Винахід відноситься до кольорової металургії, зокрема афінаж дорогоцінних металів і дозволяє зменшити витрату хімічних реагентів і вихід побічних продуктів при виробництві благородних металів і очищення промислових стоків афінажної виробництва за рахунок використання в якості серусодержащего реагенту тіосульфату натрію, яким обробляють вихідний золотовмісний розчин при 60 - 90С і зменшенні окисного потенціалу розчину до 650 - 690 мВ (ХСЕ). 1 табл.
Винахід відноситься до кольорової металургії, зокрема афінаж благородних металів.
Осадження золота відновленням його до елементарного стану з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, є складовою частиною виробничого процесу отримання аффинированного золота.
Відомий спосіб осадження золота з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, відновленням його цукром, який використовують в даний час у вітчизняній практиці афінажу.
Недоліком його є те, що в технологічному процесі в якості хімічного реагенту-осадителя золота використовують цінний і гостродефіцитний харчовий продукт.
Відомий спосіб осадження золота з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, відновленням його до елементарного стану етиловим спиртом при 100-105 о С.
Недоліком цього способу є велика витрата спирту, обумовлений його втратами за рахунок випаровування при високій температурі технологічного процесу.
Відомий спосіб осадження золота з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, відновленням його до елементарного стану сірчанокислим закисной залізом.
Недоліком його є введення в технологічний процес додаткової домішки недорогоцінного металу, що в подальшому при виробництві платинових металів і очищення промислових стоків афінажної пpоизводства призводить до збільшення витрати хімічних реагентів і виходу побічних продуктів.
Відомий спосіб осадження золота з хлоридного розчину відновленням його до елементарного стану щавлевої кислоти, мурашиної кислотою.
Недоліком його є велика вартість цих хімічних реагентів.
Відомий спосіб осадження золота з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, відновленням його до елементарного стану сірчистим газом.
Недоліком цього способу є те, що при його використанні в якості побічного продукту утворюється сірчана кислота, вихід якої відповідно до рівнянням реакції 2HAuCl4 + 3SO2 + 6H2 O = 2Au + 3H O 4 + + 8HCl (1) становить 0,746 кг в розрахунку на 1 кг обложеного золота. В результаті цього при подальшій переробці обеззолоченного розчину платинових металів істотно збільшується витрата хімічних реагентів і вихід побічних продуктів. Так, витрата аміачної води при осадженні 1-й солі хлорпалладозамміна в розрахунку на 1 кг обложеного сірчистим газом золота в результаті взаємодії аміаку з сірчаною кислотою з утворенням сульфату амонію по реакції
H2 SO4 + 2NH3 = (NH4) 2 SO4 (2) збільшується на 1,04 кг, а витрата вапняного молока в розрахунку на СaO при очищенні промислових стоків в результаті взаємодії його з сульфатом амонію по реакції
(NH4) 2 SO4 + Ca (OH) 2 = CaSO4 2H2 O + 2 NH (3) на 0,425 кг. При цьому вихід кінцевих побічних пpодуктов: гіпсу CaSO4 2H2 O, що направляється на поховання в суміші з гідроксидом заліза, і газоподібного аміаку, який ще не утилізують в процесах виробництва платинових металів, збільшується відповідно на 1,31 і 0,26 кг.
Винахід направлено на усунення цього недоліку, а саме: на зменшення виходу сірчаної кислоти при осадженні золота з хлоридного розчину серусодержащих реагентом і зменшення за рахунок цього в подальшому при виробництві платинових металів і очищення промислових стоків афінажної виробництва витрати хімічних реагентів і виходу побічних продуктів.
Суть винаходу полягає в тому, що в якості серусодержащего реагенту - відновника золота (III) при осадженні його з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, використовують не сірчистий газ, як в прототипі, а тіосульфат натрію, який при взаємодії з золотом ( III) відновлює останній до елементарного стану по реакції
8HAuCl4 + 3Na2 S2 O3 + 15H2 O =
= 8Au + 3Na2 SO4 + 3H2 SO4 + 32HCl. (4)
У цьому випадку вихід сірчаної кислоти в розрахунку на 1 кг обложеного золота становить 0,1865 кг, т. Е. Він виявляється в 4 рази менше, ніж при осадженні золота сірчистим газом. Це обумовлено тим, що атом сірки з валентністю -2 в молекулі тіосульфату натрію при взаємодії з золотом (III) з утворенням сірчаної кислоти віддає 8 електронів, тоді як атом сірки з валентністю +4 в молекулі сірчистого газу в цьому випадку дає лише 2 електрони. В результаті цього витрата аміачної води при осадженні 1-й солі хлорпалладозамміна і вихід газоподібного аміаку при очищенні промислових стоків в розрахунок на 1 кг обложеного золота при використанні запропонованого способу зменшується в порівнянні з прототипом в 4 рази і становить відповідно 0,2588 і 0,0647 кг .
Другий атом сірки в молекулі тіосульфату натрію з валентністю +6 в ході міжмолекулярної окислювально-відновної реакції не змінює свого валентного стану і утворює сульфат натрію. Сумарний вихід сульфат-іонів при відновленні золота (III) тиосульфатом натрію становить 0,75 г-іон в розрахунку на 1 г-атом відновленого золота, т. Е. Він виявляється в 2 рази менше, ніж вихід сульфат-іонів при відновленні золота сірчистим газом. Тому витрата вапняного молока і вихід гіпсу при очищенні промислових стоків афінажної виробництва в розрахунку на 1 кг обложеного золота при використанні запропонованого способу зменшуються в порівнянні з прототипом в 2 рази і становлять відповідно 0,2125 і 0,655 кг.
