Спосіб рафінування срібно-золотих сплавів
Власники патенту UA 2386711:
Винахід відноситься до способу рафінування срібно-золотих сплавів від селену, телуру, міді та свинцю. Спосіб включає плавку вихідного сплаву, продування отриманого розплаву повітрям. При цьому при плавленні вихідного сплаву до нього додають промпродукт аффинажного виробництва на основі оксиду срібла в кількості від 20 до 150% від вихідної маси сплаву. Потім проводять відділення шлаку з поверхні розплаву і обробку розплаву углеродсодержащим відновником для видалення розчиненого кисню. Після видалення кисню проводять розлив розплаву в зливки і використовують їх як аноди при електролітичному отриманні афінованого срібла. Технічним результатом є підвищення ефективності операції окисного рафінування та скорочення її тривалості.
Винахід відноситься до металургії благородних металів (БМ) і може бути використане в технології афінажу срібла та золота із срібно-золотих сплавів, що містять домішки міді, селену, телуру та свинцю.
Значна частина найпоширеніших технологій переробки як рудної, так і вторинної сировини срібла та золота включає отримання срібно-золотого сплаву як проміжний продукт (так званий «доре-метал»).
Доре-метал надходить на афінажні підприємства з метою глибшого очищення та отримання афінованих срібла та золота, що здійснюється, як правило, з використанням методу електролітичного рафінування срібла.
У зв'язку з тим, що срібно-золоті сплави, що надходять на афінаж, містять, крім срібла і золота, домішки міді, селену, телуру, свинцю, що значно ускладнює процес електролітичного рафінування срібла, дуже бажано попередньо очистити сплави віднайбільш шкідливі домішки ще до виготовлення анодів та їх застосування при електролізі.
Так, срібно-золоті сплави (доре-метал), одержувані при плавці цементних срібних опадів, що надходять з підприємств Магаданської області, містять крім срібла та золота від 2 до 7% міді, від 0,3 до 1,5% селену, до 0 ,3% телуру та 0,4-2,5% свинцю, що вимагає їх попереднього рафінування перед запуском на електроліз срібла.
Відомий спосіб рафінування срібно-золотих сплавів від домішок, який включає плавку вихідного продукту з добавками флюсів і відновлювача, як аноди при електролітичному отриманні афінованого срібла [І.Н.Масленіцький, Л.В.Чугаєв, В.Ф.Борбат та ін. Металургія шляхетних металів. - 2-ге вид., - М.: Металургія, 1987, с.307-327].
Даний спосіб є найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється способу і прийнятий як прототип.
За способом-прототипом вихідний срібно-золотий продукт плавлять з метою отримання сплаву, придатного для афінажу. Як флюси додають соду, кварц і вуглецевмісний відновник. Розплав продувають стисненим повітрям, що подається по сталевих трубах. Основна частина окислених домішок, сплавляючись із содою та кварцем, утворює рідинний шлак. Після спуску шлаку в піч завантажують соду і срібно-золотий розплав продують повітрям з метою глибшого окисного рафінування від домішок. Після спуску шлаку при необхідності глибшого очищення операцію окисного рафінування повторюють. Той, хто утворюється на останній стадіїрафінування медистий шлак відокремлюють від срібно-золотого розплаву, останній обробляють углеродсодержащим відновником для видалення розчиненого кисню і розливають у зливки, які можуть бути використані як аноди при електролітичному отриманні афінованого срібла.
Основними недоліками способу-прототипу при його використанні для переробки срібно-золотих сплавів, одержуваних плавкою концентратів, що надходять з підприємств Магаданської області, є тривалість операції окислювального рафінування сплаву від селену, міді та свинцю: продування повітрям часто доводиться вести протягом 4-8 , а також велика кількість шлаків, що утворюються, як наслідок багатостадійності процесу. Проблема ускладнюється у разі використання для цього електродугових печей. Для забезпечення окисних умов для домішок металів живлення електродугової печі під час продування необхідно відключати. Так як тепла екзотермічних реакцій, що протікають при окисленні домішок в ході продування, недостатньо для підтримки розплаву в печі в рідкому стані при незмінній температурі, продування повітрям періодично доводиться припиняти, розігрівати розплав знову і повторювати весь цей цикл багаторазово (до 4-5 разів) . Тривалість операції продування розплаву повітрям знижує продуктивність печей, супроводжується підвищеною витратою пічного футерування, високими енерго- та трудовитратами.
Технічний результат, на досягнення якого спрямований пропонований спосіб рафінування срібно-золотих сплавів, полягає в підвищенні ефективності операції окислювального рафінування, скороченні її тривалості, зменшенні числа циклів продування розплаву повітрям і зниження кількості шлаків, що утворюються при цьому.
