огарка. Шлиф был изготовлен следующим образом: из концентрата, представляющего собой частицы (крупинки) размером менее 0,045 мм (45 мкм) отобрана порция частиц весом около 10 г, затем помещена на предметное стекло в смеси со связующим веществом (канадский бальзам) способным при нагревании расплавляться и связывать разобщенные частицы. После остывания масса твердой растекшейся смеси сошлифовывается на шлифовальном станке до образования ровного плоскопараллельного среза. Применяется несколько стадий шлифовки на микропорошках последовательно - от 14 до 1 мкм.
Конечная крупность - 1.0 мкм. После этого шлиф со срезом концентрата изучается под микрозондом (растровым электронным микроскопом). Площадь предметного стекла 7,5×2,5 см. Площадь препарата концентрата 4,5×2,3 см. Под микрозондом устанавливается растр площадью 1,2×1,2 см (пример 1, фото 1). На изображении видны темные частицы (матричные минералы) и светлые частицы (обособления интерметаллидов). Черные промежутки между частицами - связующее вещество (канадский бальзам). На изображении видно, что частицы разобщены и «индивидуализированы». Этот метод иллюстрирования показывает, что конечный продукт обжига - огарок после измельчения до 0,1 мм и последующего обесшламливания, превращается в концентрат обогащения огарка «пески». В результате отмывки из песков выделяется концентрат обогащения песков, представленный обособлениями интерметаллидов и матричные минералы. Степень концентрирования обособлений интерметаллидов может достигать ~100%. В представленном концентрате видно, что полезного продукта - обособлений около 30%.
Дальнейший прием - детализация, т.е. в растре фиксируются отдельные фазы с конкретными обособлениями (примеры 2, 3, фото 2, 3; примеры 4-13, фото 4-13), где видно, что это срастание разных по фазовой плотности фаз, отличаются по цвету и составу.
Пример 2. На электронном фото 2 показано срастание двух фаз G1 (палладия, платины, олова, меди) с преобладанием олова и G2 (палладий, платина, олово, медь) с преобладанием палладия. Содержание этих элементов и распределение показаны в таблице 4.
Пример 3. На электронном фото 3 показано обособление, состоящее из четырех фаз, расположенных концентрически-зонально: Фаза G1 (палладий, платина, серебро, свинец, медь); G2 (олово, медь); G3 (серебро, олово, медь); G4 (олово, медь). Содержания этих элементов и распределение показаны в таблице 5.
Пример 4. На электронном фото 4 показано обособление, состоящее из 4-х фаз: Фаза G1 (палладий, платина, серебро, медь и свинец); G2 (олово, медь, палладий, свинец); G3 (палладий, платина, серебро, медь, свинец); G4 (медь, палладий, платина, олово, примеси). Сравнение электронного фото и анализ изображенных интерметаллидных фаз показывает их полную самостоятельность, но в то же время образующих тесное срастание. В таблице 6 показан элементный анализ фаз и содержание элементов.
Пример 5. На электронном фото 5 показано обособление, состоящее из 3-х фаз: G1 (медь, олово); G2 (олово, медь, примеси); G3 (палладий, платина, олово, медь). В таблице 7 показан элементный анализ этих фаз и содержание отдельных элементов.
Пример 6. На электронном фото 6 показано обособление, состоящее из 3-х фаз: G1 (серебро, палладий, платина, свинец); G2 (палладий, серебро, медь, свинец); G3(палладий, платина, серебро, медь, свинец) Элементный анализ этих фаз и содержание отдельных элементов показаны в таблице 8.
Пример 7. На электронном фото 7 показано обособление состоящее из 5-и фаз: G1 (медь, палладий, платина, серебро, олово, свинец); G2 (медь, палладий, платина, серебро, олово); G3 (палладий, медь, серебро, сурьма); G4 (медь, олово, сурьма, свинец); G5 (медь, палладий, примеси серебра, олова, свинца). Элементный анализ этих фаз и содержание отдельных элементов показаны в таблице 9.
Пример 8. На электронном фото 8 показано обособление, состоящее из 4-х фаз: G1 (палладий, платина, олово, мышьяк, сурьма); G2 (палладий, платина, олово, примеси сурьмы и серы); G3 (палладий, платина, олово, примеси сурьмы и серы); G4 (палладий, платина, олово, сера примеси сурьмы и никеля). Элементный анализ этих фаз и содержание отдельных элементов показаны в таблице 10.
Пример 9. На электронном фото 9 показано обособление, состоящее из одной фазы, представленной вольфрамом, марганцем с примесью железа: G1 (вольфрам, марганец, железо). Элементный анализ этой фазы и содержание отдельных элементов показаны в таблице 11.
Пример 10. На электронном фото 10 представлено обособление, состоящее из 3-х фаз: G1 (тантал с примесью олова); G2 (олово, свинец, кальций с примесью кремния и магния); G3 (олово, свинец, с примесью кальция). Элементный состав этих фаз и содержание отдельных элементов показаны в таблице 12.
Пример 11. На электронном фото 11 показано обособление, представленное монацитом: G1 (церий и группа цериевых редких земель). Элементный анализ этого обособления и содержание отдельных элементов показаны в таблице 13.
Пример 12. На электронном фото 12 показано обособление, состоящее из 2-х фаз. Фазы представлены монацитом с разным спектром цериевой группы редких земель. Элементный состав этого обособления и содержание отдельных элементов показаны в таблице 14.
Пример 13. На электронном фото 13 показано обособление, представленное ксенотимом с примесью серы, железа, меди, кальция, рубидия и элементы иттриевой группы редких земель. Элементный состав обособления и содержание отдельных элементов показаны в таблице 15.