Взаємодія тіосульфату натрію з золотом (III), яке супроводжується виділенням великої кількості тепла, протікає з досить великою швидкістю при 60 о С. При температурі 80-90 о С швидкість цієї реакції дуже велика і за умови інтенсивного перемішування розчину тривалість процесу осадження золота визначається в основному швидкістю подачі в розчин тіосульфату натрію. Тому осадження золота з хлоридного розчину тиосульфатом натрію проводять при температурі 60-90 о С.
У вихідному золотовмісні розчині з домішками платинових і неблагородних металів потенціалопределяющего є система AuCl4 - / Au, електродний потенціал якої, рівний 1 В (НВЕ), значно перевищує стандартні електродні потенціали хлоридних систем основних металів-домішок: PdCl4 2 / Pd, PtCl6 2 - / PtCl4 2. PtCl4 2 / Pt, які дорівнюють відповідно 0,62, 0,68 і 0,73 В (НВЕ). Тому про хід і закінчення процесу осадження золота з хлоридного розчину, що містить домішки платинових і неблагородних металів, цілком об'єктивно можна судити по зміні окисного потенціалу розчину. Стрибкоподібного зменшення окислювального потенціалу розчину до 650-680 мВ (ХСЕ), т. Е. Щодо хлорсеребряного електрода порівняння, який використовують в типових лабораторних і промислових датчиках окисного потенціалу, відповідає досягненню високого ступеня осадження золота. Подальша обробка розчину тиосульфатом натрію, яка супроводжується зниженням окислювального потенціалу розчину, неминуче призводить до осадження з золотом домішок селену, паладію, платини, телуру та ін. Металів. Тому обpаботку вихідного золотовмісної розчину тиосульфатом натрію припиняють при зменшенні його окисного потенціалу до 650-680 мВ.
Питома витрата тіосульфату натрію відповідно до стехіометрією реакції (4) становить 0,3 кг (безводного речовини) в розрахунку на 1 кг обложеного золота. Фактично його витрата виявляється дещо більшим і складає 110-120% від теоретично необхідного. Це обумовлено витрачанням тіосульфату натрію і по іншим - побічних реакцій, наприклад, відновлення паладію (IV) до паладію (II), іридію (IV) до іридію (III), селену (VI) до селену (IV), платини (IV) до платини (II). Але ці реакції не супроводжуються виділенням металів-домішок з розчину в осад разом з золотом.
Тіосульфат натрію використовують при осадженні золота з хлоридного розчину у вигляді кристалічного пентагідрату Na2 S2 O3 5H2 O або концентрованого, наприклад, 20-40% -ного розчину. Цей реагент відноситься до числа недорогих хімічних речовин. Його отримують в великій кількості у вигляді кристалічного пентагідрату в хімічній промисловості, наприклад, в якості побічного пpодукта при виробництві хімічного волокна.
Пропонований спосіб осадження золота був випробуваний в лабораторних умовах при отриманні технічного золота з розчину хлорування золотого концентрату, який містив, г / л. золото 88,40; платина 32,02; паладій 58,86; родій 1,21; іридій 0,35; рутенін 1,03; срібло 0,78; залізо 6,08; мідь 3,74; нікель 0,81; свинець 7,88; селен 24,58; телур 12,92; миш'як 3,12; сурма 3,80; вісмут 1,97 г / л; олово 2,35. Осадження золота з вихідного розчину об'ємом 0,5 л, в якому містилося 44,2 г золота, проводили в кварцовому термостатованому реакторі при 60,70,80 і 90 о С, інтенсивному механічному перемішуванні розчину і безперервному контролі його окисного потенціалу. Тіосульфат натрію використовували у вигляді 20% при 60 і 70 ° С, 40% при 80 ° С розчинів з щільністю 1,174 і 1,383 г / см 3 і кристалічного пентагідрату Na2 S2 O3 5H2 O при 90 о С. Спочатку в розчин протягом 1, 5-2 хв вводили 13,26 г тіосульфату натрію, т. е. ту кількість, яка відповідає стехіометрії реакції. Потім після досягнення сталого значення окисного потенціалу, яке у всіх випадках перевищувала 700 мВ (ХСЕ), в розчин додатково вводили тіосульфат натрію при зменшенні окисного потенціалу розчину в межах 650-690 мВ (ХСЕ) з визначенням кількості витраченого реагенту.
Як видно з даних, з використанням запропонованого способу представляється можливим при невеликій тривалості процесу досягти високого вилучення золота з вихідного розчину (особливо в разі окисного потенціалу розчину в межах 650-680 мВ) при порівняно невеликому Співосадження домішок інших металів (особливо в разі зниження окисного потенціалу в межах 663-690 мВ) і витраті тіосульфату натрію, що становить 112-121% від теоретично необхідного по реакції.
Пропонований спосіб осадження золота може бути використаний на Красноярському заводі кольорових металів при отриманні технічного золота з розчинів хлорування або царсько-горілчаного розчинення золотих концентратів і золотовмісних сплавів металів.
При його використанні буде зменшений витрата хімічних реагентів і вихід побічних продуктів як при виробництві благородних металів, так і очищення промислових стоків афінажної виробництва. (56) Масленіцкій І. Н. та ін. Металургія благородних металів. М. Металургія, 1987, с. 410.
Основи металургії. М. Металургія, 1968, т. 5, с. 361 і 210.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
СПОСІБ ВИДІЛЕННЯ ЗОЛОТА З хлоридно розчину, ЩО МІСТИТЬ ДОМІШКИ платинових і неблагородні метали, що включає відновлення його до елементарного стану серусодержащих реагентом і відділення осаду золота від розчину металів-домішок, що відрізняється тим, що відновлення ведуть з використанням в якості серусодержащего реагенту тіосульфату натрію при 60 - 90 o С і зменшенні окисного потенціалу розчину до 650 - 690 мВ (ХСЕ).