Досягнення технічногорезультату забезпечується тим, що надходять на рафінування від селену, телуру, міді та свинцю срібно-золоті сплави (доре-метал) плавлять з додаванням промпродукту афінажного виробництва на основі оксиду срібла, який додають у кількості від 20 до 150% від маси вихідного сплаву. Отриманий в ході плавки розплав продувають повітрям, відокремлюють шлак з поверхні розплаву, останній обробляють відновником углеродсодержащим для видалення розчиненого кисню, після чого розлив розплав в зливки і використовують їх як аноди при електролітичному отриманні афінованого срібла.
Сутність запропонованого способу полягає в наступному. При плавці доре-металу спільно з доданим до нього промпродуктом афінажного виробництва, основу якого становить оксид срібла, відбувається термічна дисоціація останнього з утворенням металевого срібла та виділенням газоподібного кисню, який окислює значну частину неблагородних домішок (Se, Те, Cu, Pb) ще до операції продування повітрям. При цьому оксиди селену, телуру і свинцю, володіючи високими тисками власної пари при температурі плавки, значною мірою переходять у газову фазу, тоді як оксид міді, будучи практично нелетким, поглинається шаром шлаку. Позитивним фактором, що підвищує ефективність окислення домішок ще до продування повітрям, є і те, що кисень при розкладанні оксиду срібла виділяється по всьому об'єму ванни розплаву у формі надзвичайно дрібних бульбашок з розвиненою поверхнею реакційної.
Експериментально було встановлено, що для досягнення достатнього ефекту рафінування величина добавки промпродукту на основі оксиду срібла повинна бути не менше 20% від маси вихідного срібно-золотого сплаву. Підвищення частки добавкиоксиду срібла веде до зростання окислювальної здатності даного способу та посилює рафінувальний ефект. Однак використання добавки промпродукту на основі оксиду срібла в кількості, що перевищує 150% від маси сплаву, що рафінується, також недоцільно, так як веде до зменшення кількості доре-металу, що завантажується в піч з метою рафінування, і знижує продуктивність переділу.
Відповідно до запропонованого способу, отриманий розплав піддають нетривалому продмуванню повітрям для більш повного видалення домішок. Потім шлак, що утворився, відокремлюють від срібно-золотого розплаву і обробляють останній углеродсодержащим відновником для видалення розчиненого в сріблі кисню. Після цього розплав розливають у зливки у формі анодів, які використовують при електролітичному отриманні афінованого срібла.
В результаті такої комбінації запропонованих операцій необхідну для електролізу якість анодів може бути отримана з дво- і трикратним скороченням загальної тривалості окисного рафінування та значним скороченням кількості циклів продування розплаву повітрям та загальних трудовитрат.
В електродугову піч ДМ-05 завантажили 300,0 кг злитків срібно-золотого сплаву (доре-метал), що містить за даними аналізу, %: Ag - 94,5; Au – 0,3; Pb – 0,59; Se - 0,69; Ті – 0,1; Cu і додали 150 кг нерозчинного залишку на основі оксиду срібла, отриманого як промпродукт афінажного виробництва. Останній містив, %: Au - 0,25 (ICP); Cu - 1,11 (ICP); Zn - 0,51 (ICP); Se - 0,013 (ICP); оксид срібла – основа (РСА); Ті – ні.
Включили піч «на розігрів» та повністю розплавили завантажені продукти. Після цього відключили електроживлення печі, розсунули графітові електроди в крайні положення та протягом 30хвилин продували розплав стисненим повітрям, подаючи його через занурену сталеву трубу. Після закінчення продування трубу видалили і зняли отриманий шлак з поверхні розплаву. За допомогою металургійної ложки відібрали пробу розплаву для аналізу складу.
За результатами аналізу отриманий метал містив, %: Au - 0,31; Zn – 0,002; Cu – 1,45; Se - 0,003; Ті – ні; Pb – 0,03; Ag – інше.
Так як за своїм складом отриманий сплав відповідав вимогам, що висуваються умовами електролізу до анодного сплаву, то перед його зливом з печі провели так зване «дражнення» розплаву - обробку відновником вуглецю для видалення розчиненого в сріблі кисню. Після цього провели розлив розплаву в зливки по виливницях у формі анодів, які згодом були використані при афінажі срібла методом електролізу в азотнокислому електроліті. В результаті було отримано катодне афіноване срібло та золотий шлам, який був перероблений відомими методами.
Спосіб рафінування срібно-золотих сплавів від селену, телуру, міді і свинцю, що включає плавку вихідного сплаву, продування отриманого розплаву повітрям, відділення шлаку з поверхні розплаву, обробку розплаву углеродсодержащим відновником для видалення розчиненого кисню, розливання розплаву при електролітичному отриманні афінованого срібла, який відрізняється тим, що при плавленні вихідного сплаву до нього додають промпродукт афінажного виробництва на основі оксиду срібла в кількості від 20 до 150% від маси вихідного сплаву.