Металлургическая переработка отходов производства и потребления

тительный раствор 6 моль/л HCl составило 85–99 %. Из насыщенного раствора путем упаривания и гидролитического осаждения получен гидратированный оксид рутения. Предложена технологическая схема переработки многокомпонентных рутенийсодержащих растворов (сульфатных, хлоридных и сульфатно-хлоридных). При необходимости конверсии хлоридных комплексов схема включает предварительную сернокислотную обработку растворов. Раствор, содержащий 3–5 моль/л H2SO4, направляют на дистилляцию с применением дихромата калия или кобальтосодержащего гидратного продукта в качестве окислителя. Выбор окислителя определяется составом исходного раствора, а также возможностями переработки кубового остатка дистилляции. Более предпочтительным является окислитель на основе кобальта (III), основными преимуществами которого являются стабильность протекания процесса за счет постепенного растворения в серной кислоте и меньшая токсичность. Содержащийся в газовой фазе RuO4 поглощается раствором HCl, из которого осаждают гидратированный оксид рутения, пригодный для получения чистого металла. Благодаря высокой избирательности предложенный метод дистилляции рутения можно применять для его извлечения из различных сульфатных, сульфатно-хлоридных или хлоридных растворов независимо от вида исходного сырья.

11.5. Аффинаж рутения

На аффинаж рутения поступают растворы после отделения основной массы родия и иридия в виде солей АНГ. Растворы нагреваются до 70 оС, и в них небольшими порциями вводится серная кислота. Растворы упариваются до половины объема и охлаждаются. При этом выпадает соль состава (NH4)2[RuNOCl5] – «нихра-1». Содержимое реактора разбавляется водой до 2/3 объема, и отбирается проба на полноту осаждения рутения в виде указанной комплексной соли. Если, по данным анализа, в растворе есть рутений, то к содержимому реактора добавляется хлорид аммония до отсутствия выделяемого драгметалла в пробе.

При осаждении соединения «нихра-1» идут следующие реакции:

2NaCl + H2SO4 = Na2SO4 + 2HCl;

400

(NH4)2[Ru(NO)(OH)(NO2)4] + 5HCl =

= (NH4)2[RuNOCl5] + 3H2O + 2NO2 + 2NO;

(NH4)2Na[Rh(NO2)6] + 6HCl + NH4Cl = (NH4)3[RhCl6] + 6HNO2 + NaCl;

(NH4)2Na[Ir(NO2)6] + 6HCl + NH4Cl = (NH4)3[IrCl6] + 6HNO2 + NaCl;

(NH4)2[Pt(NO2)4] + 4HCl = (NH4)2[PtCl4] + 4HNO2.

Образующаяся в результате превращений азотистая кислота HNO2 может частично взаимодействовать с HCl:

HNO2 + HCl = H2O + NOCl;

NOCl → NO + Cl.

Свободный хлор окисляет иридий, платину, палладий до высших степеней окисления, и в результате образуются нерастворимые гексахлороиридат (IV), гексахлороплатинат (IV) и гексахлоропалладат (IV) аммония, которые загрязняют пентахлоронитрозорутенат. Поэтому соль «нихра-1» подвергается перекристаллизации. «Нихра-1» хорошо растворяется в воде и слабых (до 5%-й концентрации) растворах хлорида аммония в отличие от малорастворимых гексахлороплатината (IV) и гексахлороиридата (IV) аммония. Соль рутения переходит в раствор, а соли иридия и платины остаются в осадке. Таким образом удается отделить примеси солей платины и иридия. Если раствор рутениевой соли после фильтрации насытить хлоридом аммония до 5 %, то получится более чистое соединение – «нихра-2», которое является исходным продуктом для получения соли «нитрун».

С этой целью готовится раствор NaNO2 плотностью 1,3, и в нагретый раствор вводится «нихра-2». При этом происходит ее растворение по реакции:

(NH4)2[RuNOCl5] + 7NaNO2 + H2O =

= Na2[Ru(NO)(NO2)4(OH)] + 5NaCl + 3HNO2 + 2NH3.

