Спосіб вилучення срібла з відходів
Власники патенту UA 2258091:
Винахід відноситься до галузі металургії вторинних кольорових металів, зокрема способів вилучення срібла з відходів - відпрацьованих каталізаторів і зол. Спосіб включає завантаження відходів у розплав суміші соди та бури, які беруть у співвідношенні: соди - у 2,0-3,5 рази більше за масу оксидної складової вихідного матеріалу, а бури - 8-20% від маси соди. Плавку ведуть при температурі 1120-1350°З подальшою витримкою розплаву не менше 15-20 хвилин. Потім проводять поділ продуктів плавки із вилученням срібла. Масу відходів, що завантажуються, визначають залежно від вмісту в них оксидної складової за формулою, мас. %: (11,5-16,7) МеО+0,5-1,0 Na2B2O7+9SiO2 де (Me-Ca, Al, 2Na). Технічним результатом є практично повне вилучення срібла з відходів та зниження температури плавки. 1 табл.
Винахід відноситься до галузі металургії вторинних кольорових металів, зокрема до способів вилучення срібла з матеріалів, що містять його з'єднання та оксиди інших металів, і може бути використане для вилучення срібла з відходів у вигляді відпрацьованих каталізаторів на носії з пемзи та золи.
Відомий спосіб переробки Дукатських срібловмісних концентратів, що мають склад, %: 10-12 Σ Ag, Zn, Cu, Pb; 15-16 Σ CaO, MnO, K2O, Al2O3; 4,5 S; 6-7 Fe та 60-65 SiO2. Концентрат піддається відновлювальної плавці з отриманням срібломісткого сплаву кольорових металів і доменного шлаку, придатного для одержання пеносилікату (А.М.Погодаєв, І.А.Погодаєва, В.Ф.Павлов / «Переробка концентратів, що містять срібло». Кольорові метали, №9, 1998 м с.38-40).
Для плавки концентратів на доменний шлак, основою якого є система CaO - SiO2 - Al2O3, потрібно як флюсуючий матеріал 62 кгCaO на 100 кг концентрату.
Для отримання пеносилікату потрібна температура 1600°С.
Таким чином, цей спосіб вимагає додавання до шихти великої кількості оксиду кальцію, є енергоємним і забезпечує отримання не чистого срібла, а сплаву його з іншими металами, що містить срібла 15-25%. Для отримання чорнового срібла з такого сплаву необхідний процес окисного рафінування із застосуванням флюсів.
Відомий спосіб вилучення срібла з його броміду (Патент Україна №1415786, З 22 11/02, опубл. БІ №16, 1999 р., с.540), що включає шихтування вихідного матеріалу з содою, термообробку шихти в плазмі при температурі 130 1500°З виділення срібла шляхом подачі суміші на поверхню розплавленого металевого срібла.
Однак пропонована технологія забезпечує вилучення срібла лише з певного виду матеріалів, крім того, потрібне складне апаратурне оформлення процесу.
Відомий спосіб вилучення срібла з відходів у дугових печах з електродами, зануреними у розплав флюсів. При цьому флюси додають для ошлакування механічних включень, а також для окислення кольорових металів та заліза (І.Ф.Худяков, А.П.Дорошкевич, С.В.Корелов / «Металургія вторинних важких кольорових металів». - М.: Металургія 1987 м., стор.438-442).
В якості флюсів використовують соду, плавлену буру, бите скло, селітру, сірчанокислий натрій та ін. , 2/3Ni, 2Na).
Основним недоліком даного способу є отримання шлаків, в яких срібла залишається до 1-2,5 кг/т шлаку, які треба спрямовувати до шихти шахтних або відбивних печей.
Недолік відомого способу полягає в тому, що пропонований складшихти не дозволяє отримувати легкоплавкі шлаки, що веде до зниження вилучення, так як корольки срібла заплутуються в шлаках, що утворюються. Крім того, велика кількість бури в шихті веде до руйнування футерування.
Завданням, на вирішення якої направлено пропонований винахід, є створення технології, що забезпечує повне вилучення срібла в сплав лігатурний.
Технічним результатом при використанні винаходу є практично повне вилучення срібла з відходів та зниження температури плавки.
Поставлена задача досягається тим, що в способі вилучення срібла з відходів, що містять його, включає завантаження відходів в розплав суміші соди і бури, плавлення і поділ продуктів плавки з вилученням срібла, згідно винаходу відходи завантажують в розплав суміші соди і бури, які беруть у співвідношенні: соди - в 2,0-3,5 рази більше маси оксидної складової вихідного матеріалу, а бури - 8-20% від маси соди, плавку ведуть при температурі 1120-1350°З наступною витримкою розплаву не менше 15-20 хвилин, при цьому масу відходів, що завантажуються, визначають залежно від вмісту в них оксидної складової за формулою, мас.%:
Крім того, при вилученні срібла з відходів, що містять хлорид срібла, плавку здійснюють розплаві соди з введенням вуглецевого відновника в кількості 3,7-7,5% від маси розплаву.
