: Платина
Ìîñêîâñêèé Èíñòèòóò Ñòàëè è Ñïëàâîâ
(Òåõíîëîãè÷åñêèé Óíèâåðñèòåò)
Êàôåäðà ìåòàëëóðãèè ðåäêèõ ìåòàëëîâ
è ïîðîøêîâîé ìåòàëëóðãèè.
ÐÅÔÅÐÀÒ
íà òåìó “Ïëàòèíà”
Ñòóäåíòà ãðóïïû ÊÖÄ-94
ÊÎËÎÌÈÉÖÀ Ê.Â.
Ïðåïîäaâàòåëü
Ðàêîâà Í.Í.
Ìîñêâà 1995 ãîä.
Î Ã Ë À Â Ë Å Í È
Å
.
Ïðîèçâîäñòâî è ïðèìåíåíèå ïëàòèíû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01 .
Èñòîðè÷åñêàÿ ñïðàâêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 01 .
Ïðîèçâîäñòâî è ïîòðåáëåíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 02 .
Îñíîâíûå ñâîéñòâà ïëàòèíû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 03 .
Ïîëîæåíèå â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå ýëåìåíòîâ . . . . . . . . . . . . . . 03 .
Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05 .
Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05 .
Ïîâåäåíèå ïëàòèíû â îáîãàòèòåëüíûõ îïåðàöèÿõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06 .
Ôîðìû íàõîæäåíèÿ ïëàòèíû â ðóäàõ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 06 .
Ïîëó÷åíèå ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ èç ðîññûïåé . . . . . . . . . . . . . . . . 08 .
Èçâëå÷åíèå ïëàòèíû ïðè îáîãàùåíèè ñóëüôèäíûõ
ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ðóä . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 08 .
Ïîâåäåíèå ïëàòèíû ïðè ìåòàëëóðãè÷åñêîé ïåðåðàáîòêå ñóëüôèäíûõ
ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ðóä è êîíöåíòðàòîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 .
Îñíîâíûå òåõíîëîãè÷åñêèå îïåðàöèè ïåðåðàáîòêè
ìåäíî-íèêåëåâûõ êîíöåíòðàòîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 09 .
Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå îñíîâû ïîâåäåíèÿ ïëàòèíû
ïðè ïåðåðàáîòêå ñóëüôèäíîãî ñûðüÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 .
Ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêèå ïðîöåññû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 .
Àãëîìåðàöèÿ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 .
Ýëåêòðîïëàâêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 .
Êîíâåðòèðîâàíèå . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 .
Îáæèã . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .
Âîññòàíîâèòåëüíàÿ ýëåêòðîïëàâêà . . . . . . . . . . . . . . . 13 .
Âçâåøåííàÿ ïëàâêà . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .
Ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêèå ïðîöåññû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 .
Ïåðåðàáîòêà ïëàòèíóñîäåðæàùèõ øëàìîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 .
Àôôèíàæ . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 .
Ñûðüå äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 .
Ïåðåðàáîòêà øëèõîâîé ïëàòèíû . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 .
Ïåðåðàáîòêà âòîðè÷íîãî ïëàòèíóñîäåðæàùåãî ñûðüÿ . . . . . . . . . . . 20 .
Приложение №1. ГОСТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 23 .
Приложение №2. Словарь терминов . . . . . . . . . . . . . . . . . .....27
Ïðîèçâîäñòâî è ïðèìåíåíèå ïëàòèíû.
Èñòîðè÷åñêàÿ ñïðàâêà.
“Áåëîå
çîëîòî”,
“ãíèëîå
çîëîòî”. Ïîä
ýòèìè
íàçâàíèÿìè
ïëàòèíà
ôèãóðèðóåò
â ëèòåðàòóðå
XVIII â. Ýòîò
ìåòàëë
èçâåñòåí
äàâíî, åãî
áåëûå
òÿæåëûå
çåðíà
íàõîäèëè ïðè
äîáû÷å
çîëîòà. Èç-çà
âûñîêîé
òóãîïëàâêîñòè
îí îêàçàëñÿ
íè íà ÷òî íå
ïðèãîäíûì è
ëèøü
çàòðóäíÿë
î÷èñòêó
çîëîòà.
Íàçâàíèå
“ïëàòèíà”
âîçíèêëî
âñëåäñòâèå
ñõîäñòâà
ýòîãî
ìåòàëëà ñ
ñåðåáðîì,
íàçâàíèå
êîòîðîãî íà
èñïàíñêîì
ÿçûêå “plata”, ÷òî
îçíà÷àåò
“ñåðåáðèøêî”,
“ïëîõîå
ñåðåáðî”.
Âïëîòü äî XVIII â.
ýòîò
öåííåéøèé
ìåòàëë
âìåñòå ñ
ïóñòîé
ïîðîäîé
âûáðàñыâàëè
â îòâàë, à íà
Óðàëå è â
Ñèáèðè
çåðíà
ñàìîðîäíîé
ïëàòèíû
èñïîëüçîâàëè
êàê äðîáü ïðè
ñòðåëüáå.
 Åâðîïå
ïëàòèíó
ñòàëè
èçó÷àòü ñ
ñåðåäèíû XVIII â.,
êîãäà
èñïàíñêèé
ìàòåìàòèê
Àíòîíèî äå
Óëüîà ïðèâåç
îáðàçöû
ýòîãî
ìåòàëëà ñ
çîëîòîíîñíûõ
ìåñòîðîæäåíèé
Ïåðó. Áûëè
èññëåäîâàíèÿ,
áûëè ñïîðû -
ïðîñòîå ëè
âåùåñòâî
ïëàòèíà èëè
“ñìåñü äâóõ
èçâåñòíûõ
ìåòàëëîâ -
çîëîòà è
æåëåçà”.
Îáñòîÿòåëüíîå
èçó÷åíèå
ïëàòèíû â 1752 ã.
ïðîâåë
øâåäñêèé
õèìèê
Õåíðèê
Øåôôåð,
êîòîðûé
äîêàçàë, ÷òî
îíà ÿâëÿåòñÿ
íå ñìåñüþ, à
íîâûì
õèìè÷åñêèì
ýëåìåíòîì.
 1773-1774 ãã. Ì.
äå-Ëèëü
ïîëó÷èë
êîâêóþ ôîðìó
ïëàòèíû. Â 1783 ã.
Øàáàíî
çàïîíòåòîâàë
ïðîöåññ
ïîëó÷åíèÿ
êîâêîé
ïëàòèíû.
Íà÷èíàÿ ñî
âòîðîé
ïîëîâèíû XVIII â.
ïëàòèíîé, åå
ñâîéñòâàìè,
ìåòîäàìè
ïåðåðàáîòêè
è
èñïîëüçîâàíèÿ
ñòàëè
èíòåðåñîâàòüñÿ
ìíîãèå
õèìèêè-àíàëèòèêè
è òåõíîëîãè,
â òîì ÷èñëå è
ó÷åíûå
Ïåòåðáóðãñêîé
àêàäåìèè
íàóê.
Íàèáîëåå
âàæíûå
ðàáîòû â
ýòîé
îáëàñòè â
ïåðâîé
ïîëîâèíå XIX â. -
ýòî
ñîçäàíèå
ìåòîäîâ
ïîëó÷åíèÿ
êîâêîé
ïëàòèíû.
Âñåìèðíóþ èçâåñòíîñòü ïðèîáðåëè òðóäû ðóññêîãî ó÷åíîãî è îáùåñòâåííîãî äåÿòåëÿ À. À. Ìóñèíà-Ïóøêèíà (1760-1805). Åùå â 1797 ã. îí îòêðûë íîâûå ñïîñîáû ïîëó÷åíèÿ àìàëüãàìû ïëàòèíû, à çàòåì ðàçðàáîòàë ñîâåðøåííûå ìåòîäû åå êîâêè è î÷èñòêè îò æåëåçà. Ðàáîòû Ìóñèíà-Ïóøêèíà áûëè ïðîäîëæåíû Àðõèïîâûì, Âàðâèíñêèì, Ëþáàðñêèì, Ñîáîëåâñêèì è äð.
 1826 ã.
âûäàþùèéñÿ
èíæåíåð Ï. Ã.
Ñîáîëåâñêèé
âìåñòå ñ Â. Â.
Ëþáàðñêèì
ðàçðàáîòàë
ïðîñòîé è
íàäåæíûé
ñïîñîá
ïîëó÷åíèÿ
êîâêîé
ïëàòèíû.
Ñàìîðîäíóþ
ïëàòèíó
ðàñòâîðÿëè â
öàðñêîé
âîäêå, à èç
ýòîãî
ðàñòâîðà,
äîáàâëÿÿ NH4Cl,
îñàæäàëè
õëîðîïëàòèíàò
àììîíèÿ (NH4)2
[PtCl]. Ýòîò
îñàäîê
ïðîìûâàëè, à
çàòåì
ïðîêàëèâàëè
íà âîçäóõå.
Ïîëó÷åííûé
ñïåêøèéñÿ
ïîðîøîê
(ãóáêó)
ïðåññîâàëè â
õîëîäíîì
ñîñòîÿíèè, à
çàòåì
ïðåññîâàííûå
áðèêåòû
ïðîêàëèâàëè
è êîâàëè.
Ýòîò ñïîñîá
ïîçâîëÿë
äåëàòü èç
óðàëüñêîé
ïëàòèíû
èçäåëèÿ
âûñîêîãî
êà÷åñòâà.
Òàêèì
îáðàçîì,
Ñîáîëåâñêèé
çàëîæèë
îñíîâû
ïîðîøêîâîé
ìåòàëëóðãèè.
21 ìàðòà 1827 ã. â
êîíôåðåíö-çàëå
Ïåòåðáóðãñêîãî
ãîðíîãî
êàäåòñêîãî
êîðïóñà íà
ìíîãîëþäíîì
òîðæåñòâåííîì
ñîáðàíèè
Ó÷åíîãî
êîìèòåòà ïî
ãîðíîé è
ñîëÿíîé
÷àñòè áûëè
ïîêàçàíû
èçãîòîâëåííûå
íîâûì
ìåòîäîì
ïåðâûå
èçäåëèÿ èç
ðóññêîé
ïëàòèíû.
Îòêðûòèå Ï. Ã.
Ñîáîëåâñêîãî
è Â. Â.
Ëþáàðñêîãî
ïîëó÷èëî
ìèðîâóþ
èçâåñòíîñòü.
 1828 ã.
Ñîáîëåâñêèé
îïèñàë ñâîé
ñïîñîá
ïîëó÷åíèÿ
êîâêîé
ïëàòèíû â
Ïåòåðáóðãñêîì
“Ãîðíîì
æóðíàëå” ïîä
íàçâàíèåì:
“Îá î÷èùåíèè
è îáðàáîòêå
ñûðîé
ïëàòèíû”.
Áëàãîäàðÿ ïðåäïðèèì÷èâîñòè ìèíèñòðà ôèíàíñîâ Å. Ô. Êàíêðèíà ñ 1828 ã. â Ðîсñèè ñòàëè âûïóñêàòü ïëàòèíîâûå ìîíåòû äîñòîèíñòâîì â 3, 6 è 12 ðóáëåé; íà ýòî áûëî çàòðà÷åíî îêîëî 14.5 ò ïëàòèíû.
 1913 ã. ïîä ðóêîâîäñòâîì Í. Í. Áàðàáîøêèíà íà áàçå èññëåäîâàòåëüñêèõ ðàáîò, ïðîâåäåííûõ â ëàáîðàòîðèè Ïåòåðáóðãñêîãî ãîðíîãî èíñòèòóòà, â ã. Åêàòåðèíáóðãå íà÷àëè ñòðîèòåëüñòâî àôôèíàæíîãî çàâîäà äëÿ ïåðåðàáîòêè äîáûâàåìîé øëèõîâîé ïëàòèíû.  1916 ã. íà÷àëè âûïóñêàòü ëèøü ãóá÷àòóþ ïëàòèíó è òîëüêî â 1923 ã. ñòàëè âûäåëÿòü ñïóòíèêè ïëàòèíû.
Ïðîèçâîäñòâî è ïîòðåáëåíèå. Òàáëèöà 1. Ïðîèçâîäñòâî ïëàòèíû, êã
| Ñòðàíà | 1960 ã. | 1965 ã. | 1970 ã. | 1975 ã. | 1980 ã. | 1985 ã. |
| ÞÀÐ | 8900 | 16 600 | 33 200 | 57 600 | 68 400 | 71 000 |
| Êàíàäà | 6500 | 6300 | 6200 | 5400 | 5400 | 4700 |
| ÑØÀ | 318 | 354 | 250 | 200 | 220 | 250 |
Âàæíåéøèå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ïëàòèíû - õèìè÷åñêàÿ è íåôòåïåðåðàáàòûâàþùàÿ ïðîìûøëåííîñòü.  êà÷åñòâå êàòàëèçàòîðîâ ðàçëè÷íûõ ðåàêöèé èñïîëüçóåòñÿ îêîëî ïîëîâèíû âñåé ïîòðåáëÿåìîé ïëàòèíû.  õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè ïëàòèíó èñïîëüçóþò â ïðîöåññå ïðîèçâîäñòâà àçîòíîé êèñëîòû (ïî îöåíî÷íûì äàííûì íà ýòè öåëè åæåãîäíî èäåò 10-20 % ìèðîâîãî ïîòðåáëåíèÿ ïëàòèíû).
 íåôòåïåðåðàáàòûâàþùåé ïðîìûøëåííîñòè ñ ïîìîùüþ ïëàòèíîâûõ êàòàëèçàòîðîâ íà óñòàíîâêàõ êàòàëèòè÷åñêîãî ðèôîðìèíãà ïîëó÷àþò âûñîêîîêòàíîâûé áåíçèí, àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû è òåõíè÷åñêèé âîäîðîä èç áåíçèíîâûõ è ëèãðîèíîâûõ ôðàêöèé íåôòè.
Òàáëèöà 2. Ïîòðåáëåíèå ïëàòèíû ïî îòðàñëÿì â ÑØÀ â êîëè÷åñòâåííîì è ïðîöåíòíîì ñîîòíîøåíèÿõ.
| Ïëàòèíà | 1960 ã. | 1965 ã. | 1970 ã. | 1975 ã. | 1980 ã. | |||||
| Âñåãî: | 10 007 | 13 484 | 14 558 | 21 065 | 34 800 | |||||
|  òîì ÷èñëå ïî îòðàñëÿì: | ||||||||||
| Àâòîìîáèëüíàÿ | - | - | - | - | - | - | 8491 | 40% | 15 200 | 44% |
| Õèìè÷åñêàÿ | 2216 | 22% | 4093 | 30% | 4378 | 30% | 4629 | 22% | 5600 | 16% |
| Íåôòåïåðåðàáàòûâàþùàÿ | 1109 | 12% | 2526 | 19% | 5595 | 38% | 3359 | 16% | 5500 | 16% |
| Ýëåêòðîòåõíè÷åñêàÿ | 3325 | 33% | 3322 | 25% | 2562 | 18% | 2290 | 11% | 3800 | 11% |
| Ñòåêîëüíàÿ | 1847 | 18% | 1617 | 12% | 1071 | 7% | 1052 | 5% | 2400 | 7% |
| Ìåäèöèíñêàÿ | 494 | 5% | 825 | 6% | 217 | 2% | 532 | 3% | 1100 | 3% |
| Þâåëèðíàÿ | 1016 | 10% | 1101 | 8% | 735 | 5% | 712 | 3% | 1200 | 3% |
 àâòîìîáèëüíîé ïðîìûøëåííîñòè ïëàòèíó òàêæå èñïîëüçóþò êàòàëèòè÷åñêèå ñâîéñòâà ýòîãî ìåòàëëà - äëÿ äîæèãàíèÿ è îáåçâðåæèâàíèÿ âûõëîïíûõ ãàçîâ, ñ öåëüþ îñíàùåíèÿ àâòîìîáèëåé ñïåöèàëüíûìè óñòðîéñòâàìè ïî î÷èñòêå âûõëîïíûõ ãàçîâ îò âðåäíûõ ïðèìåñåé.
Ñòàáèëüíîñòü ýëåêòðè÷åñêèõ, òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ è ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ïëþñ âûñî÷àéøàÿ êîððîçèîííàÿ è òåðìè÷åñêàÿ ñòîéêîñòü ñäåëàëè ýòîò ìåòàëë íåçàìåíèìûì äëÿ ñîâðåìåííîé ýëåêòðîòåõíèêè, àâòîìàòèêè è òåëåìåõàíèêè, ðàäèîòåõíèêè, òî÷íîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ.
Íåçíà÷èòåëüíàÿ
÷àñòü
ïëàòèíû
èäåò â
ìåäèöèíñêóþ
ïðîìûøëåííîñòü.
Èç ïëàòèíû è
åå ñïëàâîâ
èçãîòîâëÿþò
õèðóðãè÷åñêèå
èíñòðóìåíòû,
êîòîðûå, íå
îêèñëÿÿñü,
ñòåðèëèçóþòñÿ
â ïëàìåíè
ñïèðòîâîé
ãîðåëêè.
Íåêîòîðûå
ñîåäèíåíèÿ
ïëàòèíû
èñïîëüçóþò
ïðîòèâ
ðàçëè÷íûõ
îïóõîëåé. Ïî
ñòðóêòóðå
áîëüøèíñòâî
èç ýòèõ
âåùåñòâ - ýòî
íåýëåêòðîëèòû,
öèñ-èçîìåðû,
ïðîèçâîäíûå
äâóõâàëåíòíîé
ïëàòèíû.
