Металлургия благородных металлов

Схема получения:

1)первичная обработка исходного сырья;

2)попутное извлечение или гидрометаллургия (извлечение из руд);

3)рафинирование.

Способы первичной обработки.

Благородные металлы содержатся в исходном сырье (рудах, промежуточных продуктах, вторичных сплавах и т. п.) в незначительных количествах. Первичная переработка бедного сырья ставит своей целью концентрирование (обогащение) благородными металлами конечных продуктов.

а.Попутное извлечение благородных металлов (БМ).

—Переработка концентратов и пром-продуктов (Pb, Hg, Сu, штейн, шпейза). Возможны способы:

—Амальгамация. Кроме БМ, амальгамируются также галоидные соединения Аи и Ag.

—Получение БМ при производстве меди (анодный шлам).

—Золото и платина концентрируются в анодном шламе при электролизе чернового серебра.

—Из чернового Pb, получаемого в шахтной печи, из которого БМ выделяются. При электролизе БМ переходят в анодный шлам или осаждаются Zn(метод Паркеса). Дистилляция, купелированиеPb, разделение.

б.Гидрометаллургия. Может совмещаться с переработкой промпродуктов. БМ переводятся в раствор. Если прямое извлечение БМ невозможно, то исходные продукты обрабатываются предварительно указанными выше методами.

Основные способы выщелачивания:

—цианистое выщелачивание, т. е. выщелачивание при помощи NaCNили KCN(Аи растворимо лучше, чем Ag) с последующим осаждением БМ цинковой пылью из растворов;

—тиосульфатное выщелачивание. Только для Ag-содержащих руд. Аu не растворяется в Na₂S₂O₃или K₂S₂O₃. Затем проводится цианистое выщелачивание. ОсаждениеAgпосле тиосульфатного выщелачивания проводится Na₂S. Далее следует обработка купелированием.

в.Импрегнирование (впитывание). Относится к методамизвлечения БМ. Основано на использовании Pb как коллектора БМ и его способности к разложению сульфидов серебра:

Ag₂S+Pb→PbS+ 2Ag;

Ag₂S + PbO→2Ag + 2Pb + SO₂.

В свинцовую ванну может быть добавлен анодный шлам.

г. Купелирование. Старый способ. Основан на коллектировании БМ жидким свинцом с последующей его отгонкой.

Рафинирование серебра

Стадия I: перевод чернового Ag в аноды совместно с другими БМ купелированием.

Сu, Biостаются на поду, Pbиспаряется.

Стадия II: электролизAgс добавлением H₂SO₄ или HNO₃. Последний растворитель предназначен для отделения Аи и Pt от Ag.

Электролиз серебра

СпособМебиуса. Катод: Сr—Ni-сталь. Анод: рафинированное Ag. В анодном шламе содержатся другие БМ.

СпособБалбах — Тума. Катод: графит. Аноды: пластины рафинированного Ag. Анодный шлам обеднен Ag.

Аффинаж: Agрастворяется в горячей концентрированной H₂SO₄; Au, Ptостаются в осадке; Сu, Pb, Biпереходят в раствор. 

2Ag + 2H₂SO₄→Ag₂SO₄ + 2Н₂O + SO₂.

Квартаж: HNO₃ частично растворяетPt и Pd.

Рафинирование золота

а.Электролиз. Из исходного чернового золота отливают аноды. электролиз проводится в солянокислом растворе золото-хлористоводородной кислоты. В анодный шлам переходятAg, Ru, Ir, а платина может переходить в электролит.

б.Процесс Миллера. Расплав чернового золота обрабатывается О. Присутствие Ptне допускается. Хлорирование Си, Pb, Zn, Ag и образование летучих хлоридов.

Получение металлов платиновой группы.

Платиновые металлы осаждаются фракциями. Осадок расплавляется с гидросульфатом или NaOH и NaNO₃ и выщелачивается. Затем вторичное осаждение или улетучивание с непосредственно последующей конденсацией. После многократного термического разложения или восстановления с помощью водорода образуется губчатый металл, который переводится в компактную форму плавлением, ковкой или литьем.