專利名稱：低品位及難處理貴金屬物料的富集活化溶解方法
低品位及難處理貴金屬物料的富集活化溶解方法，本發(fā)明是屬于貴金屬冶金。
貴金屬Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru在原料中含量少而分散，其冶金過程有一系列富集、活化、分離精煉冗長的過程。近年來，溶劑萃取法從溶液中分離提取貴金屬的新技術(shù)逐步發(fā)展應(yīng)用。溶劑萃取法要求精礦中所有貴金屬都轉(zhuǎn)入溶液，而且性質(zhì)、成分和濃度容易調(diào)整。英國阿克統(tǒng)精煉廠對品位大于50％的貴金屬精礦采用過氧化鈉熔融法(Ep0048103)，通過堿熔改變了貴金屬的狀態(tài)，使其易于溶解，但原料中的SiO2堿熔融時形成硅酸鹽，浸出時形成硅膠，使過濾困難。美國專利US4451290“從廢料及殘渣中回收鉑族金屬”是將含貴金屬殘渣與含硫浸濾渣及熔劑高溫熔融，以產(chǎn)生含貴金屬的銅锍相及浮渣，氧化除去多余的鐵、鎳，再用銅或鎳、鐵中選擇的熔化金屬與銅锍相接觸，以捕集貴金屬。此法發(fā)明了從含貴金屬廢料或廢渣中用锍熔融法及銅捕集法結(jié)合富集貴金屬的方法，方法是火法冶金，未涉及高品位貴金屬精礦的制備及貴金屬的活化和溶解，而且貴金屬回收率除鉑較高外，其余不高，特別是銀及鈀均較低。
本發(fā)明的目的是針對低品位(＜10％)或難處理的含貴金屬(Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru)的物料，研究發(fā)明一種使所有貴金屬進(jìn)一步富集并活化，獲得高品位貴金屬精礦，再高效簡便溶解，制備高濃度、雜質(zhì)含量少的貴金屬溶液的方法，有利于下一步溶劑萃取或其它貴金屬精煉技術(shù)的采用進(jìn)行。
所發(fā)明的低品位及難處理貴金屬物料的富集活化溶解方法，包括熔煉金屬锍、鋁合金化、酸浸出賤金屬、酸氧化介質(zhì)溶解貴金屬幾個步驟，其特征在于(1)低品位及難處理的含貴金屬物料利用其含有的賤金屬硫化物，或者量不夠時添加鐵、鎳、銅及其它重有色金屬硫化物中一種或數(shù)種，其比例為貴金屬∶賤金屬(重量比)＝1∶1-25，加入熔點(diǎn)為550-1000℃的鈉硼玻璃渣或能形成鈉硼玻璃的造渣物料覆蓋，在粘土或石墨坩堝中熔煉，溫度為900-1300℃，保溫時間0.5-1.5小時，貴金屬捕集于锍相或金屬相，物料中的造渣物如硅、鈣等鈉硼玻璃覆蓋渣形成熔點(diǎn)為790-850℃的鈉-硼-硅玻璃體渣，锍與渣分離，渣復(fù)用一至二次，渣中貴金屬可降至30g/t左右，锍中貴金屬直收率＞99.6％；(2)將(1)所得富集了貴金屬的锍加添鋁，锍∶鋁(重量比)＝1∶0.5-3，在粘土或石墨坩堝中，溫度1000-1200℃，進(jìn)行熔煉鋁合金化，保溫時間10-30分鐘；(3)將(2)步驟所得鋁合金塊在1-4mol稀鹽酸或稀硫酸中加熱溶解賤金屬，保持溶液中鋁及賤金屬離子總濃度＜150g/l，溫度＞90℃，固液分離，濾液不含貴金屬，可排棄或并入賤金屬回收系統(tǒng)，濾渣為品位＞50％的貴金屬活性精礦；(4)將(3)所得貴金屬活性精礦用鹽酸加氧化劑溶解全部貴金屬，或者先氧化蒸餾分離鋨、釕、再用鹽酸加氧化劑溶解其它貴金屬，溶液酸度為4-8mol，氧化劑為氯氣或過氧化氫水溶液中任選一種，溫度為80-100℃，溶解時間2-5小時，貴金屬溶解率分別為Au 99.9％，Pt 99.9％，Pd 99.9％，Rh 99.8％，Ir 99.9％，Os 99.6％，Ru 99.6％左右，不溶渣量很少，貴金屬含量很少(-1％)，可并入下批熔煉用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、所能處理的物料適應(yīng)范圍寬，貴金屬品位0.1-20％，貴金屬∶賤金屬＝1∶1-25，SiO2、Al2O3等造渣物含量較高的物料，難處理物料均可處理，2、在活化貴金屬，使其轉(zhuǎn)化為易溶解狀態(tài)的同時，進(jìn)一步分離了SiO2、Al2O3及賤金屬。3、貴金屬精礦品位高，活性好，貴金屬溶解率及金屬回收率高，4工藝過程簡便，溶解過程迅速。