401

Реакция идет очень бурно, с газовыделением. Затем растворы упариваются и охлаждаются. В условиях насыщения нитритом натрия выпадает соль Na2[Ru(NO)(OH)(NO2)4]2H2O – «нитрун». Ее растворяют в горячей воде, и из раствора проводится осаждение АНГ родия и иридия сухим хлоридом аммония, после отделения которых осаждают соль «нихра-3». Осаждение данной соли проводится чистой соляной кислотой. При этом тетранитрогидроксонитрозорутенат разрушается, и рутений переходит в пентахлоронитрозорутенат аммония. Окончание разрушения комплекса определяется по прекращению вспенивания и выделения оксидов азота. Чтобы создать необходимые условия для осаждения соли «нихра-3», вводится сухой NH4Cl, обеспечивающий насыщение по хлориду аммония.

После промывки «нихра-3» идет на прокаливание, которое осуществляется в электрических печах, в кварцевых тиглях, при 900 оС. Губчатый рутений отмывают водой от хлорида натрия, далее – от кремнезема смесью плавиковой и серной кислот, после чего рутений восстанавливают в трубчатой печи в атмосфере водорода.

402

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Исследование повышения степени извлечения аффинированного палладиевого порошка из сбросовых растворов / А. С. Хасанов

[и др.] // Литье и металлургия. – 2020. – № 1. – С. 78–86.

2.Заготовка и переработка вторичных металлов / В. Ф. Волобуев

[и др.]. – Харьков : Основа, 2000. – 400 с.

3.Производство тяжелых цветных металлов из лома и отходов / Ю. П. Купряков [и др.]. – Харьков : Основа, 2003. – 400 с.

4.Галевский, Г. В. Металлургия вторичного алюминия / Г. В. Галевский, Н. М. Кулагин, М. Я. Минцис. – Новосибирск : Наука, 1998. – 285 с.

5.Сбор и переработка металлической стружки / А. В. Алексеенко [и др.]. – М. : Машиностроение, 2000. – 254 с.

6.Волочко, А. Т. Научные и технологические основы разработки и производства материалов и изделий с использованием отходов алюминиевых сплавов : автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.02.01; 05.03.01 / А. Т. Волочко; МТИ НАН Б. – Минск, 2006. – 36 с.

7.Шуранков, С. Е. Разработка технологии переплава высокоокисленных отходов алюминиевых сплавов : автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.16.04 / С. Е. Шуранков; БГПА. – Минск, 2001. – 19 с.

8.Андриц, А. А. Металлургическая переработка неразделенного лома и дисперсных отходов на основе алюминия : автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.16.02 / А. А. Андриц; БНТУ. – Минск, 2006. – 19 с.

9.Анализ состава окисленных отходов алюминия и существующих технологий их переработки Л. В. Трибушевский [и др.] // Металлургия : респ. межвед. сб. науч. тр. – Минск : БНТУ, 2011. –

Вып. 33, ч. 1. – С. 108–117.

10.Комплексная переработка отходов алюминия – способ решения экологических и экономических вопросов / Л. В. Трибушевский [и др.] // Литейные процессы : межрегион. сб. науч. тр. – Магнито-

горск : МГТУ, 2016. – Вып. 15. – С. 146–151.

11.Гогин, В. Б. Современные направления развития технологии рециклинга алюминия (по материалам 3-1 конференции «Рециклинг алюминия», Москва, 29–31 марта 2006 г.) // В. Б. Гогин, Д. А. Шадаев // Технология легких сплавов. – 2006. – № 4. – С. 101–118.

403

12.Использование в шихте стружки собственного производства алюминиевых сплавов / А. М. Галушко [и др.]. // Литейное произ-

водство. – 1984. – № 9. – С. 17–18.

13.Трибушевский, Л. В. Безотходная технология переработки окисленных отходов алюминия в короткопламенной роторной печи бесфлюсовой плавкой : дис. … кан. техн. наук: 05.16.02 / Л. В. Трибушевский; БНТУ. – Минск, 2021. – 121 с.

14.Трибушевский, Л. В. К вопросу выбора технологии переработки окисленных отходов алюминия / Л. В. Трибушевский, Б. М. Неменёнок, Г. А. Румянцева // Металлургия : респ. межвед. сб. науч. тр. –

Минск : БНТУ, 2020. – Вып. 41, ч. 1. – С. 105–112.

15.Худяков, И. Ф. Металлургия вторичных тяжелых цветных металлов / И. Ф. Худяков, А. П. Дорошкевич, С. В. Карелов. – М. : Металлургиздат, 1987. – 528 с.

16.Оборудование для вторичной обработки металлов и сплавов : учебное пособие / Ю. П. Байцов [и др.]. – СПб. : СПГГИ, 2003. – 55 с.

