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.  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 NH4
Cl, 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
)2
Cl2
]. Ýòî àêòèâíîå â õèìè÷åñêîì ñîîòíîøåíèè âåùåñòâî, â êîòîðîì èîíû Cl–
÷àñòè÷íî çàìåùàþòñÿ ìîëåêóëàìè âîäû ñ îáðàçîâàíèåì èîíà [Pt(NH3
)2
(H2
O)2
]2+
. Ïðîöåññ èîíèçàöèè äèõëîðîäèàìèíîïëàòèíû èäåò ãëàâíûì îáðàçîì â êëåòêàõ, ãäå êîíöåíòðàöèÿ õëîðèäîâ íèæå, ÷åì â ñûâîðîòêå êðîâè. Ïðîäóêò ãèäðîëèçà [Pt(NH3
)2
Cl2
] 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 | 5d
9 6s 1 |
| ×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.  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
|
| 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+8H2
O. (1)
Ïðè ðàñòâîðåíèè ïîëó÷àåòñÿ ãåêñàõëîðîïëàòèíîâàÿ, èëè ïëàòèíîõëîðèñòîâîäîðîäíàÿ, êèñëîòà H2
[PtCl6
], êîòîðàÿ ïðè âûïàðèâàíèè ðàñòâîðà âûäåëÿåòñÿ â âèäå êðàñíî-áóðûõ êðèñòàëëîâ ñîñòàâà H2
[PtCl6
]•H2
O. Ïðè ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ ïëàòèíà âçàèìîäåéñòâóåò ñ åäêèìè ùåëî÷àìè, ôîñôîðîì è óãëåðîäîì.
Ñ êèñëîðîäîì ïëàòèíà îáðàçóåò îêñèäû (II), (III) è (IV): PtO, Pt2
03
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+2H2
O. (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 Me
2
[PtCl4
] (ãäå Me
- K, Na, NH4
è ò.ä.).
Òåòðàõëîðèä ïëàòèíû PtCl4
ïðè âîçäåéñòâèè ñîëÿíîé êèñëîòû îáðàçóåò ïëàòèíîõëîðèñòîâîäîðîäíóþ êèñëîòó H2
[PtCl6
]. Ñîëè åå - õëîðîïëàòèíàòû Me
2
[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.  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.  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 îïåðàöèþêîíâåðòèðîâàíèÿ íà
Ðóäà
Îòâàëüíûå õâîñòû
Îáîãàùåíèå
Ìåäíûé êîíöåíòðàò Íèêåëåâûé êîíöåíòðàò
Ãàçû
Îáæèã
íà ïðîèçâîäñòâî Îêàòûâàíèå èëè àãëîìåðàöèÿ
H2
SO4
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 - äâîéíàÿ ýâòåêòèêà, ñîñòîÿùàÿ èç ñóëüôèäîâ ìåäè è íèêåëÿ, - 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
|
DGÒ
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.  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 ñî&aci
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
|
[PtCl4
[PtCl6
|
[PtCl4
[PtCl6
|
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.
 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-Cu2
S, b-Cu2
S, Ni3
S2
, NiS), îêñèäû (NiO, CuO, Fe2
O3
, Fe3
O4
), ôåððèòû (NiFe2
O4
, 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:
Me
S+4H2
SO4
=Me
SO4
+4H2
O+4SO2
;
Me
O+H2
SO4
=Me
SO4
+H2
O;
Me
+2H2
SO4
=Me
SO4
+2H2
O+SO2
;
Me
2
S+6H2
SO4
=2Me
SO4
+6H2
O+5SO2
.
Áëàãîðîäíûå ìåòàëëû äîëæíû êîíöåíòðèðîâàòüñÿ â íåðàñòâîðèìîì îñòàòêå. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ñóëüôàòèçàöèè øëàìà ïðèâåäåíà íà ðèñ. 2.
Âëàæíûé øëàì
H2
SO4
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
H2
SO4
Ïàðû, ãàç
1àÿ
ñóëüôàòèçàöèÿ
180 °Ñ, Ò:Æ=1.5,
t=8-9 ÷
H2
O
Âûùåëà÷èâàíèå
[H2
SO4
]=250 ã/ë, 80-90 °Ñ,
t=3 ÷
Ôèëüòðàöèÿ
Ðàñòâîð Êåê I
H2
SO4
Ïàðû, ãàç
 îñíîâíîå
ïðîèçâîäñòâî 2àÿ
ñóëüôàòèçàöèÿ
t=300 °Ñ, Ò:Æ=1:4,
t=10 ÷
H2
O 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 H2
SO4
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
Na2
CO3
Âàííû îáåçìåæèâàíèÿ
Ýëåêòðîïëàâêà
Íåéòðàëèçàöèÿ
Ìåäü â ìåäíîå
Øëàê Àíîäû ïðîèçâîäñòâî Ðàñòâîð
â ïåðåðàáîòêó íà ñáðîñ
Ðàñòâîð NiSO4
 íèêåëåâîå ïðîèçâîäñòâî
Ýëåêòðîëèòè÷åñêîå ðàñòâîðåíèå
Øëàì H2
SO4
Ìåäíàÿ ãóáêà Ni ïîðîøîê Ðàñòâîð
Ïðîìûâêà
Âûùåëà÷èâàíèå Öåìåíòàöèÿ
Ñóøêà
Ðàñòâîð Öåìåíòàò
1é
êîíöåíòðàò H2
SO4
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+8H2
O. (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 (NH4
)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
]+2NH4
Cl=(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 (Al2
O3
) 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 H2
SO4
, 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 H2
SO4,
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.  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.  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 - Cu2
S (íàçûâàþò òàêæå áåëûì ìàòòîì), íèêåëåâûé Ni3
S2
, ìåäíîíèêåëåâûé Cu2
SNi3
S2
.
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.  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.