實(shí)施例實(shí)例1，堿熔蒸餾鋨、釕及HCl/Cl2溶解的不溶殘渣貴金屬富集物143.5g，成份為(％)Au 0.275 Pt 5.57Pd 0.925 Rh 0.377 Ir 1.35 O50.075 Ru0.378，賤金屬總和小于0.4％。
(1)加入Ni3S220g，F(xiàn)eS 23g與殘渣混合，用60g SiO2，75g B2O3，56g Na2CO3造渣物覆蓋物料，在粘土坩堝中于1250℃熔煉，保溫30分鐘，冷卻后渣與锍分離；(2)所獲得的27.6g锍加45g鋁在粘土坩堝中，在1150℃熔煉15分鐘，得鋁合金71.5g，鋁渣4.67g；(3)將鋁合金用3molHcl；在溫度＞90℃加熱溶解，固液分離；(4)將(3)所得固體貴金屬精礦用6mol Hcl+過氧化氫溶解，溫度為水沸騰溫度，溶解10分鐘，精礦全部溶完。
貴金屬走向，溶解率如表1
表1名稱 Au PtPd RhIr Os Ru爐渣成分g/t 49.2 390 2003523 25.9 41.6鋁渣成分％0.125 2.37 0.409 0.17 0.32 0.128 0.2662鹽酸浸出液成分g/l 痕 痕痕 痕痕 痕 痕貴金屬溶液濃度g/l 0.92 18.98 3.07 1.28 4.6 7 0.231 1.269爐渣中分散率％3.11.2 3.71.6 0.30 5.98 1.89鋁渣中分散率％1.51.4 1.41.47 0.77 5.6 2.3貴液中分配率％95.5 97.4 95.0 97.0 98.9 88.4 95.8金屬平衡％100100 100100 100100 100實(shí)例2某廠貴金屬富集物3780g，成份為(％)Au 0.113Pt 0.094 Pd 0.076 Rh 0.0037 Ir 0.0148Os 0.00872 Ru 0.0054 Cu 4.76 Ni 4.19Fe 10.21 SiO211.1 Al2O3＜1 S 14.11CaO 12.52 MgO 1.39其中∑Pt+Au＝0.3156％，賤金屬19.16％，貴賤比1∶60，造渣物為26.01％。
(1)加入SiO21210g，硼砂1512g，Na2CO31134g造渣物料覆蓋于物料上，在粘土坩堝中，于1250℃溫度下熔煉0.5小時，冷卻后渣锍分離，爐渣重2480g，锍重418.1g。
(2)按锍∶鋁＝1∶1.5的比例，將锍和鋁混合加入粘土坩堝中，中頻電爐加熱，于1150℃溫度熔煉反應(yīng)10分鐘，得鋁合金870g。
(3)鋁合金經(jīng)稀硫酸(濃度3mol)，溫度＞90℃加熱溶解后，過濾，洗滌，干燥，鋁渣干重31.5g(4)鋁渣(貴金屬精礦)先氧化蒸餾分離Os、Ru、再用8mol HCl通Cl2氧化，溫度＞80℃，溶解1小時，過濾得貴金屬溶液587.5ml，不溶渣干重1.51g，溶液中貴賤比為14∶1。
貴金屬走向及溶解率如表2表2名稱 Au PtPdRhIr Os Ru爐渣中含量g/t7.517.7 7.7 4.3 6.62 2.15 2.14鋁渣中含量g/t180168 137 4.4 15.0 390380鋁渣溶解液中含量g/l 痕 痕痕痕痕 痕 痕最終不溶渣中含量g/t 798.95 1990 1010 224 752.7 914.5 562.6貴液中濃度g/l7.22 6.06 4.84 0.23 0.946 0.0052 0.0216Os、Ru吸收液 / / / / / 0.34 0.123中濃度g/l爐渣中分散率 0.44 1.2 0.67 0.76 0.29 1.62.1鋁渣中分散率 0.13 0.15 0.15 0.1 0.08 0.37 5.8最終不溶渣中 0.028 0.08 0.05 0.2 0.20.42 0.39殘留率％貴金屬溶液中99.4 98.5 99.12 96.4 99.14 0.931.2分配率％Os、Ru吸收液/ / / / / 94.783.2中分配率％貴金屬溶解率99.97 99.92 99.95 99.8 99.8 99.58*99.61*(蒸出率)*％金屬平衡％ 100100100100 100 100 100實(shí)例3 某廠貴金屬物料3605g，成分為(％)Au 1.46Pt 3.58 Pd 1.92 Rh 0.16 Ir 0.149 Os 0.159 Ru 0.32 Cu 9.64 Ni 7.98 Fe 1.48 S 33.04 SiO28.81 CaO 1.78 Al2O30.66，其中Au+∑Pt＝7.748％，賤金屬＝19.1％，貴賤比＝1∶2.5，造渣物＝11.25％，(1)加入361g SiO2，361g硼砂，289g Na2CO3造渣物混合后覆蓋在物料上，在粘土坩堝中于1250℃溫度下熔煉1.5小時，分層熔體傾倒放渣或冷卻后渣锍分離，爐渣重1250g，锍重1455.7g。