17.Повышение качества продукции из отходов оловянных сплавов / Г. В. Довнар [и др.] // Литейное производство. Металлургия 2021 : материалы XVII междунар. науч.-практ. конф., Запорожье, 18–20 мая 2021 г. / Запорож. торг.-пром. палата; редкол.: О. И. Пономаренко [и др.]. – Запорожье : А. А. Тандем, 2021. – С. 56–58.

18.Металлургия олова / Н. Н. Марач [и др.]. – М. : ГНТИ, 1964. –

349 с.

19.Хансен, М. Структуры двойных сплавов / М. Хансен, К. Андерко. – М. : Металлургия, 1962. – 1488 с.

20.Влияние примесей на свойства оловянно-свинцовых припоев

испособы их удаления при рециклинге изгари / Г. В. Довнар [и др.] // Металлургия : респ. межвед. сб. науч. тр. – Минск : БНТУ, 2021 –

Вып. 42. – С. 35–47.

21.Комплексная переработка оловянно-свинцовой изгари в припои и лигатуры / Б. М. Неменёнок [и др.] // Литье и металлургия. – 2020. – № 1. – С. 93–98.

22.Санакулов, К. С. Переработка шлаков медного производства / К. С. Санакулов, А. С. Хасенов. – Ташкент : Фан АНРУз, 2007. – 160 с.

23.Металлургия меди, никеля и кобальта / И. Ф. Худяков [и др.]. – М. : Металлургия, 1977. – 256 с.

404

24.Якубов, М. М. Теоретические и технологические основы производства черновой меди / М. М. Якубов. – Ташкент : ФАН АНРУз, 2005. – 127 с.

25.Ванюков, А. В. Комплексная переработка медно-никелевого сырья / А. В. Ванюков, Н. И. Уткин. – Челябинск : Металлургия, 1988. – 432 с.

26.Уткин, Н. И. Металлургия цветных металлов / Н. И. Уткин. – М. : Металлургия, 1985. – 428 с.

27.Химия и технология платиновых металлов / Х. Т. Шарипов [и др.]. – Ташкент : Университет, 2018. – 120 с.

28.Меретуков, М. А. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт / М. А. Меретуков, А. М. Орлов. – М. : Металлургия, 1990. – 416 с.

29.Металлургия благородных металлов : в 2 т. / Ю. А. Котляр

[и др.]. – М. : Руда и металлы, 2005. – Т. 1. – 280 с.

30.Стрижко, Л. С. Металлургия золота и серебра / Л. С. Стриж-

ко. – М. : МИСИС, 2001 – 280 с.

31.Металлургия благородных металлов / И. Н. Масленицкий

[и др.]. – М. : Металлургия, 1987. – 420 с.

32.Котляр, Ю. А. Металлургия благородных металлов : в 2 т. / Ю. А. Котляр, М. А. Меретуков, Л. С. Стрижко. – М. : Руда и ме-

таллы, 2005. – Т. 2. – 420 с.

33.Стрижко, Л. С. Извлечение цветных и благородных металлов из электронного лома / Л. С. Стрижко, С. И. Лолейт. – М. : Руда

иметаллы, 2009. – 350 с.

34.Набойченко, С. С. Переработка медеэлектролитных шламов: эволюция технологии / С. С. Набойченко, С. А. Мастюгин // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. – 2012. –

№ 5. – С. 15–21.

35.Металлургия / В. И. Коротич [и др.]. – Екатеринбург : УГТУ, 2001. – 395 с.

36.Исследование технологии извлечения палладия из отработанных электролитов / А. С. Хасанов [и др.] // Достижения науки

иобразования. – 2019. – № 7. – С. 5–7.

37.Хурсанов, А. Х. Разработка технологии получения аффинированного палладиевого порошка из отработанных электролитов / А. Х. Хурсанов, А. С. Хасанов, Б. Р. Вохидов // Горный вестник Уз-

бекистана. – 2019. – № 1. – С. 58–61.

405

38.Благородные металлы. Справочник / Е. М. Савицкий [и др.]. –

М. : Металлургия, 1984. – 592.

39.Общая металлургия / Н. Н. Севрюков [и др.] – М. : Метал-

лургия, 1976. – 287 с.

40.Поведение цветных и благородных металлов при переработке электролитных шламов методом двустадийной сульфатизации / В. М. Худяков [и др.] // Цветные металлы. – 1992. – № 7. – С. 17–20.