Ñàìûì
ýôôåêòèâíûì
ñîåäèíåíèåì
ñ÷èòàåòñÿ
öèñ-
äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíà
(II) [Pt(NH3)2Cl2]. Ýòî
àêòèâíîå â
õèìè÷åñêîì
ñîîòíîøåíèè
âåùåñòâî, â
êîòîðîì
èîíû Cl–
÷àñòè÷íî
çàìåùàþòñÿ
ìîëåêóëàìè
âîäû ñ
îáðàçîâàíèåì
èîíà [Pt(NH3)2(H2O)
2]2+. Ïðîöåññ
èîíèçàöèè
äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíû
èäåò
ãëàâíûì
îáðàçîì â
êëåòêàõ, ãäå
êîíöåíòðàöèÿ
õëîðèäîâ
íèæå, ÷åì â
ñûâîðîòêå
êðîâè.
Ïðîäóêò
ãèäðîëèçà [Pt(NH3
)2Cl2]
ðåàãèðóåò ñ
àçîòèñòûìè
îñíîâàíèÿìè
ÄÍÊ êàê
áèôóíêöèîíàëüíûé
àãåíò,
âûçûâàÿ
îáðàçîâàíèå
ïîïåðå÷íûõ
ñâÿçåé
ìåæäó
íèòÿìè ÄÍÊ.
Ýòî ñëóæèò
îñíîâíîé
ïðè÷èíîé
íàðóøåíèÿ
äåëåíèÿ è
ãèáåëè
îïóõîëåâûõ
êëåòîê.
Äîïîëíèòåëüíûì
ìåõàíèçìîì
ïðîòèâîîïóõîëåâîãî
äåéñòâèÿ
äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíû
ÿâëÿåòñÿ
àêòèâàöèÿ
èììóíèòåòà
îðãàíèçìà.
Òàáëèöà 3. Öåíû íà ïëàòèíó, äîëë. çà 1 òð. óíöèþ.
| 1960ã. | 1965ã. | 1970ã. | 1975ã. | 1980ã. | 1985ã. | íîÿá. 1994 | íîÿá. 1995 |
| 83,5 | 98 | 132,5 | 170 | 420 | 480 | 407-416 | 406-407 |
Ðîñò ñïðîñà
íà ïëàòèíó â
ìèðå
ÿâëÿåòñÿ
çàëîãîì
âûñîêèõ öåí.
Ïî
îöåíî÷íûì
äàííûì
êðóïíåéøåé
â ìèðå
êîìïàíèè ïî
ìàðêåòèíãó
ìåòàëëîâ
ïëàòèíîâîé
ãðóïïû Johnson Matthey (JM)
ñïðîñ íà
ïëàòèíó
âûðîñ â 1994 ãîäó
íà 7% è äîñòèã
óðîâíÿ â 4.32 ìëí
òðîéñêèõ
óíöèé. Ïðè
ýòîì ñ 1993 ãîäà
ñîêðàùàåòñÿ
ïîòðåáëåíèå
ïëàòèíû â
ïðîìûøëåííîñòè.
Îäíàêî ðîñò
çàêàçîâ
þâåëèðîâ è
àâòîìîáèëåñòðîèòåëåé
ïåðåêðûâàåò
ýòî
ñîêðàùåíèå.
Ïîòðåáëåíèå
ïëàòèíû â
þâåëèðíîì
ïðîèçâîäñòâå
îöåíèâàåòñÿ
â 50 ò. Âòîðîé
ôàêòîð
ïîâûøåíèÿ
ñïðîñà íà
ýòîò ìåòàëë -
ðîñò
èñïîëüçîâàíèÿ
åãî â
àâòîêàòàëèçàòîðàõ.
Çà ýòî ðûíîê
ïëàòèíû
äîëæåí áûòü
áëàãîäàðåí
ïàðòèè
çåëåíûõ,
ïîñêîëüêó
èìåííî
ââåäåíèå
áîëåå
ñòðîãèõ ìåð
ïî
îãðàíè÷åíèþ
âðåäíûõ
âûáðîñîâ â
àòìîñôåðó
ïðèâåëî ê
òîìó, ÷òî
ïî÷òè âñå
íîâûå
àâòîìîáèëè
îñíàùàþòñÿ
àâòîêàòàëèçàòîðàìè.
Òàáëèöà 4. Ïîòðåáëåíèå ïëàòèíû â ìèðå â 1993 ã. (ïî èíôîðìàöèè Johnson Matthey), %.
| Íåôòåïåðåðàáîòêà | 12 % | |
| Þâåëèðíàÿ ïðîìûøëåííîñòü | 30 % | |
| Èíâåñòèöèè | 8 % | |
| Ïðîèçâîäñòâî ñòåêëà | 3 % | |
| Ýëåêòðîòåõíèêà | 4 % | |
| Õèìè÷åñêàÿ ïðîìûøëåííîñòü | 5 % | |
| Àâòîêàòàëèçàòîðû | 35 % | |
| Äðóãèå | 3 % |
Îñíîâíûå ñâîéñòâà ïëàòèíû.
Ïîëîæåíèå â ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìå ýëåìåíòîâ.
Ïëàòèíà - ñèìâîë Pt (ëàò. Platinum), õèìè÷åñêèé ýëåìåíò 6-ãî ïåðåõîäíîãî ïåðèîäà ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû. Äëÿ íåãî õàðàêòåðíî çàïîëíåíèå 5d-ýëåêòðîííûõ îðáèòàëåé ïðè íàëè÷èè îäíîãî èëè äâóõ s-ýëåêòðîíîâ íà áîëåå âûñîêèõ 6s- ýëåêòðîííûõ îðáèòàëÿõ.
Òàáëèöà 5. Õàðàêòåðèñòèêà àòîìîâ ïëàòèíû.
| Õàðàêòåðèñòèêà | Ïëàòèíà |
| Ïîðÿäêîâûé íîìåð | 78 |
| Êîíôèãóðàöèÿ âíåøíèõ ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê | 5d96s1 |
| ×èñëî íåñïàðåííûõ ýëåêòðîíîâ | 2 |
| Àòîìíàÿ ìàññà | 195.09 |
Àòîìíûé îáúåì, ñì3 | 9.10 |
| Ýôôåêòèâíûé àòîìíûé ðàäèóñ, íì | Pt4+=0.064 |
| Ïîòåíöèàëû èîíèçàöèè, Â | 9.0; 18.56; (23.6) |
| Âîçìîæíûå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ | 0, II, III, IV, VI |
| Õàðàêòåðíûå ñòåïåíè îêèñëåíèÿ | II, IV |
Áóäó÷è
ýëåìåíòîì
ïåðåõîäíîãî
ïåðèîäà,
ïëàòèíà
õàðàêòåðèçóåòñÿ
ðàçëè÷íûìè
ñòåïåíÿìè
îêèñëåíèÿ. Â
áîëüøèíñòâå
ñâîèõ
ñîåäèíåíèé
ïëàòèíà
ïðîÿâëÿåò
ñòåïåíè
îêèñëåíèÿ +2 è
+4. Êàê â òîì,
òàê è â
äðóãîì
ñîñòîÿíèè,
áëàãîäàðÿ
âûñîêèì
çàðÿäàì,
íåáîëüøèì
èîííûì
ðàäèóñàì è
íàëè÷èþ
íåçàïîëíåííûõ
d-îðáèòàëåé,
îíà
ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé
òèïè÷íûé
êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëü.
Òàê, â
ðàñòâîðàõ
âñå åãî
ñîåäèíåíèÿ,
âêëþ÷àÿ
ïðîñòûå
(ãàëîãåíèäû,
ñóëüôàòû,
íèòðàòû),
ïðåâðàùàþòñÿ
â
êîìïëåêñíûå,
ïîñêîëüêó â
êîìïëåêñîîáðàçîâàíèè
ó÷àñòâóþò
èîíû
ñîåäèíåíèé,
ïðèñóòñòâóþùèõ
â ðàñòâîðå, à
òàêæå âîäà.
Ïîýòîìó
ãèäðîìåòàëëóðãèÿ
ïëàòèíû
îñíîâàíà íà
èñïîëüçîâàíèè
åå
êîìïëåêñíûõ
ñîåäèíåíèé.
Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà.
Ïëàòèíà î÷åíü òóãîïëàâêèé è òðóäíîëåòó÷èé ìåòàëë, êðèñòàëëèçóåòñÿ â ãðàíåöåíòðèðîâàííûå êóáè÷åñêèå (ã. ö. ê.) ðåøåòêè. Ïðè âîçäåéñòâèè íà ðàñòâîðû ñîëåé âîññòàíîâèòåëÿìè ìåòàëë ìîæåò áûòü ïîëó÷åí â âèäå “÷åðíè”, îáëàäàþùåé âûñîêîé äèñïåðñíîñòüþ.
Ïëàòèíà â
ãîðÿ÷åì
ñîñòîÿíèè
õîðîøî
ïðîêàòûâàåòñÿ
è
ñâàðèâàåòñÿ.
Õàðàêòåðíûì
ñâîéñòâîì
ÿâëÿåòñÿ
ñïîñîáíîñòü
àáñîðáèðîâàòü
íà
ïîâåðõíîñòè
íåêîòîðûå
ãàçû,
îñîáåííî
âîäîðîä è
êèñëîðîä.
Ñêëîííîñòü
ê àáñîðáöèè
çíà÷èòåëüíî
âîçðàñòàåò
ó ìåòàëëà,
íàõîäÿùåãîñÿ
â
òîíêîäèñïåðñíîì
è êîëëîèäíîì
ñîñòîÿíèè.
Ïëàòèíà
(îñîáåííî
ïëàòèíîâàÿ
÷åðíü)
äîâîëüíî
ñèëüíî
ïîãëоùàåò
êèñëîðîä: 100
îáúåìîâ
êèñëîðîäà íà
îäèí îáúåì
ïëàòèíîâîé
÷åðíè.
Âñëåäñòâèè
ñïîñîáíîñòè
ê àáñîðáöèè
ãàçîâ
ïëàòèíó
ïðèìåíÿþò â
êà÷åñòâå
êàòàëèçàòîðîâ
ïðè ðåàêöèÿõ
ãèäðîãåíèçàöèè
è îêèñëåíèÿ.
Êàòàëèòè÷åñêàÿ
àêòèâíîñòü
óâåëè÷èâàåòñÿ
ïðè
èñïîëüçîâàíèè
÷åðíè.
Òàáëèöà 6. Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà.
| Õàðàêòåðèñòèêà | Pt |
Ïëîòíîñòü ïðè 20 °Ñ, ã/äì3 | 21.45 |
| Öâåò | Ñåðîâàòî-áåëûé, áëåñòÿùèé |
| Ðàäèóñ àòîìà, íì | 0.138 |
| Òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ, °Ñ | 1769 |
| Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ, °Ñ | 4590 |
| Ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ïðè 20 °Ñ, íì | à=0.392 |
| Óäåëüíàÿ òåïëîåìêîñòü, Äæ/(ìîëü/Ê) | 25.9 |
| Òåïëîïðîâîäíîñòü ïðè 25 °Ñ, Âò/(ì·Ê) | 74.1 |
| Óäåëüíîå ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå ïðè 0 °Ñ, ìêÎì·ñì | 9.85 |
| Òâåðäîñòü ïî Áðèíåëëþ, ÌÏà | 390-420 |
| Ìîäóëü óïðóãîñòè, ÃÏà | 173 |
Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà.
Ïëàòèíà êàê
ýëåìåíò VIII
ãðóïïû ìîæåò
ïðîÿâëÿòü
íåñêîëüêî
âàëåíòíîñòåé:
0, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ è 8+. Íî,
êîãäà èäåò
ðå÷ü îá
ýëåìåíòå ¹ 78
ïî÷òè òàêæå,
êàê
âàëåíòíîñòü,
âàæíà
äðóãàÿ
õàðàêòåðèñòèêà
-
êîîðäèíàöèîííîå
÷èñëî. Îíî
îçíà÷àåò,
ñêîëüêî
àòîìîâ (èëè
ãðóïï
àòîìîâ),
ëèãàíäîâ,
ìîæåò
ðàñïîëîæèòüñÿ
âîêðóã
öåíòðàëüíîãî
àòîìà â
ìîëåêóëå
êîìïëåêñíîãî
ñîåäèíåíèÿ.
Äëÿ ñòåïåíè
îêèñëåíèÿ 2+ è
4+
êîîðäèíàöèîííîå
÷èñëî ðàâíî
ñîîòâåòñòâåííî
÷åòûðåì èëè
øåñòè.
Êîìïëåêñû äâóõâàëåíòíîé ïëàòèíû èìåþò ïëîñêîñòíîå ñòðîåíèå, à ÷åòûðåõâàëåíòíîé - îêòàýäðè÷åñêîå.
Ïðè îáû÷íîé òåìïåðàòóðå ïëàòèíà íå âçàèìîäåéñòâóåò ñ ìèíåðàëüíûìè è îðãàíè÷åñêèìè êèñëîòàìè. Ñåðíàÿ êèñëîòà ïðè íàãðåâå ìåäëåííî ðàñòâîðÿåò ïëàòèíó. Ïîëíîñòüþ ïëàòèíà ðàñòâîðÿåòñÿ â öàðñêîé âîäêå:
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O. (1)
Ïðè ðàñòâîðåíèè ïîëó÷àåòñÿ ãåêñàõëîðîïëàòèíîâàÿ, èëè ïëàòèíîõëîðèñòîâîäîðîäíàÿ, êèñëîòà H2[PtCl6], êîòîðàÿ ïðè âûïàðèâàíèè ðàñòâîðà âûäåëÿåòñÿ â âèäå êðàñíî-áóðûõ êðèñòàëëîâ ñîñòàâà H2[PtCl6]•H2O. Ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ ïëàòèíà âçàèìîäåéñòâóåò ñ åäêèìè ùåëî÷àìè, ôîñôîðîì è óãëåðîäîì.
Ñ êèñëîðîäîì
ïëàòèíà
îáðàçóåò
îêñèäû (II), (III) è (IV): PtO, Pt
203 è PtO2.
Îêñèä PtO
ïîëó÷àåòñÿ
ïðè
íàãðåâàíèè
ïîðîøêà
ïëàòèíû äî 430 °Ñ
â àòìîñôåðå
êèñëîðîäà
ïðè äàâëåíèè
0.8 ÌÏà. Îêñèä Pt2
O3 ìîæíî
ïîëó÷èòü ïðè
îêèñëåíèè
ïîðîøêà
ìåòàëëè÷åñêîé
ïëàòèíû
ðàñïëàâëåííûì
ïåðîêñèäîì
íàòðèÿ.
Îêñèä PtO2 -
ïîðîøîê
÷åðíîãî
öâåòà -
ïîëó÷àåòñÿ
ïðè
êèïÿ÷åíèè
ãèäðîêñèäà
ïëàòèíû (II) ñî
ùåëî÷üþ:
2Pt(OH)2=PtO2+Pt+2H2O.
(2)
Ãèäðîêñèä ïëàòèíû (IV) ìîæíî ïîëó÷èòü îñòîðîæíûì ïðèëèâàíèåì ùåëî÷è ê ðàñòâîðó õëîðîïëàòèíàòà êàëèÿ:
K2[PtCl6]+4KOH=Pt(OH)4+6KCl. (3)
Ñåðíèñòîå ñîåäèíåíèå PtS - ïîðîøîê êîðè÷íåâîãî öâåòà, íå ðàñòâîðèìûé â êèñëîòàõ è öàðñêîé âîäêå; PtS2 - ÷åðíûé îñàäîê, ïîëó÷àåìûé èç ðàñòâîðîâ äåéñòâèåì ñåðîâîäîðîäà, ðàñòâîðèìûé â öàðñêîé âîäêå.
Õëîðèäû
íàòðèÿ
÷àñòî
èñïîëüçóþò
â
ãèäðîìåòàëëóðãèè
è
àíàëèòè÷åñêîé
ïðàêòèêå. Ïðè
360 °Ñ
âîçäåéñòâèåì
õëîðà íà
ïëàòèíó
ìîæíî
ïîëó÷èòü
òåòðàõëîðèä
PtCl4, êîòîðûé
ïðè
òåìïåðàòóðå
âûøå 370 °Ñ
ïåðåõîäèò â
òðèõëîðèä PtCl3,
à ïðè 435 °Ñ
ðàñïàäàåòñÿ
íà õëîð è
ìåòàëëè÷åñêóþ
ïëàòèíó; PtCl2
ðàñòâîðÿåòñÿ
â ñëàáîé
ñîëÿíîé
êèñëîòå ñ
îáðàçîâàíèåì
ïëàòèíèñòî-õëîðèñòîâîäîðîäíîé
êèñëîòû H2[PtCl4
], ïðè
äåéñòâèè íà
êîòîðóþ
ñîëåé
ìåòàëëîâ
ïîëó÷àþòñÿ
õëîðîïëàòèíèòû
Me2[PtCl4] (ãäå Me - K, Na,
NH4 è ò.ä.).
Òåòðàõëîðèä
ïëàòèíû PtCl4
ïðè
âîçäåéñòâèè
ñîëÿíîé
êèñëîòû
îáðàçóåò
ïëàòèíîõëîðèñòîâîäîðîäíóþ
êèñëîòó H2[PtCl6
]. Ñîëè åå -
õëîðîïëàòèíàòû
Me2[PtCl6].