(2)按锍∶鋁＝1∶1.5比例，加入粘土坩堝中于1150℃溫度下熔煉反應(yīng)10分鐘，得鋁合金重3091.5。
(3)鋁合金用3mol鹽酸溶解賤金屬，溫度＞90℃，不含貴金屬的溶液廢棄，得鋁渣干重17.2g。
(4)鋁渣(貴金屬精礦)先氧化蒸餾Os、Ru后再用8molHcl通cl2加熱溶解貴金屬1.5小時，溫度＞80℃，過濾貴金屬溶液體積為2500ml，濾渣干重為13.1g，溶液中貴賤比為12.6∶1。
金屬走向及溶解率如表3表3名稱 Au Pt Pd RhIr Os Ru爐渣中含量g/t5.36.33.84.0 2.93 1.35 1.86鋁渣中含量g/t1870 4102 5333 213 17330 80鹽酸溶解液中含量g/l 痕 痕 痕 痕痕 痕 痕最終不溶渣中含量g/l 6511965 1058 5000 415.7 376.1 784.9貴液中濃度g/l21.06 51.67 27.65 2.27 2.12 0.95 2.63Os、Ru吸收液 / / / / / 1.24 1.81中濃度g/l爐渣中分散率％ 0.013 0.006 0.007 0.087 0.068 0.030 0.020鋁渣中分散率％ 0.061 0.055 0.13 0.064 0.056 0.009 0.012最終不溶渣中 0.016 0.02 0.02 1.1 0.10.086 0.09殘留率％貴金屬溶液中99.89 99.92 99.8 98.7 99.77 41.42 57.35分配率％Os、Ru吸收液/ / / / / 58.46 42.55中分配率％貴金屬溶解率99.98 99.98 99.98 98.9 99.9 99.9*99.9*(蒸出率)*％金屬平衡％ 100100100 100 100100100
權(quán)利要求
1.低品位及難處理貴金屬物料的富集活化溶解方法，包括熔煉金屬锍、鋁合金化、酸浸出賤金屬、酸氧化介質(zhì)溶解貴金屬幾個步驟，其特征在于1.1低品位及難處理貴金屬物料利用其含有的賤金屬硫化物，或添加鐵、鎳、銅及其它重有色金屬硫化物中一種或數(shù)種，在鈉硼玻璃渣或能形成鈉硼玻璃渣的造渣物料的覆蓋下熔煉，貴金屬富集于金屬锍中，物料中的造渣物與鈉硼玻璃形成鈉硼硅玻璃渣，锍與渣分離，具體條件為貴金屬∶賤金屬(重量比)＝1∶1-25，鈉硼玻璃渣熔化溫度為550℃-1000℃，在粘土或石墨坩堝中熔煉，熔煉溫度為900℃-1300℃，保溫時間0.5-1.5小時，渣復(fù)用一至二次；1.2將1.1所得金屬锍添加鋁熔煉進(jìn)行鋁合金化，锍∶鋁(重量比)＝1∶0.5-3，溫度1000-1200℃，保溫時間10-30分鐘，在粘土或石墨坩堝中進(jìn)行；1.3將1.2所得鋁合金塊，用稀鹽酸或稀硫酸浸出賤金屬，溶液酸度為1-4mol，溶液中鋁及賤金屬離子總濃度＜150g/l，溫度＞90℃，固液分離；1.4將1.3所得固體(貴金屬富集物)用鹽酸加氧化劑溶解全部貴金屬，或者先氧化蒸餾分離鋨、釕，再用鹽酸加氧化劑溶解其它貴金屬，溶液酸度為4-8mol，氧化劑為氯氣或過氧化氫水溶液中任選一種，溫度為80-100℃，溶解時間2-5小時。
全文摘要
低品位及難處理貴金屬物料的富集活化溶解方法。方法步驟包括(1)利用原料含有的硫化物或添加重金屬硫化物熔煉金屬锍，分離渣，(2)锍加鋁熔煉鋁合金化，(3)鋁合金加稀酸溶解分離賤金屬，(4)稀酸不溶渣酸氧化介質(zhì)溶解貴金屬。
文檔編號C22B11/00GK1136595SQ9510612
公開日1996年11月27日 申請日期1995年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月24日
發(fā)明者錢東強(qiáng), 劉時杰 申請人:中國有色金屬工業(yè)總公司昆明貴金屬研究所