41.Хасанов, А. С. Физическая химия медного производства / А. С. Хасанов. – Навои, 2003. – 176 с.

42.Золото: Химия для металлургов и обогатителей / М. А. Меретуков [и др.] – М. : Руда и металлы, 2014. – 411 с.

43.Промышленное извлечение платины и палладия из серебряных электролитов с получением высокопробных концентратов / С. А. Мастюгин [и др.] // Тезисы докладов XVII международного Черняевского совещания по химии, анализу и технологии платино-

вых металлов. – М., 2001. – С. 260.

44.Козлов, В. А. Рафинирование меди / В. А. Козлов, С. С. Набойченко, Б. Н. Смирнов. – М. : Металлургия, 1992. – 180 с.

45.Грейвер, Т. Н. Особенности формирования шламов при электролитическом рафинировании никеля и меди / Т. Н. Грейвер //

Цветные металлы. – 1965. – № 1. – С. 28–33.

46.Научное обоснование технологии получения чистового порошка палладия их техногенных электролитов / B. R. Vokhidov [et al.] // International conference “International scientific specialized conical sciences, mathematics and computer science”. – Boston, June 10–11, 2019. – P. 56–62.

47.Behavior anode impurities in copper electrorefining. Effect of arsenic and oxygen in anode / N. Fumio [et al.] // Met. Rev. MMIJ. – 1988. – № 1 – P. 39–54.

48.Плавка в жидкой ванне / А. В. Ванюков [и др.] – М. : Метал-

лургия, 1988. – 208 с.

49.Pan, L. Solvent extraction of palladium (II) and effective separation of palladium (II) and platinum (II) with synthetic sulfoxide MSO / L. Pan, X. Bao, G. Gu // Journal of Mining and Metallurgy. Section B. – 2013. – Vol. 49, № 1. – P. 57–63.

50.Набоченко, С. С. Шламы электролитического рафинирования меди и никеля / С. С. Набоченко, М. А. Ласточкина. – Екатерин-

бург : УрФУ, 2013. – 258 с.

406

51.Мейерович, А. С. Техника и технология переработки электролитных шламов за рубежом / А. С. Мейерович. – М. : ЦНИИцветмет экономики и информации, 1988. – 52 с.

52.О методах удаления труднорастворимых соединений меди и никеля из медеэлектролитных шламов / С. А. Взодоров [и др.] //

Цветные металлы. – 1981. – № 10. – С. 52–54.

53.Jarvinen, O. Process for the Precious Metal Refining from Copper Anode Slime / O. Jarvinen // EPD Congress 2000 asheld at the 2000 TMS Annual Meeting, Nashville, TN; USA; 12–16 Mar. 2000 – P. 511–514.

54.Лайкин, В. К. Исследование исходных и конечных твердых продуктов гидрохлорирования медеэлектролитных анодных шламов / В. К. Лайкин // Труды Института металлургии и обогащения. –

Алма-Ата : Наука, 1971. – С. 48–54.

55.Исследование повышения степени извлечения и чистоты аффинированного палладиевого порошка из сбросных растворов /

А. С. Хасанов [и др.] // UNIVERSUM. – 2019. – № 9. – С. 20–30.

56.Chen, T. T. Mineralogical Charaterization of Anode Slimes: Part VI: Pressure Leached Slimes from the CCR Division of Noranda Minerals Inc. / T. T. Chen // Canadian Metallurgical Quarterly. – 1990. –

№29. – P. 293–305.

57.Khasanov, A. S. The scientific explanation of the technologies to get pure palladium powder from recycled electrolytes / A. S. Khasanov, B. R. Vokhidov, O. N. Usmankulov // Материалы I МНПК «Совре-

менные проблемы и инновационные технологии решения вопросов переработки техногенных месторождений Алмалыкского ГМК». –

Алмалык, 18–19 апреля 2019. – С. 122–125.

58.Khasanov, A. S. the scientific explanation of the technologies to

get pure palladium powder from recycled electrolytes / A. S. Khasanov, B. R. Vokhidov // The 3rd Binational Workshop between Korea (KIRAM) – Uzbekistan (AMMC) on Rare Metals. Program book Chirchik 20th Apr. Apr., 2019. – P. 154–155.

59.Новые направления переработки техногенных отходов медной промышленности / Б. Р. Вохидов [и др.] // Литье и металлургия. – 2022. – № 3. – С. 101–107.

407