Ïðàêòè÷åñêèé
èíòåðåñ
ïðåäñòàâëÿåò
õëîðîïëàòèíàò
àììîíèÿ (NH4)2
[PtCl]6 -
êðèñòàëëû
æåëòîãî
öâåòà,
ìàëîðàñòâîðèìûå
â âîäå, ñïèðòå
è
êîíöåíòðèðîâàííûõ
ðàñòâîðàõ
õëîðèñòîãî
àììîíèÿ.
Ïîýòîìó ïðè
àôôèíàæå
ïëàòèíó
îòäåëÿþò îò
äðóãèõ
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ,
îñàæäàÿ â
âèäå (NH4)2[PtCl6].
 âîäíûõ ðàñòâîðàõ ñóëüôàòû ëåãêî ãèäðîëèçóþòñÿ, ïðîäóêòû ãèäðîëèçà â çíà÷èòåëüíîì èíòåðâàëå pH íàõîäÿòñÿ â êîëëîèäíîì ñîñòîÿíèè.  ïðèñóòñòâèè õëîðèä-èîíîâ ñóëüôàòû ïëàòèíû ïåðåõîäÿò â õëîðîïëàòèíàòû.
Ïîâåäåíèå ïëàòèíû â îáîãàòèòåëüíûõ îïåðàöèÿõ.
Ôîðìû íàõîæäåíèÿ ïëàòèíû â ðóäàõ.
Ôîðìû íàõîæäåíèÿ ïëàòèíû â ðóäàõ îïðåäåëÿþò åå ïîâåäåíèå â ïîñëåäóþùèõ ïðîöåññàõ îáîãàùåíèÿ. Ïîýòîìó èõ èçó÷åíèå èìååò áîëüøîå çíà÷åíèå äëÿ âûáîðà òåõíîëîãè÷åñêîé ñõåìû ïåðåðàáîòêè ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ðóä è êîíöåíòðàòîâ.
Ïîäñ÷åòû ñîäåðæàíèÿ ïëàòèíû â çåìíîé êîðå áûëè âûïîëíåíû Êëàðêîì è Âàøèíãòîíîì, à ïîçäíåå È. è Â. Íîääàê. Ïåðâûå ïðèíèìàëè â ðàñ÷åò òîëüêî òó ïëàòèíó, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ â ðîññûïÿõ è êîðåííûõ óëüòðàîñíîâíûõ ïîðîäàõ, à âòîðûå ó÷èòûâàëè òàêæå ïëàòèíó, íàõîäÿùóþñÿ â ðàññåÿííîì ñîñòîÿíèè. Èíîãäà ïîëüçóþòñÿ äàííûìè ïî ðàñïðîñòðàíåííîñòè ïëàòèíû, ïðèâîäèìûìè Ãîëüäøìèäòîì. Îáîáùåíèå ðÿäà èññëåäîâàíèé íà îñíîâå ìíîãî÷èñëåííûõ îïðåäåëåíèé äàíî À. Ï. Âèíîãðàäîâûì.
Òàáëèöà 7. Ñîäåðæàíèå ïëàòèíû â çåìíîé êîðå, %.
Ïî Êëàðêó è Âàøèíãòîíó | Ïî È. è Â. Íîääàê | Ïî Ãîëüäøìèäòó | Ïî À. Ï. Âèíîãðàäîâó |
1.2·10-8 | 5·10-6 | 1·10-8 | 5·10-7 |
Ïëàòèíó
äîáûâàþò â
“ïåðâè÷íûõ” è
“âòîðè÷íûõ”
ìåñòîðîæäåíèÿõ.
Ê ïåðâûì
îòíîñÿòñÿ
îòêðûòûå â 1908 ã.
êàíàäñêèå
ìåäíîíèêåëåâûå
ìàãíèòíûå
êîë÷åäàíû â
îêðóãå
Ñàäáåðè,
ìåñòîðîæäåíèÿ
Íîðèëüñêà è
þæíîàôðèêàíñêèå
ìåäíîíèêåëåâûå
êîë÷åäàíû â
Òðàíñâààëå;
çäåñü
ïëàòèíà
ïðèñóòñòâóåò
â âèäå
ñóëüôèäîâ.
Âòîðè÷íûå
ìåñòîðîæäåíèÿ
îáÿçàíû
ñâîèì
ïîÿâëåíèåì
âûâåòðèâàíèþ
ïåðâè÷íûõ
ìåñòîðîæäåíèé
è
ïîñëåäóþùåìó
ñìûâàíèþ
âûâåòðåííûõ
ïîðîä, ïðè÷åì
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû,
èìåþùèå
áîëüøóþ
ïëîòíîñòü,
îñåäàëè â
îïðåäåëåííûõ
ìåñòàõ.
Âòîðè÷íûå
ìåñòîðîæäåíèÿ
íàõîäÿòñÿ â
Êîëóìáèè. Íî
îíè
óòðàòèëè
ñâîå
çíà÷åíèå â
20-õ ãîäàõ
ïðîøëîãî
âåêà, êîãäà
íà çàïàäíûõ
è âîñòî÷íûõ
ñêëîíàõ
Óðàëüñêîãî
õðåáòà áûëè
íàéäåíû
áîëüøèå
çàëåæè
ïëàòèíîâûõ
ðóä. Â
óðàëüñêèõ
ìåñòîðîæäåíèÿõ
ìèíåðàëû
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ
ãåíåòè÷åñêè
ñâÿçàíû ñ
ãëóáèííûìè
óëüòðàîñíîâíûìè
ïîðîäàìè,
ãëàâíûì
îáðàçîì, ñ
äóíèòàìè.
Òàáëèöà 8. Ñðåäíèé ñîñòàâ óðàëüñêîé ðîññûïíîé è êîðåííîé ïëàòèíû, %
| Òèï ìåñòîðîæäåíèÿ | Pt |
| Ðîññûïíàÿ | 77.5 |
| Êîðåííàÿ | 76.7 |
| Ñðåäíèé ñîñòàâ àôôèíèðóåìîé ïëàòèíû | 78.4 |
 êàíàäñêèõ ìåñòîðîæäåíèÿõ ïëàòèíà âñòðå÷àåòñÿ â âèäå ñïåðèëèòà PtAs2, êóïåðèòà PtS è íåêîòîðûõ áîëåå ðåäêèõ ìèíåðàëîâ. Îäíàêî áîëüøàÿ ÷àñòü ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ íàõîäèòñÿ â ñóëüôèäàõ â âèäå òâåðäîãî ðàñòâîðà. Ñîäåðæàíèå ïëàòèíû â ðóäàõ äîñòèãàåò 1.5-2.0 ã íà 1 ò ðóäû.
Ïðèìåðíî òàêîé æå ìèíåðàëîãè÷åñêèé ñîñòàâ èìåþò þæíîàôðèêàíñêèå ðóäû, êðîìå òîãî çäåñü íàéäåíà ñàìîðîäíàÿ ïëàòèíà è ôåððîïëàòèíà.
Êàæäîìó òèïó ðóä è èõ ìèíåðàëüíûì ðàçíîâèäíîñòÿì ñâîéñòâåííû ñâîè îñîáåííîñòè ïëàòèíîâîé ìèíåðàëèçàöèè, îáóñëîâëåííûå ðàçëè÷íîé îáîãàùåííîñòüþ ïëàòèíîâûìè ìåòàëëàìè, ðàçëè÷íûì ñîîòíîøåíèåì ïëàòèíû, ïàëëàäèÿ, èðèäèÿ, ðîäèÿ, ðóòåíèÿ è îñìèÿ, à òàêæå ðàçëè÷èåì ôîðì íàõîæäåíèÿ ìåòàëëîâ.
Ìíîãîîáðàçèå òèïîâ ðóä è ðàçëè÷èå ôîðì íàõîæäåíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ â ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóäàõ âûçûâàåò áîëüøèå ñëîæíîñòè ñ ïîëíîòîé èçâëå÷åíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ â ãîòîâûå êîíöåíòðàòû, íàïðàâëÿåìûå â ìåòàëëóðãè÷åñêóþ ïåðåðàáîòêó.
Ïîëó÷åíèå ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ èç ðîññûïåé.
Ðîññûïè ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ, îáðàçîâàííûå â ðåçóëüòàòå ðàçðóøåíèÿ êîðåííûõ ïîðîä, èçâåñòíû âî ìíîãèõ ñòðàíàõ, íî ïðîìûøëåííûå çàïàñû â îñíîâíîì ñîñðåäîòî÷åíû â Êîëóìáèè, Þæíîé Àôðèêå, Áðàçèëèè è äð.
Ïðîöåññ èçâëå÷åíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ èç ðîññûïåé ñâîäèòñÿ ê äâóì ãðóïïàì îïåðàöèé: äîáû÷å ïåñêîâ è èõ îáîãàùåíèþ ãðàâèòàöèîííûìè ìåòîäàìè. Ïåñêè ìîæíî äîáûâàòü ïîäçåìíûìè è îòêðûòûìè ñïîñîáàìè; êàê ïðàâèëî, ïðèìåíÿþò îòêðûòûå ãîðíûå ðàáîòû, âûïîëíÿåìûå â äâà ýòàïà: âñêðûøà ïóñòîé ïîðîäû è äîáû÷à ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ïåñêîâ. Äîáû÷ó ïåñêîâ îáû÷íî ñîâìåùàþò ñ èõ ãðàâèòàöèîííûì îáîãàùåíèåì â îäíîì àãðåãàòå, íàïðèìåð, äðàãå.
Äîáûòàÿ
ãîðíàÿ
ìàññà èç
äðàæíûõ
÷åðïàêîâ
ïîñòóïàåò â
ïðîìûâî÷íóþ
áî÷êó, ãäå
îñóùåñòâëÿåòñÿ
äåçèíòåãðàöèÿ
è
ãðîõî÷åíèå.
Ïðîöåññ
äåçèíòåãðàöèè
ãîðíîé
ìàññû â
áî÷êå
ïðîèñõîäèò
ïîñðåäñòâîì
ìåõàíè÷åñêîãî
ðàçäåëåíèÿ è
ðàçìûâà åå
âîäîé ïðè
ïåðåêàòûâàíèè
ïîðîäû
âíóòðè
áî÷êè è
îðîøåíèè
íàïîðíîé
ñòðóåé âîäû.
Ïîðîäà ïðè
ýòîì
ðàçäåëÿåòñÿ
íà äâà
ïðîäóêòà:
âåðõíèé
(ãàëüêà,
êðóïíûå
êàìíè,
íåðàçìûòûå
êàìíè ãëèíû)
íå ñîäåðæèò
ïëàòèíû è
íàïðàâëÿåòñÿ
â îòâàë;
íèæíèé
ïîñòóïàåò
ïîñëåäîâàòåëüíî
íà øëþçû,
îòñàäî÷íûå
ìàøèíû è
êîíöåíòðàöèîííûå
ñòîëû. Â
ðåçóëüòàòå
îáîãàùåíèÿ
ïîëó÷àåòñÿ
øëèõîâàÿ
ïëàòèíà,
ñîäåðæàùàÿ
äî 70-90 %
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ. Åå
íàïðàâëÿþò
íà àôôèíàæ.
Èçâëå÷åíèå ïëàòèíû ïðè îáîãàùåíèè ñóëüôèäíûõ ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ðóä.
Òåõíîëîãè÷åñêèå
ñõåìû
èçâëå÷åíèÿ
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ ïðè
îáîãàùåíèè
âêðàïëåííûõ
ðóä
îïðåäåëÿþòñÿ
ôîðìàìè
íàõîæäåíèÿ
ýòèõ
ìåòàëëîâ â
äàííîì
ìåñòîðîæäåíèè.
Åñëè
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû
ïðåäñòàâëåíû
ñàìîðîäíîé
ïëàòèíîé è
ôåððîïëàòèíîé,
òî â
òåõíîëîãè÷åñêóþ
ñõåìó
îáîãàùåíèÿ
âõîäèò
îïåðàöèÿ ïî
ïîëó÷åíèþ
ãðàâèòàöèîííîãî
êîíöåíòðàòà,
ñîäåðæàùåãî
ïîâûøåííûå
êîíöåíòðàöèè
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ.
Åñëè â ðóäàõ
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû, â
÷àñòíîñòè
ïëàòèíà,
íàõîäÿòñÿ â
âèäå
ìàãíèòíîé
ôåððîïëàòèíû,
òî îáû÷íî
ïðèìåíÿþò
ìàãíèòíóþ
ñåïàðàöèþ ñ
ïîñëåäóþùåé
ïåðåðàáîòêîé
áîãàòîãî
ïðîäóêòà
ëèáî â
îòäåëüíîì
öèêëå, ëèáî
ñîâìåñòíî ñ
íèêåëåâûì
êîíöåíòðàòîì
â
ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêîì
ïðîöåññå.
Ïåðâóþ
ñõåìó
ïðèìåíÿþò,
íàïðèìåð, äëÿ
îáîãàùåíèÿ
ïëàòèíóñîäåðæàùèõ
ðóä Þæíîé
Àôðèêè.
Òåõíîëîãè÷åñêèé ïðîöåññ ãðàâèòàöèîííî-ôëîòàöèîííîãî îáîãàùåíèÿ þæíîàôðèêàíñêèõ ðóä âêëþ÷àåò äðîáëåíèå èñõîäíîé ðóäû ñ ïîñëåäóþùèì òîíêèì èçìåëü÷åíèåì åå â äâå ñòàäèè â øàðîâûõ ìåëüíèöàõ, ðàáîòàþùèõ â çàìêíóòîì öèêëå ñ ãèäðîöèêëîíàìè.
Ñâîáîäíûå çåðíà ñàìîðîäíîé ïëàòèíû îòäåëÿþò â öèêëå èçìåëü÷åíèÿ íà øëþçàõ ñ êîðäåðîåâûì ïîêðûòèåì. Ïîëó÷åííûå êîíöåíòðàòû ïîäâåðãàþò ïåðå÷èñòêå íà êîíöåíòðàöèîííûõ ñòîëàõ ñ ïîëó÷åíèåì ãðàâèòàöèîííîãî êîíöåíòðàòà, ñîäåðæàùåãî 30-35 % Pt, 4-6 % Pd è 0.5 % äðóãèõ ìåòàëëîâ ïëàòèíîâîé ãðóïïû.
Ïóëüïó ïîñëå
âûäåëåíèÿ
ãðàâèòàöèîííîãî
êîíöåíòðàòà
ñãóùàþò è
íàïðàâëÿþò
íà ôëîòàöèþ.
Êîíå÷íûì
ïðîäóêòîì
ôëîòàöèè
ÿâëÿåòñÿ
êîíöåíòðàò,
ñîäåðæàùèé:
3.5-4.0 % Ni, 2.0-2.3 % Cu, 15.0 % Fe, 8.5-10.0 % S;
ñóììà
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ 110-150
ã/ò. Ýòîò
êîíöåíòðàò
ïîñòóïàåò â
ìåòàëëóðãè÷åñêóþ
ïåðåðàáîòêó.
Èçâëå÷åíèå
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ â
öèêëå
îáîãàùåíèÿ
äîñòèãàåò 82-85 %.
Áåäíàÿ âêðàïëåííàÿ ðóäà ìåñòîðîæäåíèÿ Ñàäáåðè ïîäâåðãàåòñÿ äðîáëåíèþ, èçìåëü÷åíèþ ñ ïîñëåäóþùåé ôëîòàöèåé è ìàãíèòíîé ñåïàðàöèåé.  ðåçóëüòàòå ïîëó÷àåòñÿ íèêåëåâûé êîíöåíòðàò, ñîäåðæàùèé ïëàòèíîâûå ìåòàëëû, ìåäíûé êîíöåíòðàò, â ñîñòàâ êîòîðîãî âõîäÿò çîëîòî è ñåðåáðî, è ïèððîòèíîâûé êîíöåíòðàò, ïðàêòè÷åñêè íå èìåþùèé áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ.
Ïðè îáîãàùåíèè âêðàïëåííûõ ðóä îòå÷åñòâåííûõ ìåñòîðîæäåíèé ïîëó÷àþòñÿ äâà êîíöåíòðàòà: ìåäíûé è íèêåëåâûé. Çíà÷èòåëüíûå ïîòåðè ìåòàëëîâ-ñïóòíèêîâ ñ õâîñòàìè îáîãàùåíèÿ îáúÿñíÿþòñÿ òåì, ÷òî îíè àññîöèèðîâàíû ñ ïèððîòèíîì, óõîäÿùèì â îòâàë.
Ïîâåäåíèå ïëàòèíû ïðè ìåòàëëóðãè÷åñêîé ïåðåðàáîòêå ñóëüôèäíûõ ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ðóä è êîíöåíòðàòîâ.
Îñíîâíûå òåõíîëîãè÷åñêèå îïåðàöèè ïåðåðàáîòêè ìåäíî-íèêåëåâûõ êîíöåíòðàòîâ.
Ïðè îáîãàùåíèè ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä ïîëó÷àþòñÿ ìåäíûé è íèêåëåâûé êîíöåíòðàòû, ïåðåðàáàòûâàåìûå ïî ñëîæíîé òåõíîëîãè÷åñêîé ñõåìå (ðèñ. 1).