Випробування показали, що досягається повний поділ на 2 продукти: рідкий флюс і технічно чисте рідке срібло.
Флюс не містить срібла, а метал практично повністю перетворюється на сплав срібла, що містить 98,5-99,5% Ag.
Так, в одному з дослідів отримано склад у % за масою: Ag - 98,86, Cu - 0,4, Pb - 0,18; As - 7 · 10 -3; Sb – 0,05; Su - 0,15; Zn – 0,3; Fe – 0,01; Ni - 4 · 10 -3; Bi - 6·10-3; (Co, Mg, Cr, B, V, Ba, Al (2-4) 10-4).
Повне вилучення срібла здійснюється при температурах 1120-1350°С, що значно нижче за температуру для доменної плавки (1600°С), і тривалості витримки 15-20 хв після повного розплавлення флюсу.
Зниження температури нижче 1120°С призводить до зниження вилучення до 769% і навіть до 295%. Підвищення температури більше 1350°С призводить до інтенсивного випаровування флюсу та роз'їдання футерування.
Витримка розплаву до 20 хвилин необхідна завершення хімічних процесів, поділу фаз і зниження в'язкості розплаву.
Крім того, флюс містить менше бури, що сприятливо позначається на стані навколишнього середовища при плавці.
Зниження кратності Na2СО3 / оксидна частка каталізатора нижче 2 призводить до зниження вилучення до 86,8% і нижче. Підвищення співвідношення вище 3,5 – до великих витрат солі та флюсу, подорожчання процесу.
Як відходи, що переробляються, використовуються відпрацьовані каталізатори, золи і т.п., які містять хімічні сполуки срібла і неметалеву частину, наприклад підкладки каталізаторів. Тому розрахунку маси вихідного матеріалу (шихти) пропонується формула, яка пов'язує склади (якість) вихідних матеріалів і флюсів і дозволяє розрахувати шихту отримання складу флюсу, тобто. в залежності від вмісту оксидної складової визначається кількість вихідного матеріалу, що завантажується.
Після наплавлення шихти повний розплав тигель витримують 15-20 хв, зливають 1/2-3/4 рідкого флюсу і знову завантажують і плавлять шихту. Плавку та виливання флюсу повторюють до набору металу 1/5-1/4 тигля і після цього спочатку виливають флюс, потім рідке срібло.
Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу.
Кількістьзавантажуваних відходів виробляли залежно від вмісту в них оксидної складової та визначали за допомогою формули:
Приклад 1. У шахтну піч опору встановили тигель з оксиду берилію, який завантажили 120 г Na2CO3, нагріли до 850°С, розплавили і за 10 прийомів завантажили шихту, що складається з 100 г золи, що містить срібло і 10 г деревного . Завантаження продовжували протягом 97 хв, потім розплав витримали протягом 20 хв і вміст вилили в тигель, відокремили королек срібла 13,6 г і 98,5 г солі. Вилучення металу склало 46% вмісту в сировину, середня температура процесу 1022,4°С. (Досвід 1)
Приклад 2. У піч Таммана з графітовим нагрівачем встановили алундовий тигель, завантажили 75 г срібла хлориду шарами впереміш з 7,5 г вугілля і 50 г соди. Нагріли 1200 ° С і вилили у виливницю, отримали 37,2 г Ag і на стінках залишилися краплі металу. Вилучення становило 86,9%. (Досвід 5)
Приклад 3. У піч Таммана з графітовим нагрівачем встановили алундовий тигель, завантажили 60 г кальцинованої соди, розплавили і за 4 прийоми завантажили 21,1 г каталізатора Д53 з носієм з пемзи. Температура печі підтримувалася 1005-1050°С. Вміст вилили у виливницю, відокремили королек Ag вагою 4,4 р. Витяг становив 29,5%. (Досвід 7)
Приклад 4. У піч Таммана з графітовим нагрівачем встановили алундовий тигель, завантажили для утворення флюсу 40 г соди та 10 г бури, розплавили та завантажили 40 г каталізатора Д53. Процес вели при 1225 ° С протягом 65 хв. Вміст вилили у виливницю, відокремили королек срібла 21,6 г і шлак 43,1 г. Вилучення Ag склало 100%. (Досвід 8)
Приклад 5 Для плавки відходів використовували індукційну піч ІСТ-0,16 з графітовим тиглем.
Результати всіх плавок, включаючи зокрема. досліди з позамежнимиумовами, наведені у таблиці №1. Як видно з таблиці, при масовому відношенні соди до окисної частини відходів нижче 2-х вилучено значно нижче, те саме, якщо температура процесу нижче 1120°С.