У процесу топљења обојених метала, као што су бакар, олово и цинк, настају-производи који садрже племените метале попут злата, сребра, платине и паладијума (нпр. анодна слуз, шљака за топљење и димна прашина). Ако се ови{5}}нуспроизводи директно одбацују, то не само да доводи до расипања ресурса, већ може представљати и ризик по животну средину. Индустрија углавном користи три врсте технологија-пирометалуршких процеса, хидрометалуршких процеса и комбинованих процеса-како би се постигла ефикасна опораба племенитих метала. Сваки од ових процеса има своје техничке карактеристике и одговарајуће сценарије, који заједно подржавају „рециклирање ресурса“ и „побољшање вредности“ у индустрији обојене металургије.
1. Пирометалуршки процес: традиционална високо{1}}ефикасна технологија опоравка коју покреће висока температура
Пирометалуршки процес је класична техника која користи принцип „одвајања на високим-температурама топљења“ за обогаћивање и пречишћавање племенитих метала од-производа. Због своје зреле технологије и великог капацитета обраде, остаје главни избор за добијање племенитих метала из анодне слузи (језгро нуспроизвода-који садржи племените метале у топљењу бакра и олова).
Основни принцип
Загревањем на високим температурама (1200-1500 степени), основни метали (као што су бакар, олово и калај) у нуспроизводима-топе се да би формирали „шљаку“ или „легуру“, док племенити метали (злато, сребро, платина, паладијум) са високим степеном топљења формирају тачке топљења и кондензују се у систему растапања. полуга“ (легура олова која садржи племените метале) или „груба злато“. Накнадни процеси рафинације (као што су електролиза и купелација) дају племените метале високе чистоће.
Типичан процес (узимајући третман са бакарном анодном слузи као пример)
Предтретман печења: Печење анодне слузи на 600-800 степени да би се уклониле испарљиве нечистоће као што су сумпор, селен и телур, спречавајући стварање штетних гасова током накнадног топљења.
Редукционо топљење: Додавање редукционих агенаса као што су кокс и гвожђе, мешање их са прженом анодном слузи и стављање у реверберациону пећ или претварач. На високим температурама, основни метали формирају шљаку, док се племенити метали таложе као "оловни полуга".
Купелациона рафинација: Слање полуга олова у пећ за купелацију и загревање на ваздуху да би се олово оксидисало у оксид олова (који се уклања са шљаком), остављајући иза себе „злату{0}}легуру сребра“.
Елецтролитиц Пурифицатион: Легура злата{0}}сребра се третира азотном киселином да би се издвојило сребро и хлоридом да би се издвојило злато, након чега следи електролиза да би се добило злато и сребро чистоће преко 99,99%. Платина и паладијум се даље добијају из отпадних раствора.
Предности и одговарајући сценарији
Предности: Large processing capacity (single furnace can handle tens of tons of anode slime per day), high recovery rates for precious metals (generally >98% за злато и сребро) и јаку стабилност процеса са минималним утицајем флуктуација у-састави производа.
Погодни сценарији: Споредни-производи који садрже лако топљиве основне метале као што су олово и бакар (нпр. анодни слуз бакра, димна прашина за топљење олова), посебно погодни за-индустријски опоравак великих размера.
2. Хидрометалуршки процес: прецизна технологија одвајања путем хемијског растварања
Хидрометалуршки процес користи принцип „селективног растварања хемијским реагенсима“ за излуђивање племенитих метала из-производа помоћу киселина, база или агенаса за стварање комплекса, након чега следи таложење, адсорпција или електролиза за одвајање и пречишћавање. Због својих еколошких предности и прецизног одвајања нечистоћа, последњих година се све више примењује у опоравку производа ниског квалитета и сложеног састава-.
Основни принцип
Специфични реагенси (као што су цијаниди, тиоуреа, акуа региа, хлориди) се бирају на основу састава нуспроизвода-да би се формирали растворљиви комплекси (нпр. комплекс цијанида злата, комплекс тиоурее сребра) на собној или ниским температурама (50-90 степени), док као што су нечистоће у бази и силикон (50-90 степени), или као што су примеса у бази и силикон, остају нечистоће таложити се. Племенити метали се затим извлаче из раствора измештањем праха цинка, адсорпцијом активног угља или електродепозицијом.
Типичан процес (узимајући третман шљаке топљења као пример)
Предтретман: Дробљење и млевење шљаке топљења на фине честице (испод 200 месх) да би се повећала површина контакта са реагенсима.
Леацхинг: Излуживање шљаке разблаженом сумпорном киселином или хлороводоничном киселином да би се екстраховали базни метали (нпр. гвожђе, цинк), филтрирање да би се добила „драгоцена шљака“, а затим испирање драгоцене шљаке раствором натријум цијанида (или раствором тиоурее) да би се добила процедна вода која садржи племените метале.