Íèêåëåâûé êîíöåíòðàò ïîñëå àãëîìåðàöèè èëè îêàòûâàíèÿ ïëàâÿò â ýëåêòðîòåðìè÷åñêèõ (ðåæå îòðàæàòåëüíûõ) ïå÷àõ ñ ïîëó÷åíèåì øòåéíà è øëàêà. Øëàê íà íåêîòîðûõ çàâîäàõ ïîñëå ãðàíóëÿöèè è èçìåëü÷åíèÿ ïîäâåðãàþò ôëîòàöèè äëÿ èçâëå÷åíèÿ âçâåøåííûõ ÷àñòèö øòåéíà, ñîäåðæàùèõ ïëàòèíîâûå ìåòàëëû. Øòåéí, êîíöåíòðèðóþùèé îñíîâíóþ ìàññó ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ, ïðîõîäèò îïåðàöèþ êîíâåðòèðîâàíèÿ íà
Ðóäà
Îòâàëüíûå õâîñòû
Îáîãàùåíèå
 |
Ìåäíûé êîíöåíòðàò Íèêåëåâûé êîíöåíòðàò
Ãàçû
Îáæèã íà ïðîèçâîäñòâî Îêàòûâàíèå èëè àãëîìåðàöèÿ
H2SO4
 |
| ||
Îòðàæàòåëüíàÿ Ãàçû
ïëàâêà
Ïûëåóëàâëèâàíèå
Îòâàëüíûé Øòåéí
øëàê
Ãàçû
Ïûëü
 |  | ||||
 | |||||
Êîíâåðòèðîâàíèå Àãëîìåðàò èëè îêàòûøè
 |
×åðíîâàÿ Ýëåêòðîïëàâêà
ìåäü
Øòåéí
Øëàê
Îãíåâîå
ðàôèíèðîâàíèå
Øëàê Êîíâåðòèðîâàíèå Ôëîòàöèÿ
 | |||
Ôàéíøòåéí Õâîñòû
â îòâàë
Àíîäû Ìåäíûé Ðàçäåëåíèå Êîíöåíòðàò
êîíöåíòðàò
 | |||
Ýëåêòðîðàôèíèðîâàíèå
ìåäè Íèêåëåâûé êîíöåíòðàò
Ïûëü
Ýëåêòðîëèò Êàòîäû
Ìàãíèòíàÿ Îáæèã Ãàçû
ôðàêöèÿ
Ïûëü
Çàêèñü íèêåëÿ
Øëàì Ïûëåóëàâëèâàíèå
Âîññòàíîâèòåëüíàÿ
ïëàâêà
Ãàçû
Àíîäû
 |
Ýëåêòðîëèò Ýëåêòðîðàôèíèðîâàíèå Êàòîäíûé
íà î÷èñòêó íèêåëÿ íèêåëü
 |
Øëàì
Îáîãàùåíèå
Ïëàòèíîâûå
êîíöåíòðàòû
íà àôôèíàæ
Ðèñ. 1. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ïåðåðàáîòêè ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóä.
îáåäíèòåëüíóþ ýëåêòðîïëàâêó, è ôàéíøòåéíà, êîòîðûé ìåäëåííî îõëàæäàåòñÿ, äðîáèòñÿ, èçìåëü÷àåòñÿ è ôëîòèðóåòñÿ ñ ïîëó÷åíèåì ìåäíîãî êîíöåíòðàòà, ïåðåðàáàòûâàåìîãî â ìåäíîì ïðîèçâîäñòâå, è íèêåëåâîãî, íàïðàâëÿåìîãî íà îáæèã â ïå÷àõ êèïÿùåãî ñëîÿ.
Ïðè
îõëàæäåíèè
ôàéíøòåéíà
êîìïîíåíòû
ïðåòåðïåâàþò
êðèñòàëëèçàöèþ
â ñëåäóþùåé
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè:
ïåðâè÷íûå
êðèñòàëëû
ñóëüôèäà
ìåäè à
äâîéíàÿ
ýâòåêòèêà,
ñîñòîÿùàÿ
èç
ñóëüôèäîâ
ìåäè è
íèêåëÿ, à
òðîéíàÿ
ýâòåêòèêà,
ñîñòîÿùàÿ
èç
ñóëüôèäîâ
ìåäè, íèêåëÿ
è
ìåäíî-íèêåëåâîãî
ìåòàëëè÷åñêîãî
ñïëàâà.
Ìåòàëëè÷åñêèé
ñïëàâ, âûõîä
êîòîðîãî íà
ðàçëè÷íûõ
çàâîäàõ
ñîñòàâëÿåò 8-15
%,
êîëëåêòèðóåò
äî 95 %
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ,
ñîäåðæàùèõñÿ
â
ôàéíøòåéíå.
Ïîýòîìó íà
íåêîòîðûõ
çàâîäàõ
ìåòàëëè÷åñêóþ
ôàçó
âûäåëÿþò
ìàãíèòíîé
ñåïàðàöèåé
è íàïðàâëÿþò
íà
âîññòàíîâèòåëüíóþ
ïëàâêó ñ
ïîëó÷åíèåì
àíîäîâ.
Ïîëó÷åííóþ ïîñëå îáæèãà íèêåëåâîãî êîíöåíòðàòà çàêèñü ïîäâåðãàþò âîññòàíîâèòåëüíîé ïëàâêå íà àíîäû â äóãîâûõ ýëåêòðîïå÷àõ. Àíîäû ïîäâåðãàþò ýëåêòðîðàôèíèðîâàíèþ; âûïàäàþùèé íà àíîäå øëàì êîíöåíòðèðóåò îñíîâíóþ ìàññó ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ.
Ïëàòèíîâûå ìåòàëëû, íàõîäÿùèåñÿ â ìåäíîì êîíöåíòðàòå, ïîñëå îáæèãà, îòðàæàòåëüíîé ïëàâêè, êîíâåðòèðîâàíèÿ è îãíåâîãî ðàôèíèðîâàíèÿ êîíöåíòðèðóþòñÿ â ìåäíûõ àíîäàõ, ïîñëå ýëåêòðîðàôèíèðîâàíèÿ ïåðåõîäÿò â ìåäíûé øëàì. Ìåäíûé è íèêåëåâûé øëàìû îáîãàùàþò ñ ïîëó÷åíèåì êîíöåíòðàòîâ, ñîäåðæàùèõ äî 60 % ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ. Ýòè êîíöåíòðàòû íàïðàâëÿþò íà àôôèíàæ.
 ïîñëåäíèå ãîäû äëÿ ïåðåðàáîòêè ìåäíûõ è íèêåëåâûõ êîíöåíòðàòîâ ïðåäëîæåíû âûñîêîèíòåíñèâíûå àâòîãåííûå ïðîöåññû: ïëàâêà â æèäêîé âàííå, âçâåøåííàÿ ïëàâêà, êèñëîðîäíî-âçâåøåííàÿ ïëàâêà è äð. Ïðèìåíÿþò òàêæå ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêóþ ïåðåðàáîòêó ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ñóëüôèäíûõ êîíöåíòðàòîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì îêèñëèòåëüíîãî àâòîêëàâíîãî âûùåëà÷èâàíèÿ, ñîëÿíî- è ñåðíîêèñëîå âûùåëà÷èâàíèå, õëîðèðîâàíèå ïðè êîíòðîëèðóåìîì ïîòåíöèàëå è äðóãèå ïðîöåññû.
Òàêèì îáðàçîì, ïëàòèíîâûå ìåòàëëû â ïðîöåññå ïèðî- è ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêîé ïåðåðàáîòêè ïîäâåðãàþò âîçäåéñòâèþ îêèñëèòåëåé ïðè òåìïåðàòóðàõ äî 1200-1300 °Ñ, äåéñòâèþ êèñëîò ïðè âûñîêèõ îêèñëèòåëüíûõ ïîòåíöèàëàõ ñðåäû, àíîäíîìó ðàñòâîðåíèþ ïðè çíà÷èòåëüíûõ ýëåêòðîïîëîæèòåëüíûõ ïîòåíöèàëàõ. Ïîýòîìó íåîáõîäèìî ðàññìîòðåòü ïîâåäåíèå ýòèõ ìåòàëëîâ â ðàçëè÷íûõ ïðîöåññàõ ñ öåëüþ ñîçäàíèÿ óñëîâèé äëÿ ïîâûøåíèÿ èçâëå÷åíèÿ èõ â ïðèíÿòûõ è ïðîåêòèðóåìûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ñõåìàõ ïåðåðàáîòêè ïëàòèíóñîäåðæàùèõ ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ êîíöåíòðàòîâ.
Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå îñíîâû ïîâåäåíèÿ ïëàòèíû ïðè ïåðåðàáîòêå ñóëüôèäíîãî ñûðüÿ.
Ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêèå ïðîöåññû.
Ïðè ïåðåðàáîòêå ñóëüôèäíûõ ðóä ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêèìè ñïîñîáàìè áëàãîðîäíûå ìåòàëëû ÷àñòè÷íî òåðÿþòñÿ ñ îòâàëüíûìè øëàêàìè, ïûëÿìè è ãàçàìè. Äëÿ òåîðåòè÷åñêîé îöåíêè âîçìîæíîñòè òàêèõ ïîòåðü è ñîçäàíèÿ óñëîâèé äëÿ èõ óìåíüøåíèÿ áîëüøîé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò çàâèñèìîñòü ñâîáîäíûõ ýíåðãèé îáðàçîâàíèÿ îêñèäîâ è ñóëüôèäîâ áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ îò òåìïåðàòóð.
Òàáëèöà 9. Ñâîáîäíûå ýíåðãèè îêèñëåíèÿ ñóëüôèäîâ.
| Ðåàêöèÿ | Óð-å ñâîáîäíîé ýíåðãèè DGÒ, Äæ/ìîëü | DGÒ, Äæ/ìîëü Î2 ïðè òåìïåðàòóðå, Ê 1173 1273 1573 |
PtS(òâ)+2O2(ã)=PtO2(òâ)+SO2(ã) | -228000+87.5·Ò | - -227 -214 |
PtS(òâ)+2O2(ã)=PtO2(ã)+SO2(ã) | -17600-7.5·Ò | -26 -27 -29 |
Àãëîìåðàöèÿ.  ïðîöåññå àãëîìåðàöèè êîíöåíòðàò ïîäâåðãàåòñÿ îêóñêîâàíèþ è ÷àñòè÷íîé äåñóëüôóðàöèè ïðè 1000-1100 °Ñ, ÷òî ñîïðîâîæäàåòñÿ ïðîöåññàìè ðàçëîæåíèÿ âûñøèõ ñóëüôèäîâ è îêèñëåíèÿ ïîëó÷èâøèõñÿ ïðîäóêòîâ êèñëîðîäîì âîçäóõà.
Ýëåêòðîïëàâêà
ñóëüôèäíîãî
íèêåëü-ìåäíîãî
êîíöåíòðàòà
îñóùåñòâëÿåòñÿ
â
ýëåêòðîïå÷è,
êóäà
ïîñòóïàåò
êîíöåíòðàò,
ñîäåðæàùèé
â
çàâèñèìîñòè
îò
ìåñòîðîæäåíèÿ
îò 20 äî 150 ã/ò
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ. Â
øèõòó
âìåñòå ñ
îêàòûøàìè è
àãëîìåðàòîì
äîáàâëÿþò
îáîðîòíûå
ïðîäóêòû è, â
çàâèñèìîñòè
îò ñîñòàâà
èñõîäíîãî
ñûðüÿ,
èçâåñòíÿê
èëè
ïåñ÷àíèê.
Òåìïåðàòóðà
ðàñïëàâà íà
ãðàíèöå ñ
ýëåêòðîäîì
äîñòèãàåò 1300-1400
°Ñ. Ïóñòàÿ
ïîðîäà
îøëàêîâûâàåòñÿ;
øëàê
ñëèâàþò,
ãðàíóëèðóþò.
Íà
íåêîòîðûõ
ïðåäïðèÿòèÿõ
åãî
ïîäâåðãàþò
èçìåëü÷åíèþ
è ôëîòàöèè ñ
öåëüþ áîëåå
ïîëíîãî
èçâëå÷åíèÿ
áëàãîðîäíûõ
ìåòàëëîâ.
Ñîäåðæàíèå
áëàãîðîäíûõ
ìåòàëëîâ â
øëàêå â
çàâèñèìîñòè
îò ðåæèìà
ïëàâêè è
ñîñòàâà
êîíöåíòðàòà
êîëåáëåòñÿ
îò 0.3 äî 1.0 ã/ò.
Øòåéí
êîíöåíòðèðóåò
îñíîâíóþ
ìàññó
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ.
Ñîäåðæàíèå
èõ â øòåéíå
êîëåáëåòñÿ â
ïðåäåëàõ 100-600
ã/ò.
Ïðîöåññ ïëàâêè ïðîòåêàåò â îñíîâíîì â âîññòàíîâèòåëüíîì ðåæèìå, ïîýòîìó ïîòåðè ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ â ýòîì ïðîöåññå îïðåäåëÿþòñÿ ìåõàíè÷åñêèìè ïîòåðÿìè ìåëêèõ êîðîëüêîâ øòåéíà, âçâåøåííûõ â øëàêîâîé ôàçå. Ýòè ïîòåðè ìîãóò áûòü óñòðàíåíû ôëîòàöèåé øëàêîâ ñ èçâëå÷åíèåì ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ â ñóëüôèäíûé êîíöåíòðàò. Ïðè ýòîì èçâëå÷åíèå ïëàòèíû ìîæåò äîñòèãàòü áîëåå 99.0 %.
Êîíâåðòèðîâàíèå.
Ïîëó÷åííûé
ïðè
ýëåêòðîïëàâêå
øòåéí
ïîäâåðãàåòñÿ
êîíâåðòèðîâàíèþ.
Êîíâåðòèðîâàíèå,
öåëü
êîòîðîãî
ñîñòîèò â
âîçìîæíî
áîëåå ïîëíîì
óäàëåíèè
ñóëüôèäà
æåëåçà èç
íèêåëü-ìåäíûõ
øòåéíîâ,
îñóùåñòâëÿåòñÿ
ïðè
òåìïåðàòóðå
îêîëî 1200 °Ñ.
Ïðîöåññ
ïðîòåêàåò â
ñóëüôèäíûõ
ðàñïëàâàõ,
ãäå
àêòèâíîñòü
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ
î÷åíü
íåâåëèêà.
Ïîýòîìó â
ïðîöåññå
êîíâåðòèðîâàíèÿ
â øëàêîâóþ
ôàçó â î÷åíü
íåçíà÷èòåëüíûõ
êîëè÷åñòâàõ
ïåðåõîäèò
ïëàòèíà (<0.5%),
ïàëëàäèé (<0.5%),
ðîäèé (<1.0%),
èðèäèé (<1.0%).
Áîëåå òîãî,
êîíâåðòíûå
øëàêè
ïåðåðàáàòûâàþòñÿ
â
îáåäíèòåëüíûõ
ïå÷àõ,
ïîýòîìó
îáùèå
ïîòåðè
áëàãîðîäíûõ
ìåòàëëîâ ïðè
êîíâåðòèðîâàíèè
ñðàâíèòåëüíî
ìàëû.
Ïðè îáæèãå íèêåëåâîãî êîíöåíòðàòà â ïå÷àõ êèïÿùåãî ñëîÿ ïðîöåññ îêèñëåíèÿ ïðîòåêàåò âåñüìà èíòåíñèâíî è ïîýòîìó ñîïðîâîæäàåòñÿ çíà÷èòåëüíûìè ïîòåðÿìè ìåòàëëîâ.
Âîññòàíîâèòåëüíàÿ ýëåêòðîïëàâêà çàêèñè íèêåëÿ íà ìåòàëëè÷åñêèé íèêåëü íå âûçûâàåò çíà÷èòåëüíûõ ïîòåðü ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ. Ìåõàíè÷åñêèå ïîòåðè èõ ñ ïûëÿìè ìîãóò áûòü óìåíüøåíû â ðåçóëüòàòå ñîâåðøåíñòâîâàíèÿ ñèñòåìû ïûëåóëàâëèâàíèÿ. Ïåðåõîä â øëàêè íå âûçûâàåò äîïîëíèòåëüíûõ ïîòåðü, òàê êàê øëàêè â ýòîì ïðîöåññå ÿâëÿþòñÿ îáîðîòíûìè ïðîäóêòàìè.
Âçâåøåííàÿ ïëàâêà ñóëüôèäíûõ ìàòåðèàëîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ â îêèñëèòåëüíîé àòìîñôåðå ïðè òåìïåðàòóðå îêîëî 1300 °Ñ.
Ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêàÿ ïåðåðàáîòêà ìåäíûõ êîíöåíòðàòîâ, ñîäåðæàùèõ ïëàòèíîâûå ìåòàëëû, âêëþ÷àÿ îáæèã ïðè 800-900 °Ñ, îòðàæàòåëüíóþ ïëàâêó, êîíâåðòèðîâàíèå è îãíåâîå ðàôèíèðîâàíèå ìåäè.  ïîñëåäíèå ãîäû äëÿ ïåðåðàáîòêè ìåäíûõ êîíöåíòðàòîâ øèðîêîå ïðèìåíåíèå ïîëó÷èëè àâòîãåííûå ïðîöåññû: âçâåøåííàÿ ïëàâêà è ïëàâêà â æèäêîé âàííå.
Õèìè÷åñêèå ðåàêöèè è òåìïåðàòóðíûé ðåæèì îáæèãà ìåäíûõ êîíöåíòðàòîâ ïðèìåðíî òå æå, ÷òî ïðè àãëîìåðàöèè.
Ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêèå ïðîöåññû.