Применение энергодисперсионной приставки для анализа элементного состава отдельных фаз позволяет дать окончательный диагноз (идентификацию) выделенных образований и подтвердить достоверность указанного выше способа комплексного извлечения из складированных флотационных шламов палладия, платины, серебра, иттрия и церия.
Claims (1)
- Способ извлечения палладия, платины, серебра, иттрия, церия из глинисто-солевых отходов в виде шламов калийных предприятий, содержащих щелочные металлы, включающий их обогащение путем отмывки до содержания хлоридов щелочных металлов от 15 до 30% с получением коллективного концентрата, концентрат гранулируют и подвергают обжигу, в качестве глинисто-солевых отходов используют складированные флотационные шламы, которые после отмывки сушат, при этом концентрат обогащения после сушки и гранулирования обжигают, после чего проводят измельчение полученного огарка до крупности 0,1 мм, затем проводят обесшламливание от глинистых частиц для получения концентрата обогащения огарка в виде песков, отличающийся тем, что коллективный концентрат обогащения после сушки и гранулирования обжигают при температуре 880°С, затем из полученного огарка извлекают интерметаллиды палладия, платины, серебра, меди, олова, свинца, а также интерметаллиды иттрия и церия размером от 50 до 100 мкм.
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2022126360A RU2022126360A (ru) | 2024-04-10 |
| RU2818707C2 true RU2818707C2 (ru) | 2024-05-03 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2132397C1 (ru) * | 1998-03-19 | 1999-06-27 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ переработки шламов калийного производства |
| US7645320B2 (en) * | 2004-10-20 | 2010-01-12 | Minex Technologies Limited | Extraction process |
| RU2386710C1 (ru) * | 2008-09-29 | 2010-04-20 | Закрытое Акционерное Общество "Уралкалий-Технология" | Способ извлечения благородных металлов |
| RU2770546C1 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Горно -технологическая корпорация Западный Урал" | Способ извлечения палладия, платины, серебра из отходов переработки калийно-магниевых руд |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2132397C1 (ru) * | 1998-03-19 | 1999-06-27 | Открытое акционерное общество "Уралкалий" | Способ переработки шламов калийного производства |
| US7645320B2 (en) * | 2004-10-20 | 2010-01-12 | Minex Technologies Limited | Extraction process |
| RU2386710C1 (ru) * | 2008-09-29 | 2010-04-20 | Закрытое Акционерное Общество "Уралкалий-Технология" | Способ извлечения благородных металлов |
| RU2770546C1 (ru) * | 2021-06-07 | 2022-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Горно -технологическая корпорация Западный Урал" | Способ извлечения палладия, платины, серебра из отходов переработки калийно-магниевых руд |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Thallium transformation and partitioning during Pb–Zn smelting and environmental implications | |
| Nannoni et al. | Fractionation and geochemical mobility of heavy elements in soils of a mining area in northern Kosovo | |
| Zhang et al. | Enhanced leachability of rare earth elements from calcined products of bituminous coals | |
| Santos et al. | Processing of quartz lumps rejected by silicon industry to obtain a raw material for silica glass | |
| Pérez-Martínez et al. | Characterisation and partition of valuable metals from WEEE in weathered municipal solid waste incineration bottom ash, with a view to recovering | |
| Tian et al. | Understanding of mineralogy and residence of trace elements in coals via a novel method combining low temperature ashing and float-sink technique | |
| Kursun Unver et al. | Distribution of trace elements in coal and coal fly ash and their recovery with mineral processing practices: A review | |
| Tyszka et al. | Cadmium distribution in Pb-Zn slags from Upper Silesia, Poland: Implications for cadmium mobility from slag phases to the environment | |
| Wang et al. | Fe isotope behaviours during sulfide-dominated skarn-type mineralisation | |
| Reis et al. | Extraction of available and labile fractions of mercury from contaminated soils: The role of operational parameters | |
| Sethurajan et al. | Fractionation and leachability of heavy metals from aged and recent Zn metallurgical leach residues from the Três Marias zinc plant (Minas Gerais, Brazil) | |
| Mikoda et al. | Metallurgical slags from Cu production and Pb recovery in Poland–Their environmental stability and resource potential | |
| Zhong et al. | Toxic metals and the risks of sludge from the treatment of wastewater from beryllium smelting | |
| Okeme et al. | Characterisation of rare earth elements and toxic heavy metals in coal and coal fly ash | |
| Mikoda et al. | Corrigendum to “Metallurgical slags from Cu production and Pb recovery in Poland-Their environmental stability and resource potential”[Appl. Geochem. 98 (2018) 459-472] | |
| Galjak et al. | Characterization of the tailing waste deposit “Gornje Polje” | |
| RU2818707C2 (ru) | Способ извлечения палладия, платины, серебра, иттрия и церия из отходов переработки калийно-магниевых руд | |
| Dreisinger et al. | The search minerals direct extraction process for rare earth element recovery | |
| Harimana et al. | Effect of particle size, pH, and residence time on mobility of copper and cobalt from copper slag | |
| Rao et al. | Recovery of rare earth elements from coal fly ash: a review | |
| Chen et al. | Mineralogy characteristic study and exploration on the valuable metals enrichment of coal fly ash | |
| Kursun et al. | Recovery of trace elements with uranium and thorium from yatagan thermal power plant fly ashes by leaching | |
| Kierczak et al. | Pyrometallurgical slags in Upper and Lower Silesia (Poland): from environmental risks to use of slag-based products-a review | |
| RU2770546C1 (ru) | Способ извлечения палладия, платины, серебра из отходов переработки калийно-магниевых руд | |
| Liu et al. | Recovery of rare earth and critical metals from thermally activated coal refuse using ferric sulfate bio acid |