Ïëàòèíîâûå ìåòàëëû, ñîäåðæàùèåñÿ â ñóëüôèäíûõ ìåäíî-íèêåëåâûõ ðóäàõ, ïðîõîäÿò ÷åðåç ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêèå îïåðàöèè, êîíöåíòðèðóþòñÿ â ÷åðíîâîì ìåòàëëå è ïîñòóïàþò íà ýëåêòðîëèòè÷åñêîå ðàôèíèðîâàíèå íèêåëåâûõ è ìåäíûõ àíîäîâ. Ïðè÷åì â çàâèñèìîñòè îò óñëîâèé ïðîâåäåíèÿ ýòèõ îïåðàöèé áîëüøåå èëè ìåíüøåå êîëè÷åñòâî ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ ìîæåò ïåðåõîäèòü â ñáîðíûå èëè îáîðîòíûå ïðîäóêòû, ÷òî â êîíöå êîíöîâ ïðèâîäèò ê áåçâîçâðàòíûì ïîòåðÿì.
Òàáëèöà 10. Ôîðìû íàõîæäåíèÿ ïëàòèíû â ñóëüôàòíûõ, ñóëüôàòíî-õëîðèäíûõ è õëîðèäíûõ ðàñòâîðàõ.
| Ðàñòâîðû | ||
| ñóëüôàòíûé | ñóëüôàòíî-õëîðèäíûé | õëîðèäíûé |
[Pt2(SO4)4·(H20)2]2- | [PtCl4]2- ïðè jà<1.4 Â; [PtCl6]2- ïðè jà>1.4 Â. | [PtCl4]2- ïðè jà<1.4 Â; [PtCl6]2- ïðè jà>1.4 Â. |
Ïðè ñîäåðæàíèè â ñïëàâàõ 0.01-1.0 % ïëàòèíîâîãî ìåòàëëà, îí çàìåùàåò â êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêå ñïëàâà àòîìû íèêåëÿ èëè ìåäè, íå îáðàçóÿ ñàìîñòîÿòåëüíûõ ñòðóêòóð.
Èçâåñòíî,
÷òî â
ïðèñóòñòâèè
ñóëüôèäíîé,
îêñèäíîé è
ìåòàëëè÷åñêîé
ôàç
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû
êîíöåíòðèðóþòñÿ
â
ìåòàëëè÷åñêîé
ôàçå.
Ïîýòîìó â
íèêåëåâûõ è
ìåäíûõ
ïðîìûøëåííûõ
àíîäàõ,
ñîäåðæàùèõ
â êà÷åñòâå
ïðèìåñåé
ñóëüôèäíûå
è îêñèäíûå
ôàçû,
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû
ðàâíîìåðíî
ðàñïðåäåëåíû
â
ìåòàëëè÷åñêîé
ôàçå,
îáðàçóÿ
êðèñòàëëè÷åñêóþ
ðåøåòêó
çàìåùåíèÿ.
Ýòî ïðèâîäèò
ê
îáðàçîâàíèþ
â ðåøåòêå
ñïëàâà
ìèêðîó÷àñòêîâ
(çîí) ñ áîëåå
ïîëîæèòåëüíûì
ðàâíîâåñíûì
ïîòåíöèàëîì.
Ìåòàëëû â
ýòèõ çîíàõ
íå
ðàñòâîðÿþòñÿ
ïðè
ïîòåíöèàëå
ðàáîòàþùåãî
àíîäà è
âûïàäàþò â
íåðàñòâîðèìûé
îñàäîê - øëàì.
 ñëó÷àå
ïîâûøåíèÿ
ïîòåíöèàëà
àíîäà äî
âåëè÷èíû,
ñîîòâåòñòâóþùåé
ïîòåíöèàëó
èîíèçàöèè
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ,
íà÷èíàåòñÿ
ïåðåõîä ýòèõ
ìåòàëëîâ â
ðàñòâîð.
Ñòåïåíü
ïåðåõîäà
áóäåò
óâåëè÷èâàòüñÿ,
åñëè â
ðàñòâîðå
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû
îáðàçóþò
ñòîéêèå
êîìïëåêñíûå
ñîåäèíåíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì ïîâåäåíèå ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ ïðè ýëåêòðîõèìè÷åñêîì ðàñòâîðåíèè àíîäîâ áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ïîòåíöèàëîì àíîäà, ñîñòàâîì ðàñòâîðà è ïðèðîäîé ðàñòâîðÿåìîãî ñïëàâà.
Ïåðåðàáîòêà ïëàòèíóñîäåðæàùèõ øëàìîâ.
Ïðè ýëåêòðîëèòè÷åñêîì ðàôèíèðîâàíèè ìåäè è íèêåëÿ ïëàòèíîâûå ìåòàëëû êîíöåíòðèðóþòñÿ â àíîäíûõ øëàìàõ, ãäå èõ ñîäåðæàíèå â çàâèñèìîñòè îò ñîñòàâà èñõîäíûõ ðóä êîëåáëåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ, îò äåñÿòûõ äîëåé äî íåñêîëüêèõ ïðîöåíòîâ.
Â
ñîîòâåòñòâèè
ñ îñíîâíûìè
òåîðåòè÷åñêèìè
ïîëîæåíèÿìè
â øëàìû ïðè
ðàñòâîðåíèè
àíîäîâ
ïðàêòè÷åñêè
áåç
èçìåíåíèÿ
ïåðåõîäÿò
îêñèäû è
ñóëüôèäû
öâåòíûõ
ìåòàëëîâ.
Ïîýòîìó
îñíîâíûìè
ôàçîâûìè
ñîñòàâëÿþùèìè
íèêåëåâîãî
øëàìà
ÿâëÿþòñÿ
ñóëüôèäû
ìåäè è
íèêåëÿ (a-Cu2S, b-Cu2
S, Ni3S2, NiS),
îêñèäû (NiO, CuO, Fe2O3
, Fe3O4), ôåððèòû
(NiFe2O4, CuFeO2).
Ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû â
øëàìàõ
ïðåäñòàâëåíû
ðåíòãåíîàìîðôíûìè
ìåòàëëè÷åñêèìè
ôîðìàìè.
Íåïîñðåäñòâåííàÿ ïåðåðàáîòêà áåäíûõ ïî ñîäåðæàíèþ áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ ïðîäóêòîâ, â ñîñòàâ êîòîðûõ âõîäÿò çíà÷èòåëüíûå êîëè÷åñòâà öâåòíûõ ìåòàëëîâ, æåëåçà è ñåðû, íà àôôèíàæíûõ ïðåäïðèÿòèÿõ íå ïðîèçâîäèòñÿ. Ïîýòîìó àíîäíûå øëàìû ïðåäâàðèòåëüíî îáîãàùàþò ðàçëè÷íûìè ïèðî- è ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêèìè ìåòîäàìè ñ ïîëó÷åíèåì êîíöåíòðàòîâ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ. Òåõíîëîãè÷åñêèå ñõåìû îáîãàùåíèÿ øëàìîâ, ïðèìåíÿåìûå íà ðàçëè÷íûõ çàâîäàõ, ðàçëè÷àþòñÿ ìåæäó ñîáîé.
Ñóùåñòâóþùèå ñõåìû ïîñòðîåíû íà ñåëåêòèâíîì ðàñòâîðåíèè öâåòíûõ ìåòàëëîâ, ñîäåðæàùèõñÿ â øëàìàõ. Áëàãîðîäíûå ìåòàëëû ïðè ýòîì îñòàþòñÿ â íåðàñòâîðåííîì îñàäêå, êîòîðûé íàïðàâëÿþò íà àôôèíàæíîå ïðîèçâîäñòâî. Ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé ñóëüôàòû öâåòíûõ ìåòàëëîâ, èäåò â îñíîâíîå ïðîèçâîäñòâî. Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ äëÿ óëó÷øåíèÿ ðàñòâîðåíèÿ öâåòíûõ ìåòàëëîâ øëàìû ïðîõîäÿò ïðåäâàðèòåëüíóþ ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêóþ ïîäãîòîâêó (îáæèã, ñïåêàíèå, âîññòàíîâèòåëüíóþ ïëàâêó è ò.ä.).
Ïåðåðàáîòêà øëàìîâ ìåòîäîì ñóëüôàòèçàöèè. Ìåòîä îñíîâàí íà òîì, ÷òî ñóëüôèäû, îêñèäû è äðóãèå ñîåäèíåíèÿ öâåòíûõ ìåòàëëîâ ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé êèñëîòîé ïðè òåìïåðàòóðå âûøå 150 °Ñ îáðàçóþò ñóëüôàòû, êîòîðûå ïðè ïîñëåäóþùåì âûùåëà÷èâàíèè ïåðåõîäÿò â ðàñòâîð:
MeS+4H2SO4=MeSO4+4H2O+4SO2;
MeO+H2SO4=MeSO4+H2O;
Me+2H2SO4=MeSO4+2H2O+SO2;
Me2S+6H2SO4=2MeSO4+6H2O+5SO2.
Áëàãîðîäíûå ìåòàëëû äîëæíû êîíöåíòðèðîâàòüñÿ â íåðàñòâîðèìîì îñòàòêå. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ñóëüôàòèçàöèè øëàìà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2.
Âëàæíûé øëàì
H2SO4
Ðåïóëüïàöèÿ
Ñóëüôàòèçàöèÿ
Âûùåëà÷èâàíèå
Ôèëüòðàöèÿ
Ðàñòâîð Êîíöåíòðàò
â ýëåêòðîëèç
íèêåëÿ Ùåëî÷íàÿ
ðàçâàðêà
Ôèëüòðàöèÿ
Êîíöåíòðàò Ðàñòâîð
ïëàòèíîâûõ íà ñáðîñ
ìåòàëëîâ
Ðèñ. 2. Ñóëüôàòèçàöèîííîå îáîãàùåíèå øëàìîâ.
Ñîãëàñíî
ñõåìå, øëàì
ðåïóëüïèðóåòñÿ
â ñåðíîé
êèñëîòå ïðè 60-90
°Ñ â òå÷åíèå 4-6
÷. Ïðè ýòîì â
ðàñòâîð
ïåðåõîäèò äî 30
% íèêåëÿ è
ìåäè.
Áëàãîðîäíûå
ìåòàëëû
ïîëíîñòüþ
îñòàþòñÿ â
òâåðäîì
îñòàòêå,
êîòîðûé
ïîäâåðãàþò
ñóëüôàòèçàöèè
â òå÷åíèå 10-12 ÷
ïðè 250-300 °Ñ.
Ñóëüôàòû
öâåòíûõ
ìåòàëëîâ è
æåëåçà
âûùåëà÷èâàþòñÿ
âîäîé, à
òâåðäûé
îñòàòîê äëÿ
óäàëåíèÿ
êðåìíåêèñëîòû
îáðàáàòûâàþò
â òå÷åíèå 4 ÷ 4
Ì ðàñòâîðîì
ùåëî÷è ïðè 80-90
°Ñ. Òâåðäûé
îñòàòîê,
ñîäåðæàùèé
äî 30 % ïàëëàäèÿ
è ïëàòèíû,
íàïðàâëÿþò
íà àôôèíàæ.
Ùåëî÷íûé
ðàñòâîð
ïîñëå
íåéòðàëèçàöèè
ñáðàñûâàþò.
Ýòà ñõåìà èìååò ñóùåñòâåííûé íåäîñòàòîê - ïðè òåìïåðàòóðå ñóëüôàòèçàöèè âûøå 200 °Ñ èðèäèé, ðîäèé è ðóòåíèé áîëåå, ÷åì íà 95 % ïåðåõîäÿò â ðàñòâîð.
Ïîýòîìó ïðåäëîæåí ñïîñîá äâîéíîé ñóëüôàòèçàöèè (ðèñ. 3). Ìåäíûé è íèêåëåâûé øëàìû â ïðèíÿòûõ ïðîïîðöèÿõ ïîñòóïàþò íà ïåðâóþ ñòàäèþ ñóëüôàòèçàöèè, ïðîâîäèìóþ ïðè 180-190 °Ñ. Íèêåëü, ìåäü, æåëåçî áîëåå, ÷åì íà 99 % ïåðåõîäÿò â ðàñòâîð. Ïëàòèíîâûå ìåòàëëû ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ îñòàþòñÿ â íåðàñòâîðèìîì îñòàòêå. Êîíöåíòðàöèÿ ïëàòèíû â ðàñòâîðå íå ïðåâûøàåò 0.01 ìã/ë.
Íèêåëåâûé øëàì Ìåäíûé øëàì
H2SO4
Ïàðû, ãàç
| |||
 | |||
1àÿ ñóëüôàòèçàöèÿ
180 °Ñ, Ò:Æ=1.5, t=8-9 ÷
H2O
Âûùåëà÷èâàíèå
[H2SO4]=250 ã/ë, 80-90 °Ñ, t=3 ÷
 |
Ôèëüòðàöèÿ
 |
Ðàñòâîð Êåê I
H2SO4
 |
Ïàðû, ãàç
 îñíîâíîå
ïðîèçâîäñòâî 2àÿ ñóëüôàòèçàöèÿ
t=300 °Ñ, Ò:Æ=1:4, t=10 ÷
H2O FeSO4
 |  |
Âûùåëà÷èâàíèå
 |
Ôèëüòðàöèÿ
 |
Ðàñòâîð Êåê II
NaCl Ïàðû,
ãàç
 | |||
 | |||
Îñàæäåíèå AgCl Ñóøêà, ïðîêàëèâàíèå
 |
Ôèëüòðàöèÿ Ùåëî÷íàÿ ðàçâàðêà Ïðîèçâîäñòâî
t=90 °Ñ, t=1 ÷ Se
AgCl Ò:Æ=1:5, 400 ã/ë NaOH
Ðàñòâîð Ñåðà
Ðàçáàâëåíèå âîäîé
Îñàæäåíèå ñïóòíèêîâ Pt äî 150 ã/ë NaOH
Ôèëüòðàöèÿ Ôèëüòðàöèÿ, ïðîìûâêà
Îñàäîê
Ôèëüòðàò Íåðàñòâîðèìûé îñòàòîê Ðàñòâîð
Ñóøêà,
íà
Ïðîèçâîäñòâî Te ïðîêàëèâàíèå Ñóøêà, ïðîêàëèâàíèÿ, ñáðîñ
èçìåëü÷åíèå, óïàêîâêà
Êîíöåíòðàò ÏÊ-2
Êîíöåíòðàò ÏÊ-1 Pt, Pd, Au
Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ïåðåðàáîòêè ìåäíûõ è íèêåëåâûõ øëàìîâ ìåòîäîì äâîéíîé ñóëüôàòèçàöèè.
Íåðàñòâîðèìûé
îñòàòîê
áîëåå, ÷åì â 8
ðàç
îáîãàùàåòñÿ
ïëàòèíîâûìè
ìåòàëëàìè,
òåì íå ìåíåå,
ñîäåðæàíèå
áëàãîðîäíûõ
ìåòàëëîâ â
íåì
íåäîñòàòî÷íî
äëÿ
ïðîâåäåíèÿ
àôôèíàæíûõ
îïåðàöèé.
Ïîýòîìó åãî
ïîäâåðãàþò
âòîðîé
ñóëüôàòèçàöèè
ïðè 270-300 °Ñ, Ò:Æ=1:5,
ïðè
ìåõàíè÷åñêîì
ïåðåìåøèâàíèè
â òå÷åíèè 10-12 ÷.
Ïðîñóëüôàòèçèðîâàííûé
ìàòåðèàë
âûùåëà÷èâàåòñÿ
âîäîé ïðè 80-90 °Ñ.
Ïðè ýòîì
äîñòèãàåòñÿ
äîïîëíèòåëüíîå
îáîãàùåíèå
íåðàñòâîðèìîãî
îñòàòêà
ïëàòèíîâûìè
ìåòàëëàìè
ïðèìåðíî â 2-3
ðàçà.
Îñòàòîê ïîñëå âòîðîé ñóëüôàòèçàöèè è âûùåëà÷èâàíèÿ ïîäâåðãàþò îáåñêðåìíèâàíèþ ðàçâàðêîé â 5 Ì ðàñòâîðå ùåëî÷è ïðè 100 °Ñ. Ïîòåðè áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ ñî ùåëî÷íûì ðàñòâîðîì íå ïðåâûøàþò 0.2 %. Ýòîò ðàñòâîð ïîñëå íåéòðàëèçàöèè ñáðàñûâàþò. Ïîëó÷åííûé êîíöåíòðàò ñîäåðæèò 40-45 % ïëàòèíîèäîâ è èäåò íà àôôèíàæ.
Ñõåìà äâîéíîé ñóëüôàòèçàöèè îáåñïå÷èâàåò äîñòàòî÷íî âûñîêîå èçâëå÷åíèå âñåõ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ â ïðîäóêòû, ïðèãîäíûå äëÿ àôôèíàæíûõ îïåðàöèé. Íåäîñòàòêàìè åå ÿâëÿþòñÿ íåâûñîêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñóëüôàòèçàöèîííîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Ïåðåðàáîòêà øëàìîâ ñóëüôàòèçèðóþùèì îáæèãîì è ýëåêòðîëèòè÷åñêèì ðàñòâîðåíèåì âòîðè÷íûõ àíîäîâ. Íà íåêîòîðûõ ïðåäïðèÿòèÿõ îáîãàùåíèå øëàìîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêèõ îïåðàöèé. Îäíà èç ñõåì ýòîãî ïðîöåññà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 4.
Øëàì íèêåëåâîãî ýëåêòðîëèçà ñìåøèâàþò ñî øëàìîì ìåäíîãî ýëåêòðîëèçà, èç êîòîðîãî ïðåäâàðèòåëüíî óäàëåí ñåëåí, è ýòó ñìåñü ïîäâåðãàþò îêèñëèòåëüíî-ñóëüôàòèçèðóþùåìó îáæèãó â ïå÷è ñ ìåõàíè÷åñêèì ïåðåìåøèâàíèåì. Îáæèã ïðîòåêàåò â òå÷åíèè 10-14 ÷ ïðè 550-600 °Ñ. Ïðè ýòîì ñóëüôèäû ìåäè, íèêåëÿ è æåëåçà ïåðåõîäÿò â ñóëüôàòû. Ïëàòèíà íàõîäèòñÿ â îãàðêå â âèäå ñâîáîäíûõ ìåòàëëîâ.
Îãàðîê ïîñëå îáæèãà âûùåëà÷èâàþò 0.5-1.0 Ì H2SO4 ïðè 80-90 °Ñ è ìåõàíè÷åñêîì ïåðåìåøèâàíèè. Ñóëüôàòû íèêåëÿ, ìåäè, æåëåçà ïåðåõîäÿò â ðàñòâîð. Îñòàòîê îáîãàùàåòñÿ â 2.5-3.5 ðàçà. Ïëàòèíà â ðàñòâîðàõ ïîñëå âûùåëà÷èâàíèÿ ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò.
Âûùåëî÷íûé îãàðîê ïîñëå ñóøêè íàïðàâëÿþò íà âîññòàíîâèòåëüíóþ ïëàâêó è îòëèâêó àíîäîâ. Ïëàâêó âåäóò â ýëåêòðîïå÷è ïðè 1700 °Ñ. Ïîëó÷åííûå øëàêè ïåðåðàáàòûâàþò â îáåäíèòåëüíûõ ýëåêòðîïå÷àõ, à îáåäíåííûå øëàêè ïåðåäàþò â ìåäíîå èëè íèêåëåâîå ïðîèçâîäñòâî. Àíîäû, îáîãàùåííûå ïëàòèíîâûìè ìåòàëëàìè, ïîäâåðãàþò ýëåêòðîëèòè÷åñêîìó ðàñòâîðåíèþ â ñåðíîêèñëîì ýëåêòðîëèòå. Ïðîäóêòàìè ýëåêòðîëèçà ÿâëÿþòñÿ: àíîäíûé øëàì, êàòîäíàÿ ìåäíàÿ ãóáêà è íèêåëåâûé ðàñòâîð.
Äëÿ îòäåëåíèÿ âòîðè÷íûõ øëàìîâ îò ìåäíîé ãóáêè àíîäû ïîìåùàþò â äèàôðàãìû èç ôèëüòðîâàííîé òêàíè. Àíîäíûé øëàì ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áîãàòûé ïëàòèíîâûé êîíöåíòðàò. Êàòîäíóþ ìåäíóþ ãóáêó ðàñòâîðÿþò â ñåðíîé êèñëîòå, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ìåäü ïåðåõîäèò â ðàñòâîð, à îñòàòîê ÿâëÿåòñÿ äðóãèì êîíöåíòðàòîì ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ.
Òàêèì îáðàçîì, òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà îáîãàùåíèÿ øëàìîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì îêèñëèòåëüíî-ñóëüôàòèçèðóþùåãî îáæèãà è ýëåêòðîëèòè÷åñêîãî ðàñòâîðåíèÿ âòîðè÷íûõ àíîäîâ ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü ñåëåêòèâíûå êîíöåíòðàòû, ÷òî çíà÷èòåëüíî îáëåã÷àåò ïðîöåññ àôôèíàæà.
Íèêåëåâûé è ìåäíûé øëàìû ïîñëå èçâëå÷åíèÿ ñåëåíà
 | |||
| |||
Îêèñëèòåëüíî-ñóëüôàòèçèðóþùèé îáæèã
 |
Îãàðîê Ãàçû
 |  |
Ðàñòâîðåíèå Ìîêðàÿ ãàçîî÷èñòêà
 |  |
Îñàäîê Ðàñòâîð Ðàñòâîð Êåêè
 |  |  |  | ||||
Ñóøêà
Na2CO3
Âàííû îáåçìåæèâàíèÿ
Ýëåêòðîïëàâêà Íåéòðàëèçàöèÿ
Ìåäü â ìåäíîå
Øëàê Àíîäû ïðîèçâîäñòâî Ðàñòâîð
â ïåðåðàáîòêó íà ñáðîñ
Ðàñòâîð NiSO4
 íèêåëåâîå ïðîèçâîäñòâî
Ýëåêòðîëèòè÷åñêîå ðàñòâîðåíèå
|
Øëàì H2SO4 Ìåäíàÿ ãóáêà Ni ïîðîøîê Ðàñòâîð
 |  |  | |||||||
 |  | ||||||||
Ïðîìûâêà Âûùåëà÷èâàíèå Öåìåíòàöèÿ
 | |||
Ñóøêà Ðàñòâîð Öåìåíòàò
 | |||||
 | |||||
 | |||||
1é êîíöåíòðàò H2SO4 Ýêñòðàêöèÿ
Âûùåëà÷èâàíèå Îðãàíè÷åñêàÿ
ôàçà
Îñòàòîê
Îòãîíêà
Ïðîìûâêà
Ïðîêàëèâàíèå
Ñóøêà Ðàñòâîð â âàííû
îáåçìåæèâàíèÿ 3é êîíöåíòðàò
2é êîíöåíòðàò
Ðèñ. 4. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà îáîãàùåíèÿ øëàìîâ.
Àôôèíàæ.
Êîíöåíòðàòû ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ, ïîëó÷åííûå íåïîñðåäñòâåííî èç êîðåííûõ ðóä èëè ïîñëå ïåðåðàáîòêè àíîäíûõ øëàìîâ, è øëèõîâóþ ïëàòèíó èç ðîññûïíûõ ðóä ïåðåäàþò íà àôôèíàæíûå çàâîäû äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëàòèíîèäîâ. Òåõíîëîãè÷åñêèå ñõåìû àôôèíàæà ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ íàñ÷èòûâàþò äåñÿòêè âçàèìîñâÿçàííûõ îïåðàöèé ñ ìíîãî÷èñëåííûìè îáîðîòàìè ðàñòâîðîâ è ïîëóïðîäóêòîâ, ñ ïîñòåïåííûì âûäåëåíèåì òåõ ñîåäèíåíèé, èç êîòîðûõ íåïîñðåäñòâåííî ìîæíî ïîëó÷èòü î÷èùåííûå ïëàòèíîâûå ìåòàëëû.
Ñûðüå äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ.
Ñûðüåì äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ ñëóæàò: øëèõîâàÿ ïëàòèíà, èçâëåêàìàÿ ïðè ðàçðàáîòêå è îáîãàùåíèè ðîññûïåé, êîíöåíòðàòû, âûäåëÿåìûå â ðåçóëüòàòå îáîãàùåíèÿ è ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêîé îáðàáîòêè àíîäíûõ øëàìîâ ýëåêòðîëèçà íèêåëÿ è ìåäè, ëîì âòîðè÷íûõ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ è äðóãèå îòõîäû.
Øëèõîâàÿ ïëàòèíà - ýòî ñìåñü çåðåí ñàìîðîäíîé ïëàòèíû, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé ñïëàâ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ ñ æåëåçîì, ìåäüþ, íèêåëåì è äðóãèìè ýëåìåíòàìè. Äëÿ øëèõîâîé ïëàòèíû õàðàêòåðåí ñëåäóþùèé ñîñòàâ, %: äî 85-90 Pt; 1-3 Ir; <1 Rh è Ru; äî 15 Fe.
Îáîãàùåííûå àíîäíûå øëàìû ñîäåðæàò, %:
Pt. . . . . 15-20 Te. . . 1.5-2.5
Pd. . . . . 35-45 Ni. . . 0.6-2.5 Au. . . . 1.5-2.0
Rh. . . . 0.4-0.6 Cu. . . 0.7-2.5 Ag. . . . . . 8-10
Ir. . . 0.04-0.08 Fe. . . 1.5-4.0 Se. . . . 1.0-1.67
Ru. . 0.08-0.15 S. . . . 2.0-5.0
Ïåðåðàáîòêà øëèõîâîé ïëàòèíû.
Øëèõîâóþ ïëàòèíó âñëåäñòâèå âûñîêîãî ñîäåðæàíèÿ â íåé ïëàòèíû è îòíîñèòåëüíî ìàëîãî êîëè÷åñòâà çàãðÿçíÿþùèõ ýëåìåíòîâ - ñåðû è öâåòíûõ ìåòàëëîâ - ïåðåðàáàòûâàþò ïî îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé ñõåìå. Ãëàâíåéøèìè îïåðàöèÿìè ÿâëÿþòñÿ ðàñòâîðåíèå, äîâîäêà ðàñòâîðîâ è èçáèðàòåëüíîå îñàæäåíèå îòäåëüíûõ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ.
Ïåðâûé ýòàï ïåðåðàáîòêè øëèõîâîé ïëàòèíû - åå ðàñòâîðåíèå â öàðñêîé âîäêå, êîòîðóþ ãîòîâÿò ñìåøåíèåì ñîëÿíîé êèñëîòû (ïëîòíîñòü 1.12) è àçîòíîé (ïëîòíîñòü 1.58) â îáúåìíîì îòíîøåíèè 3 : 1. Âñëåäñòâèå âûñîêîé ïëîòíîñòè øëèõîâîé ïëàòèíû è áûñòðîãî îñåäàíèÿ åå íà äíî ðåàêòîðà ðàñòâîðåíèå îñóùåñòâëÿþò â ÷àíå ñ íàáîðîì òàðåëîê èëè ïðè èíòåíñèâíîì ïåðåìåøèâàíèè ñ ïîìîùüþ ìåõàíè÷åñêèõ ìåøàëîê.
Âíà÷àëå øëèõè ðàñòâîðÿþò áåç ïîäîãðåâà, òàê êàê â ïåðâîå âðåìÿ ðåàêöèÿ ðàñòâîðåíèÿ ïðîòåêàåò âåñüìà ýíåðãè÷íî, à çàòåì (÷åðåç 4-5 ÷) ïîäîãðåâàþò äî 110-120 °Ñ, ÷òî óñêîðÿåò ïðîöåññ ðàñòâîðåíèÿ, êîòîðûé çàêàí÷èâàåòñÿ ïðèìåðíî ÷åðåç ñóòêè. Ðàñòâîðåíèå ïëàòèíû èäåò ïî ðåàêöèè (4):
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O. (4)
 ðàñòâîð ïåðåõîäèò ñâûøå 99 % ïëàòèíû. Êîëè÷åñòâî íåðàñòâîðèìîãî îñòàòêà îáû÷íî íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 4-6 % ïîñòóïàþùåé íà ðàñòâîðåíèå ìàññû øëèõîâîé ïëàòèíû.  ýòîì îñòàòêå ñîäåðæèòñÿ äî 10 % ïëàòèíû.
Äëÿ
ïîñëåäóþùåãî
èçáèðàòåëüíîãî
îñàæäåíèÿ
ïëàòèíû â
âèäå
íåðàñòâîðèìîãî
õëîðîïëàòèíàòà
àììîíèÿ (NH4)2
[PtCl6]
íåîáõîäèìî
ïðåäâàðèòåëüíî
ïåðåâåñòè
èðèäèé (IV) è
ïàëëàäèé (IV)
ñîîòâåòñòâåííî
â èðèäèé (III) è
ïàëëàäèé (III),
èíà÷å ïðè
îñàæäåíèè
ïëàòèíû
õëîðèñòûì
àììîíèåì
èðèäèé (IV) è
ïàëëàäèé (IV)
òàêæå
âûïàäóò â
îñàäîê â
âèäå
òðóäíîðàñòâîðèìûõ
ñîåäèíåíèé (NH
4)2[PdCl6] è (NH4)2
[IrCl6],
çàãðÿçíÿþùèõ
ïëàòèíîâûé
îñàäîê.
Ðàñòâîð îáðàáàòûâàþò ïîñëåäîâàòåëüíî 5-, 12.5- è 25 %-íûì ðàñòâîðîì õëîðèñòîãî àììîíèÿ. Ïðè ýòîì ïëàòèíà âûïàäàåò â îñàäîê â âèäå õëîðîïëàòèíàòà:
H2[PtCl6]+2NH4Cl=(NH4)2
[PtCl6]+2HCl (5)
Ïîëó÷åííûé õëîðîïëàòèíàò îòôèëüòðîâûâàþò è ïðîìûâàþò íà ôèëüòðå 5 %-íûì ðàñòâîðîì õëîðèñòîãî àììîíèÿ. Îñàäîê õëîðîïëàòèíàòà ïðîêàëèâàþò â ìóôåëüíûõ ýëåêòðîïå÷àõ â òå÷åíèè 10-12 ÷ ñ ïîñòåïåííûì ïîâûøåíèåì òåìïåðàòóðû äî 1000 °Ñ. Ïðè ýòîì îáðàçóåòñÿ ãóá÷àòàÿ ïëàòèíà, ñîäåðæàùàÿ ïðèìåñè äðóãèõ ìåòàëëîâ. Ïîýòîìó åå èçìåëü÷àþò, ïîâòîðíî ðàñòâîðÿþò â öàðñêîé âîäêå è ïåðåîñàæäàþò â âèäå õëîðîïëàòèíàòà àììîíèÿ.
Î÷èùåííàÿ ïëàòèíîâàÿ ãóáêà èìååò ñâåòëî-ñåðûé öâåò ñ ìåòàëëè÷åñêèì áëåñêîì: ïðè óäàðå îíà äîëæíà ìûòüñÿ, íå ðàññûïàÿñü â ïîðîøîê. Ïëàòèíà ïîñòàâëÿåòñÿ ïîòðåáèòåëþ â ñëèòêàõ.
Ïåðåðàáîòêà âòîðè÷íîãî ïëàòèíóñîäåðæàùåãî ñûðüÿ.
Êàê ïðàâèëî, âñå ðàçíîâèäíîñòè ïëàòèíóñîäåðæàùåãî ñûðüÿ ïåðåðàáàòûâàþò íà àôôèíàæíûõ è ìåòàëëóðãè÷åñêèõ ïðåäïðèÿòèÿõ. Ñûðüåì äëÿ àôôèíàæíûõ çàâîäîâ ñëóæàò ëîì èçäåëèé èç ïëàòèíû è ñïëàâîâ áëàãîðîäíûõ è öâåòíûõ ìåòàëëîâ; ïëàòèíîâûå êîíöåíòðàòû (íå ìåíåå 10 % Pt), ïîëó÷àåìûå íà çàâîäàõ âòîðè÷íûõ áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ ïðè ïåðåðàáîòêå áåäíîãî ñûðüÿ è ò. ï.
Íà ìåòàëëóðãè÷åñêèå çàâîäû íàïðàâëÿþò ñûðüå, ñðàâíèòåëüíî áåäíîå ïî ñîäåðæàíèþ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ, íàïðèìåð, îòðàáîòàííûå êàòàëèçàòîðû íåêîòîðûõ òèïîâ, ñîäåðæàùèå 0.05-0.5 % Pt.
Ïåðåðàáîòêó îòðàáîòàííûõ êàòàëèçàòîðîâ íà îñíîâå îêñèäà àëþìèíèÿ óñëîâíî îñóùåñòâëÿþò äâóìÿ ìåòîäàìè îáåñïå÷èâàþùèìè: 1) âûäåëåíèå îñíîâû (Al2O3) ñ ïîëó÷åíèåì êîíöåíòðàòà áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ; 2) èçâëå÷åíèå áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ, íå çàòðàãèâàÿ ïðè ýòîì îñíîâû.
Ê ìåòîäàì
ïåðâîé
ãðóïïû
îòíîñÿòñÿ
ðàçëè÷íûå
âàðèàíòû
ñóëüôàòèçàöèè.
Òàê
íàçûâàåìàÿ
“ñóõàÿ”
ñóëüôàòèçàöèÿ
îñóùåñòâëÿåòñÿ
ñìà÷èâàíèåì
ìàòåðèàëà
êîíöåíòðèðîâàííîé
ñåðíîé
êèñëîòû,
âçÿòîé â
òðåõêðàòíîì
èçáûòêå ïî
îòíîøåíèþ ê
òâåðäîìó, è
ïðîêàëèâàíèåì
ïðè 300 °Ñ.
Ïðîöåññ
îñóùåñòâëÿþò
â ïîäîâûõ
ïå÷àõ ñ
ìåõàíè÷åñêèì
ïåðåãðåáàíèåì
èëè âî
âðàùàþùèõñÿ
òðóá÷àòûõ
ïå÷àõ.
Îõëàæäåííûé
ñïåê
âûùåëà÷èâàþò
âîäîé. Âûõîä
íåðàñòâîðèìîãî
îñòàòêà
ñîñòàâëÿåò 12-13
% ìàññû
èñõîäíîãî
ìàòåðèàëà.
Ïðè
ïåðåðàáîòêå
êàòàëèçàòîðà
ÀÏ-56
ñîäåðæàíèå
ïëàòèíû â
êåêå
âûùåëà÷èâàíèÿ
ïîâûøàåòñÿ
äî 4.6-4.8 %. Åñëè
ðàñòâîðåíèå
ñïåêà âåñòè
â 10 %-íîì
ðàñòâîðå H2SO4
, òî
ñîäåðæàíèå
ïëàòèíû â
ïîëó÷åííîì
êîíöåíòðàòå
äîñòèãàåò 7.5-8.5 %.
 öåëÿõ
ïîâûøåíèÿ
êà÷åñòâà
êîíöåíòðàòîâ
ïðåäëîæåíà
êîìáèíèðîâàííàÿ
òåõíîëîãè÷åñêàÿ
ñõåìà,
âêëþ÷àþùàÿ
ïðåäâàðèòåëüíîå
ñåðíîêèñëîòíîå
âûùåëà÷èâàíèå
îêñèäà
àëþìèíèÿ â 10-20
%-íîì
ðàñòâîðå H2SO4,
îáæèã êåêà
ïðè 550-600 °Ñ è
ïîâòîðíîå
âûùåëà÷èâàíèå
îãàðêà â
ñåðíîêèñëîì
ðàñòâîðå.
Òåõíîëîãèÿ
îáåñïå÷èâàåò
ïîëó÷åíèå
êîíöåíòðàòà,
ñîäåðæàùåãî
äî 20-22 % ïëàòèíû.
Â
ñîîòâåòñòâèè
ñ äðóãèì
âàðèàíòîì
ýòîé
òåõíîëîãèè
íåðàñòâîðèìûé
îñòàòîê
ïåðâîãî
âûùåëà÷èâàíèÿ
ñìåøèâàþò ñ
óãëåì è
íàãðåâàþò â
àòìîñôåðå,
íå
ñîäåðæàùåé
îêèñëèòåëÿ,
äî 750-800 °Ñ.
Ïîëó÷åííûé îãàðîê ïîäâåðãàþò âòîðîìó ñåðíîêèñëîòíîìó âûùåëà÷èâàíèþ ñ ïîëó÷åíèåì 25-30 % ïëàòèíîâîãî êîíöåíòðàòà.
Ïðè
ðåàëèçàöèè
ìåòîäà
ñóëüôàòèçàöèè
íàáëþäàåòñÿ
÷àñòè÷íûé
ïåðåõîä
ïëàòèíû â
ðàñòâîð. Ýòî
îáóñëîâëåíî
ïðèñóòñâèåì
ñ èñõîäíîì
êàòàëèçàòîðå
ñîðáèðîâàííîãî
ìîëåêóëÿðíîãî
õëîðà,
âñëåäñòâèå
÷åãî ïðè
ñóëüôàòèçàöèè
ñîçäàþòñÿ
óñëîâèÿ äëÿ
îáðàçîâàíèÿ
õëîðèäíûõ
êîìïëåêñîâ
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ.
Èç-çà
íàëè÷èÿ íà
ïîâåðõíîñòè
íîñèòåëÿ
àäñîðáèðîâàííûõ
ìèíåðàëüíûõ
ñîëåé,
íàïðèìåð,
ãàëîãåíèäîâ,
âîçìîæíî
òàêæå
ðàñòâîðåíèå
ïëàòèíû ñ
ó÷àñòèåì â
êà÷åñòâå
îêèñëèòåëÿ
êèñëîðîäà
âîçäóõà.
Îñîáî
ñëåäóåò
îòìåòèòü,
÷òî “ñóõàÿ”
ñóëüôàòèçàöèÿ,
ïðîâîäèìàÿ â
óñëîâèÿõ
âûñîêèõ
òåìïåðàòóð (300
°Ñ), êàê
ïðàâèëî,
ïðèâîäèò ê
àêòèâíîé
èîíèçàöèè
âîäíîðàñòâîðèìûõ
ñîåäèíåíèé
ìåòàëëà.
Èç âñåõ ðàññìîòðåííûõ âàðèàíòîâ òåõíîëîãèè ñåðíîêèñëîòíîãî îáîãàùåíèÿ òîëüêî ïîñëåäíèé îáåñïå÷èâàåò íåâûñîêèé ïåðåõîä ïëàòèíû â ðàñòâîð, ÷òî îáóñëîâëåíî ïðîâåäåíèåì îáæèãà â âîññòàíîâèòåëüíîé àòìîñôåðå.
Ê ïåðâîé ãðóïïå îòíîñÿòñÿ òàêæå ùåëî÷íûå ìåòîäû, îñíîâàííûå íà ñïîñîáíîñòè îêñèäà àëþìèíèÿ âçàèìîäåéñòâîâàòü ñî ùåëî÷àìè ñ îáðàçîâàíèåì âîäíîðàñòâîðèìûõ àëþìèíàòîâ íàòðèÿ. Òàê, ñïëàâëåíèåì îòðàáîòàííûõ êàòàëèçàòîðîâ ñ NaOH è ïîñëåäóþùèì âûùåëà÷èâàíèåì ñïëàâà â âîäå ìîæíî ïîëó÷èòü êîíöåíòðàò, ñîäåðæàùèé 18-22 % Pt.
Ñïåêàíèå îòðàáîòàííûõ êàòàëèçàòîðîâ ñ êàëüöèðîâàííîé ñîäîé ïðè 1200-1250 °Ñ, îõëàæäåíèå è ïîñëåäóþùåå âûùåëà÷èâàíèå â ðàñòâîðå åäêîãî íàòðà ïðè 90-95 °Ñ ïîçâîëÿþò ïîëó÷àòü êîíöåíòðàòû, ñîäåðæàùèå îò 14 äî 34 % Pt.
Èçâåñòåí ñïîñîá âûùåëà÷èâàíèÿ îêñèäà àëþìèíèÿ â àâòîêëàâå ðàñòâîðîì NaOH ïðè 160-175 °Ñ è äàâëåíèè 0.6-0.7 ÌÏà ñ ïîëó÷åíèåì êîíöåíòðàòà, ñîäåðæàùåãî 8-9 % Pt.
Ìåòîäàìè âòîðîé ãðóïïû èñïîëüçóþòñÿ, â îñíîâíîì, ïðèåìû õëîðíîé ìåòàëëóðãèè, â ÷àñòíîñòè, ïåðåâîä ïëàòèíû â ðàñòâîð â âèäå õëîðèäíîãî êîìïëåêñà. Îêñèä àëþìèíèÿ ïðè ýòîì îñòàåòñÿ èíäèôåððåíòíûì ê âîçäåéñòâèþ õëîð-àãåíòîâ. Èç ðàñòâîðà ïëàòèíîèäû îñàæäàþò öåìåíòàöèåé àëþìèíèåì, öèíêîì èëè ìàãíèåì.
Èç îòðàáîòàííûõ êàòàëèçàòîðîâ ïëàòèíà ìîæåò áûòü èçâëå÷åíà ïëàâêîé íà ìåäíûé ñïëàâ. Äëÿ îøëàêîâûâàíèÿ òóãîïëàâêîãî îêñèäà àëþìèíèÿ â øèõòó ââîäÿò èçâåñòü è ïëàâèêîâûé øïàò CaF2, äëÿ îáðàçîâàíèÿ êîëëåêòèðóþùåé ôàçû - ïîðîøêîâóþ ìåäü. Ïëàâêó âåäóò ïðè 1500-1550 °Ñ. Ìåäíûé ñïëàâ, â êîòîðîì êîíöåíòðèðóþòñÿ ïëàòèíîâûå ìåòàëëû, íàïðàâëÿþò íà àôôèíàæ. Øëàêè ñ íåâûñîêèì ñîäåðæàíèåì áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ âîçâðàùàþò â ðóäíûé ïåðåäåë.
Приложение №1.
ПЛАТИНА В СЛИТКАХ.
Межгосударственный стандарт.
( ГОСТ 12341-81 )
ОКП 17 5120
Дата введения 01.01.83
Настоящий стандарт распространяется на аффинированную платину в слитках,
предназначенную для изготовления сплавов, химикатов и других целей, и
устанавливает требования к аффинированной платине, изготовленной для нужд
народного хозяйства и экспорта.
(Измененная редакция, Изм. №2).
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Платина в слитках изготовляется в соответствии с требованиями настоящего
стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном
порядке.
Платину в слитках изготовляют марок ПлА-0, ПлА-1 и ПлА-2.
Коды ОКП для платины в слитках марок:
ПлА-0 17 5121 4000 01;
ПлА-1 17 5121 5000 03;
ПлА-2 17 5121 6000 04.
1.2. Химический состав платины в слитках должен соответствовать
нормам, указанным в таблице.
| Ýëåìåíò | Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, % | ||
| Ìàðêà ÏëÀ-0 | Ìàðêà ÏëÀ-1 | Ìàðêà ÏëÀ-2 | |
| Ïëàòèíà, íå ìåíåå | 99.98 | 99.95 | 99.90 |
| Ïðèìåñè, íå áîëåå: | |||
| Ïàëëàäèé, èðèäèé, ðîäèé, | |||
| рутений (сумма): | 0.015 | 0.025 | 0.050 |
| Золото | 0.002 | 0.005 | 0.005 |
| Свинец | 0.002 | 0.005 | 0.005 |
| Железо | 0.003 | 0.010 | 0.010 |
| Кремний | 0.002 | 0.005 | 0.005 |
| Олово | 0.001 | 0.001 | 0.005 |
| Алюминий | 0.002 | 0.005 | 0.005 |
| Сурьма | 0.001 | 0.001 | 0.005 |
| Серебро | 0.005 | 0.020 | — |
| Магний | 0.002 | 0.005 | — |
| Цинк | 0.002 | 0.003 | — |
| Медь | 0.002 | 0.005 | — |
| Никель | 0.001 | 0.003 | — |
Примечания:
1. Массовая доля серебра, магния, цинка, меди, никеля в марке ПлА-2 не
нормируется, но определяется изготовителем для накопления статистических
данных.
2. По согласованию изготовителя с потребителем допускается расширение
чисел определяемых элементов, не указанных в таблице, и установление их норм,
определяемых по методике предприятия-изготовителя.
1.3. Платину изготовляют в виде прямоугольных слитков длиной (100±3) мм,
шириной (65±2) мм.
Масса слитка должна быть не более 5.5 кг.
Допускается по согласованию изготовителя с потребителем изготовление платины
других размеров и массы.
1.1-1.3 (Измененная редакция, Изм. №2).
1.4. Поверхность слитков должна быть чистой и обработанной резанием или
шлифовкой.
Посторонние включения не допускаются.
Допускается зачистка отдельных поверхностных повреждений. Глубина зачищенных
мест на поверхности слитков не должна превышать 1 мм.
2. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
2.1. Платину в слитках предъявляют к приемке партиями. Партия должна состоять
из металла одной плавки одной марки и офомлена документом о качестве и
спецификацией.
(Измененная редакция, Изм. №2).
2.1.1. Документ о качестве должен содержать:
товарный знак или товарный знак и наименование предприятия-изготовителя;
наименование металла и его марку;
номер партии;
массовую долю платины, %;
массовую долю каждой определяемой примеси, %;
номер спецификации;
год выпуска;
печать (штамп) отдела технического контроля;
обозначение настоящего стандарта.
Масса партии должна быть не более 350 кг.
2.1.2. Спецификация должна содержать:
товарный знак или товарный знак и наименование предприятия-изготовителя;
наименование металла и его марку;
номер спецификации;
номер партии;
год выпуска;
номера мест;
номера слитков;
массу каждого слитка, г;
массовую долю платины в каждом слитке, %;
массовую долю каждой определяемой примеси в каждом слитке, %;
общую массу партии, г;
обозначение настоящего стандарта.
2.1.1; 2.1.2. (Измененная редакция, Изм. №1, 2).
2.2. Контролю качества поверхности и размеров подвергают каждый слиток партии.
2.3. Для проверки химического состава платины отбирают пробу от каждого
слитка партии.
2.4. При получении неудовлетворительных результатов анализа химического
состава хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания
на удвоенном количестве проб, взятых от той же партии.
Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.
3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Контроль качества поверхности платины в слитках проводят без применения
увеличительных приборов.
3.2. Контроль размеров слитков проводят измерительным инструментом,
обеспечивающим необходимую точность.
3.3. Для проверки химического состава платины от каждого слитка партии
отбирают пробу в виде стружки размером не более 1 мм.
Масса готовой пробы от партии должна быть не менее 90 г.
Допускается отбор пробы из расплава с получением таблеток или стержней для
спектрального анализа.
Срок хранения проб - три месяца со дня отправки продукции потребителю.
(Измененная редакция, Изм. №2).
3.4. Анализ химического состава платины проводят по ГОСТ 12226-80.
3.5. Контроль массы слитков проводят взвешиванием на нормативно-технической
документации.
4. МАРКИРОВКА, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
4.1. На каждом слитке должны быть выбиты:
номер (шифр) слитка (в верхнем левом углу);
массовая доля платины, % (в нижнем левом углу);
символ “Pt” (в верхнем правом углу);
надпись “Made in USSR” и изображение серпа и молота (в центре).
4.2. Слитки платины, предназначенной для экспорта, упаковывают в деревянные
ящики или ящики из других материалов, сопровождают документацией в
соответствии с заказ-нарядом внешторгового объединения.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
4.3. Слитки платины укладывают в деревянные ящики по нормативно-технической
документации, оклеенные изнутри поролоном или мягкой тканью из синтетического
волокна, или в металлические контейнеры с деревянными обечайками по
нормативно-технической документации.
Слитки в контейнеры укладывают рядами по высоте деревянной обечайки. Между
горинтальными рядами слитков укладывают прокладку из картона по ГОСТ 9347-74.
Каждый ящик или контейнер пломбируют пломбами цеха-изготовителя и отдела
технического контроля предприятия-изготовителя. Пломбы на ящиках должны быть
подвешены через отверстие сквозного болта после завернутой гайки и должны
убираться в углубление на крышке ящика.
У контейнеров пломбируются крышки замковых гнезд.
4.4. На каждый ящик или контейнер наклеивают этикетку с указанием номера
спецификации и номера места.
4.5. Хранение и транспортирование слитков проводят в соответствии с
требованиями Комитета Российской Федерации по драгоценным металлам и
драгоценным камням.
(Измененная редакция, Изм. № 2).
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан и внесен Министерством цветной металлургии СССР.
Разработчики:
В. А. Корнеев; В. Е. Аврамов, канд. техн. наук; М. А. Гаврилов; Т. Е.
Коннова; Н. С. Пугина.
Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР
по стандартам от 3.12.81 № 5230.
2. Взамен ГОСТ 12341-66.
3. Периодичность проверки 5 лет.
4. Ссылочные нормативно-технические документы:
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта, перечисления, приложения |
| ГОСТ 9347-74 | 4.3 |
| ГОСТ 12226-80 | 3.4 |
5. Ограничение срока действия снято по решению Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93).
6. Переиздание с Изменениями № 1, 2, утвержденными в июне 1987 г.,
феврале 1993 г. (ИУС 9-87, 9-93).
Приложение №2.
Ñëîâàðü òåðìèíîâ.
Àâòîêëàâ - (àâòî+êëþ÷) àïïàðàò äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàçëè÷íûõ ïðîöåññîâ ïðè íàãðåâå è ïîä ãàçîâûì äàâëåíèåì âûøå àòìîñôåðíîãî.
Àãëîìåðàò - îñíîâíîå ñûðüå äëÿ ÷åðíîâîé è öâåòíîé ìåòàëëóðãèè ïðè ïîëó÷åíèè ìåòàëëîâ (ñïëàâîâ) èç ðóä.
Àãëîìåðàöèÿ
-
òåðìè÷åñêèé
ñïîñîá
îêóñêîâàíèÿ
ìåëêèõ
ìåòåðèàëîâ,
÷àùå âñåãî
ðóäíîé
øèõòû, äëÿ
óëó÷øåíèÿ
èõ
ìåòàëëóðãè÷åñêèõ
ñâîéñòâ.
Íàãðåâ
îñóùåñòâëÿåòñÿ
îáû÷íî çà
ñ÷åò
ñæèãàíèÿ
ìåëêîãî
òîïëèâà â
ñàìîì
îáðàáàòûâàåìîì
ìàòåðèàëå
ïðè
íåïðåðûâíîì
ïîäñîñå
âîçäóõà. Â
àãëîìåðàöèîííóþ
øèõòó
÷àñòî
ââîäÿò ôëþñû
(èçâåñòíÿê).
Îêóñêîâàíèå
ïðè
àãëîìåðàöèè
ïðîèñõîäèò
ãëàâíûì
îáðàçîì â
ðåçóëüòàòå
ñâÿçûâàíèÿ
îòäåëüíûõ
çåðåí
ëåãêîïëàâêîé
æèäêîñòüþ,
îáðàçîâàâøåéñÿ
ïðè íàãðåâå,
è
ôîðìèðîâàíèÿ
êóñêîâ ïðè
îõëàæäåíèè.
Àãëîìåðàöèþ
îñóùåñòâëÿþò
ïðåèìóùåñòâåííî
íà
àãëîìåðàöèîííûõ
ìàøèíàõ
ëåíòî÷íîãî
òèïà,
ïðåäñòàâëÿþùèõ
ñîáîé
íåïðåðûâíóþ
öåïü òåëåæåê
ñ
ðåøåò÷àòûì
äíîì. Ïðîäóêò
àãëîìåðàöèè
- àãëîìåðàò.
Äåñóëüôóðàöèÿ - îáåññåðèâàíèå - ôèçèêî-õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, ñïîñîáñòâóþùèå óäàëåíèþ ñåðû èç ðàñïëàâëåííîãî ìåòàëëà. Ñåðà ñâÿçûâàåòñÿ â ïðî÷íûå ñóëüôèäû è ïåðåõîäèò â øëàê.
Êåê - òâåðäûé îñòàòîê ïîñëå ôèëüòðàöèè ïóëüïû. ×àùå âñåãî ñîäåðæèò 12-20 % âëàãè.
Îêàòûøè - ïðîäóêò îêóñêîâûâàíèÿ ïûëåâèäíîé ðóäû èëè êîíöåíòðàòîâ ïóòåì îêîìêîâàíèÿ è îáæèãà. Èìåþò ôîðìó øàðèêîâ äèàìåòðîì 10-20 ìì, ïðî÷íîñòü èõ îöåíèâàåòñÿ óñèëèâàíèåì ðàçäàâëèâàíèÿ. Ïðè èçãîòîâëåíèè îôëþñîâàííûõ îêàòûøåé â øèõòó äîáàâëÿþò èçâåñòü (CaO).
Ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû -
õèìè÷åñêèå
ýëåìåíòû VIII
ãðóïïû
ïåðèîäè÷åñêîé
ñèñòåìû
Ìåíäåëååâà:
ðóòåíèé Ru,
ðîäèé Rh,
ïàëëàäèé Pd,
îñìèé Os,
èðèäèé Ir è
ïëàòèíà Pt.
Ñåðåáðèñòî-áåëûå
ìåòàëëû ñ
ðàçëè÷íûìè
îòòåíêàìè.
Áëàãîäàðÿ
âûñîêîé
õèìè÷åñêîé
ñòîéêîñòè,
òóãîïëàâêîñòè
è êðàñèâîìó
âíåøíåìó
âèäó
ïëàòèíîâûå
ìåòàëëû,
íàðÿäó ñ
ñåðåáðîì è
çîëîòîì,
íàçûâàþòñÿ
áëàãîðîäíûìè
ìåòàëëàìè.
Äëÿ çåìíîé
êîðû
õàðàêòåðíî
ñàìîðîäíîå
ñîñòîÿíèå
ïëàòèíîâûõ
ìåòàëëîâ.
Ïëàòèíà ñàìîðîäíàÿ - ìèíåðàë êëàññà ñàìîðîäíûõ ýëåìåíòîâ. Ïðèìåñè æåëåçà (äî 10% â êîëèêñåíå, äî 20% â ôåððîïëàòèíå), èðèäèÿ, ïàëëàäèÿ, ðîäèÿ, ìåäè. Öâåò îò áåëîãî äî ñåðî-ñòàëüíîãî. Òâåðäîñòü ïî ìèíåðàëãè÷åñêîé øêàëå 4-4.5; ïëîòíîñòü äî 21 000 êã/ì3. Ãëàâíûé èñòî÷íèê ïîëó÷åíèÿ ïëàòèíû.
Ïëàòèíîâûå
ñïëàâû -
ñïëàâû
ïëàòèíû
(îñíîâà)
îáû÷íî ñ
äðóãèìè
áëàãîðîäíûìè
ìåòàëëàìè,
÷àùå âñåãî ñ
ðîäèåì (äî 40%),
ïàëëàäèåì (äî
50%), èðèäèåì, à
òàêæå
íèêåëåì,
êîáàëüòîì,
õðîìîì,
âîëüôðàìîì è
ìîëèáäåíîì.
Õàðàêòåðèçóþòñÿ
âûñîêîé
êîððîçèéíîé
ñòîéêîñòüþ
âî ìíîãèõ
àãðåññèâíûõ
ñðåäàõ,
âûñîêèìè
ìåõàíè÷åñêèìè
ñâîéñòâàìè,
â ðÿäå ñëó÷àå
êàòàëèòè÷åñêèì
äåéñòâèåì.
Ïðèìåíÿþòñÿ
äëÿ
ýëåêòðè÷åñêèõ
êîíòàêòîâ,
òåðìîïàð, â
êà÷åñòâå
æàðîïðî÷íûõ
è
êîððîçèîííîñòîéêèõ
ìàòåðèàëîâ
â
õèìè÷åñêîé
è äðóãèõ
îòðàñëÿõ
ïðîìûøëåííîñòè.
Ïëàòèíîâûå ðóäû - ìèíåðàëüíûå îáðàçîâàíèÿ, ñîäåðæàùèå ïëàòèíîâûå ìåòàëëû â ïðîìûøëåííûõ êîíöåíòðàöèÿõ. Ãëàâíûå ìèíåðàëû: ñàìîðîäíàÿ ïëàòèíà, ïîëèêñåí, ôåððîïëàòèíà, ïëàòèíèñòûé èðèäèé, íåâüÿíñêèò, ñûñåðòñêèò è äð. Êîðåííûå ìåñòîðîæäåíèÿ ïðåèìóùåñòâåííî ìàãìàòè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ñîäåðæàò îò äåñÿòûõ äîëåé ã/ò äî åäèíèö êã/ò; ðîññûïè - îò äåñÿòêîâ ìã/ì3 äî ñîòåí ã/ì3. Ãëàâíûå äîáûâàþùèå ñòðàíû: ÞÀÐ, Êàíàäà, Êîëóìáèÿ, ÑØÀ.
Ïëàòèíîâàÿ ÷åðíü - ìåëêîäèñïåðñíûé ïîðîøîê (ðàçìåðû êðóïèíîê 25-40 ìêì) ìåòàëëè÷åñêîé ïëàòèíû, îáëàäàþùèé âûñîêîé êàòàëèòè÷åñêîé àêòèâíîñòüþ. Åå ïîëó÷àþò, äåéñòâóÿ ôîðìàëüäåãèäîì èëè äðóãèìè âîññòàíîâèòåëÿìè íà ðàñòâîð êîìïëåêñíîé ãåêñàõëîðïëàòèíîâîé êèñëîòû H2[PtCl6].
Ïëàòèíà øëèõîâàÿ - ñìåñü çåðåí ñàìîðîäíîé ïëàòèíû, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé ñïëàâ ïëàòèíîâûõ ìåòàëëîâ ñ æåëåçîì, ìåäüþ, íèêåëåì è äðóãèìè ýëåìåíòàìè.
Ïëàòèíîèäû - òî æå, ÷òî ïëàòèíîâûå ìåòàëëû.
Ïóëüïà - ñìåñü òâåðäûõ ÷àñòèö è æèäêîñòè, â êîòîðîé îíè âçâåøåíû. Ïðè îáîãàùåíèè ðóä è ìèíåðàëîâ ïóëüïîé íàçûâàåòñÿ ñìåñü òîíêîèçìåëü÷åííîãî ñûðüÿ ñ âîäîé, â ãèäðîìåòàëëóðãèè - ñìåñü ïîäâåðãàåìûõ îáðàáîòêå ìàòåðèàëîâ ñ âîäîé èëè õèìè÷åñêèìè ðåàãåíòàìè.
Ðàôèíèðîâàíèå ìåòàëëîâ - óäàëåíèå èç æèäêèõ ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ ïðèìåñåé íåìåòàëëè÷åñêèõ âêëþ÷åíèé, ãàçîâ äëÿ ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà è ïîëó÷åíèÿ öåííûõ ñîïóòñòâóþùèõ ýëåìåíòîâ. Ïðèìåíÿþò ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêèå (ðàôèíèðóþùèå ïåðåïëàâû), õèìè÷åñêèå, ôèçèêî-õèìè÷åñêèå (àäãåçèîííûå), ýëåêòðîëèòè÷åñêèå, ôèçèêî-ìåõàíè÷åñêèå (ôëîòàöèîííûå, áàðáîòàæíûå) ìåòîäû ðàôèíèðîâàíèÿ.
Ñåïàðàöèÿ - îòäåëåíèå æèäêèõ èëè òâåðäûõ ÷àñòèö îò ãàçà, òâåðäûõ - îò æèäêîñòè, ðàçäåëåíèå íà ñîñòàâíûå ÷àñòè òâåðäûõ èëè æèäêèõ ñìåñåé. Ñåïàðàöèÿ øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ ïðè îáîãàùåíèè ðóä è ðóäíûõ ìèíåðàëîâ.
Ôàéíøòåéí - áåçæåëåçèñòûé ñóëüôèä ìåäè èëè íèêåëÿ, ïîëó÷àåìûé ïðè áåññåìåðîâàíèè øòåéíîâ è èñïîëüçóåìûé äëÿ èçâëå÷åíèÿ öâåòíûõ (â òîì ÷èñëå áëàãîðîäíûõ) ìåòàëëîâ.  çàâèñèìîñòè îò ñîäåðæàíèÿ òåõ èëè èíûõ öâåòíûõ ìåòàëëîâ ðàçëè÷àþò ôàéíøòåéí ìåäíûé - Cu2S (íàçûâàþò òàêæå áåëûì ìàòòîì), íèêåëåâûé Ni3S2, ìåäíîíèêåëåâûé Cu2SNi3S2.
Ôëîòàöèÿ - ñïîñîá îáîãàùåíèÿ, îñíîâàííûé íà ðàçëè÷íîé ñìà÷èâàåìîñòè ìèíåðàëîâ âîäîé. Äëÿ óñïåøíîé ôëîòàöèè àêòèâíîñòü ïîâåðõíîñòè ìèíåðàëîâ ïîâûøàåòñÿ ôëîòàöèîííûìè ðåàãåíòàìè. Ðàçëè÷àþò ôëîòàöèþ ìàñëÿííóþ, ïëåíî÷íóþ, ïåííóþ (îñíîâíîé ìåòîä îáîãàùåíèÿ ïîëåçíûõ èñêîïàåìûõ), ïðè êîòîðîé ÷àñòèöû îäíèõ ìèíåðàëîâ ïðèëèïàþò ê âîçäóøíûì ïóçûðüêàì è ïåðåõîäÿò âìåñòå ñ íèìè â ïåííûé ñëîé (êîíöåíòðàò), à äðóãèå - îñòàþòñÿ âî âçâåøåííîì ñîñòîÿíèè â âîäå (õâîñòû).
Ôëþñû â ìåòàëëóðãèè - ìàòåðèàëû, ïðåèìóùåñòâåííî ìèíåðàëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ââîäèìûå â ïå÷ü (øèõòó) äëÿ îáðàçîâàíèÿ øëàêà è ðåãóëèðîâàíèÿ åå ñîñòàâà, â ÷àñòíîñòè, äëÿ ñâÿçûâàíèÿ ïóñòîé ïîðîäû ðóäû èëè ïðîäóêòîâ ðàñêèñëåíèÿ ìåòàëëà. Ïî õèìè÷åñêîìó ñîñòàâó ôëþñû äåëÿòñÿ íà îñíîâíûå (èçâåñòíÿê), êèñëûå (êðåìíåçåì), íåéòðàëüíûå (ãëèíîçåì) è ñîëåâûå (õëîðèäíî-ôòîðèäíûå). Ïðè ïëàâêå ñïëàâîâ öâåòíûõ ìåòàëëîâ èñïîëüçóþò ôëþñû ïîêðûâíûå (çàùèòíûå), ðàôèíèðóþùèå è ìîäèôèöèðóþùèå.
Øèõòà - 1. Ñìåñü ñûðûõ ìàòåðèàëîâ, ïîäëåæàùàÿ ïåðåðàáîòêå â ìåòàëëóðãè÷åñêèõ àãðåãàòàõ. Øèõòó çàãðóæàþò ëèáî â âèäå ñìåñè ñ ðàâíîìåðíûì ðàñïðåäåëåíèåì, ïðîâåäåííûì âíå àãðåãàòà, ëèáî ïîðöèÿìè èëè ñëîÿìè, ñîñòîÿùèìè èç ðàçíûõ êîìïîíåíòîâ øèõòû; 2. Íàáîð ìåòàëëè÷åñêèõ êîìïîíåíòîâ äëÿ âûïëàâêè ñïëàâîâ ìåòîäîì ïåðåïëàâà.
Øëàê
ìåòàëëóðãè÷åñêèé
- ðàñïëàâ
(ïîñëå
çàòâåðäåâàíèÿ
-
êàìíåâèäíîå
èëè
ñòåêëîâèäíîå
âåùåñòâî),
îáû÷íî
ïîêðûâàþùèé
ïðè
ïëàâèëüíûõ
ïðîöåññàõ
ïîâåðõíîñòü
æèäêîãî
ìåòàëëà.
Ñîñòîèò èç
ñïåöèàëüíî
ââîäèìûõ â
ïå÷ü ôëþñîâ,
à òàêæå èç
âñïëûâøèõ
ïðîäóêòîâ
õèìè÷åñêèõ
ðåàêöèé,
ïîäëåæàùèõ
óäàëåíèþ èç
ìåòàëëà
ïðèìåñåé,
çîëû
òîïëèâà,
ðàçðóøàåìîé
ôóòåðîâêè. Â
çàâèñèìîñòè
îò
ïðåîáëàäàíèÿ
òåõ èëè èíûõ
îêñèäîâ
øëàê ìîæåò
áûòü
îñíîâíûì
èëè êèñëûì.
Øëàê èãðàåò
âàæíóþ ðîëü â
ìåòàëëóðãè÷åñêèõ
ïðîöåññàõ:
çàùèùàåò
ïîêðûâàåìûé
èì ìåòàëë îò
âðåäíîãî
âîçäåéñòâèÿ
ãàçîâîé
ñðåäû ïå÷è,
óñâàèâàåò
âñïëûâàþùèå
ïðèìåñè è
íåìåòàëëè÷åñêèå
âêëþ÷åíèÿ è
âûïîëíÿåò
äðóãèå
ðàçíîîáðàçíûå
ôèçèêî-õèìè÷åñêèå
ôóíêöèè.
Øòåéí - ïðîìåìåæóòî÷íûé ïðîäóêò ïðè ïîëó÷åíèè íåêîòîðûõ öâåòíûõ ìåòàëëîâ èç èõ ñóëüôèäíûõ (ñåðíèñòûõ) ðóä è ðóäíûõ êîíöåíòðàòîâ. Ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñïëàâ ñóëüôèäîâ æåëåçà ñ ñóëüôèäàìè èçâëåêàåìîãî ìåòàëëà.
Ýâòåêòèêà - ñòðóêòóðà ñïëàâîâ, ñîñòîÿùàÿ èç îïðåäåëåííîãî ñî÷åòàíèÿ äâóõ (èëè áîëåå) òâåðäûõ ôàç, îäíîâðåìåííî êðèñòàëëèçîâàâøèõñÿ èç ðàñïëàâà ïðè òåìïåðàòóðå íèæå òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ îòäåëüíûõ êîìïîíåíòîâ ýâòåêòè÷åñêîé ñìåñè. Òåîðèÿ êðèñòàëëèçàöèè ýâòåêòèê ðàçðàáîòàíà À. À. Áî÷âàðîì. Êðèñòàëëèçàöèÿ ýâòåêòè÷åñêîãî ñïëàâà (ýâòåêòè÷åñêîå ïðåâðàùåíèå) ïðîòåêàåò ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå.
Ëèòåðàòóðà:
1. “Ìåòàëëóðãèÿ áëàãîðîäíûõ ìåòàëëîâ”. Ïîä ðåäàêöèåé Ë. Â. ×óãàåâà. Èçäàòåëüñòâî “Ìåòàëëóðãèÿ”. Ìîñêâà, 1987 ã.
2. “Êðàòêèé òåðìèíîëîãè÷åñêèé ñëîâàðü ïî ìåòàëëóðãèè”. Ïîä ðåäàêöèåé äîö. Â. Ï. Ñîëîâüåâà. Èçäàòåëüñòâî ÌÈÑèÑ. Ìîñêâà, 1988 ã.
3. “Ïîïóëÿðíàÿ áèáëèîòåêà õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ”. Ïîä ðåäàêöèåé È. Â. Ïåòðÿíîâà-Ñîêîëîâà. Èçäàòåëüñòâî “Íàóêà”, 1977 ã.
4. “Îáùàÿ õèìèÿ: Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ âóçîâ”. Í. Ë. Ãëèíêà. Èçäàòåëüñòâî “Õèìèÿ”, 1977 ã.
5. “Îòêðûòèå ýëåìåíòîâ è ïðîèñõîæäåíèå èõ íàçâàíèé”. Í. À. Ôèãóðîâñêèé. Èçäàòåëüñòâî “Íàóêà”. Ìîñêâà, 1970 ã.
6. “Ïî ñëåäàì ýëåìåíòîâ”. Ç. Ýíãåëüñ, À. Íîâàê. Èçäàòåëüñòâî “Ìåòàëëóðãèÿ”. Ìîñêâà, 1983 ã.
7. “Ðàññêàçû î ìåòàëëàõ”. Ñ. È. Âåíåöêèé. Èçäàòåëüñòâî “Ìåòàëëóðãèÿ”. Ìîñêâà, 1985 ã.
8. “Òâîðöû íàóêè î ìåòàëëå”. À. Ñ. Ôåäîðîâ. Èçäàòåëüñòâî “Íàóêà”. Ìîñêâà, 1980 ã.
9. Ïîëèòåõíè÷åñêèé ñëîâàðü.
10. Ñîâåòñêèé ýíöèêëîïåäè÷åñêèé ñëîâàðü. Èçäàòåëüñòâî “Ñîâåòñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ”. Ìîñêâà, 1982 ã.
11. Áîëüøàÿ Ìåäèöèíñêàÿ Ýíöèêëîïåäèÿ (ÁÌÝ).
12. Ôèíàíñîâûå èçâåñòèÿ ¹83 (212), 31 îêòÿáðÿ 1995 ã.
13. Êîììåðñàíòú-DAILY ¹221, 22 íîÿáðÿ 1994 ã.