Одвајање и опоравак: Додавање цинковог праха у процедну воду да би се истиснуло злато и сребро, формирајући „златно блато“. Ако су присутни платина и паладијум, они се могу раздвојити адсорпцијом јоноизмењивачке смоле.
Пурифицатион: Златно блато се-испира киселином да би се уклониле нечистоће, а затим се пречишћава електролизом или топљењем да би се добило чисто злато и сребро.
Предности и одговарајући сценарији
Предности: Ниска потрошња енергије (није потребно -грејање на високој температури), добре еколошке перформансе (загађење се може смањити рециклажом отпадних вода), високе стопе опоравка за племените метале ниског{1}}врста (нпр. садржај злата у шљаци<5g/t), and simultaneous recovery of platinum and palladium.
Погодни сценарији: Ниска-шљака за топљење, драгоцена шљака која садржи-тешке-нечистоће за топљење као што су силицијум и алуминијум, и подручја са високим еколошким захтевима (нпр. топионице у близини извора воде).
3. Комбиновани процес: ефикасна комбинација "физичког обогаћивања + хемијског пречишћавања"
Комбиновани процес прво користи технике физичког обогаћивања (као што је флотација и гравитационо одвајање) да би се племенити метали обогатили из-производа, а затим следе хидрометалуршки или пирометалуршки процеси за пречишћавање. Овај приступ балансира „ниско-обогаћивање“ и „опоравак високе- чистоће“, што га чини посебно погодним за рад са сложеним композицијама и фино уграђеним племенитим металима у-производе (нпр. фино-зрнаста димна прашина за топљење и ниско-отало).
Основни принцип
Искоришћавањем разлика у физичким својствима између племенитих метала и нечистоћа (као што су густина, магнетизам и површинска хидрофобност), процес оплемењивања концентрише племените метале у „концентрат“ (повећајући квалитет племенитих метала за 10-100 пута), смањујући запремину материјала за накнадно топљење или смањење трошкова хемијског третмана. Карактеристике концентрата затим диктирају да ли ће се користити пирометалуршки или хидрометалуршки процеси за добијање племенитих метала високе чистоће.
Типичан процес (узимајући фино-третман зрнасте димне прашине као пример)
Гравитационо раздвајање обогаћивање: Мешање димне прашине са водом да би се створила каша, коришћењем столова за мућкање или центрифугалних концентратора за одвајање лакших нечистоћа (попут силицијум диоксида) од тежих племенитих метала (густина злата 19,3 г/цм³), дајући грубе концентрате племенитих метала.
Пречишћавање флотацијом: Додавање сакупљача (нпр. ксантата) грубом концентрату да би се површина минерала племенитих метала учинила хидрофобном, омогућавајући им да се причврсте за мехуриће ваздуха и формирају „флотационе концентрате“ (даље повећање квалитета племенитих метала).
Хидрометалуршка рафинација: Излуживање флотационог концентрата са царском водом, праћено екстракцијом растварачем (нпр. коришћењем дибутил карбамата за екстракцију злата) да би се одвојили злато, сребро, платина и паладијум, чиме се на крају добијају чисти производи од племенитих метала.
Предности и одговарајући сценарији
Предности: Ниска цена за почетно физичко обогаћивање, минимална потрошња накнадних хемијских реагенаса, високе укупне стопе опоравка (5%-10% више од појединачних хидрометалуршких или пирометалуршких процеса) и могућност обраде финих-зрнатих и ниско{4}}нуспроизвода које је тешко повратити другим методама.
Погодни сценарији: Фино-зрнаста димна прашина за топљење, ниско-остаљена јаловина која садржи племените метале и сложене нуспроизводе- са племенитим металима уметнутим у минерале у праху.
Компаративна анализа три процеса и трендови примене у индустрији
| Тип процеса | Цоре Адвантагес | Главни недостаци | Типични применљиви по{0}}производи | Стопа опоравка племенитих метала |
|---|---|---|---|---|
| Пирометалуршки | Велики капацитет обраде, јака стабилност | Велика потрошња енергије, потребно је да се носи са високим{0}}температурним димним гасом | Бакар/оловна анодна слуз, високо{0}}димна прашина | >98% |
| Хидрометалуршки | Ниска потрошња енергије, добре еколошке перформансе | Дуго време обраде, високи трошкови реагенса | Топионичка шљака ниског{0}}квалитета, драгоцена шљака | 95%-98% |
| Комбиновани процес | Ниска цена, висока стопа опоравка | Вишеструки процесни кораци, захтевају пратећу опрему за оплемењивање | Фино-зрнаста димна прашина, ниско{1}}остаљена јаловина | 96%-99% |
Тренутно, пирометалуршки процес још увек доминира у обнављању високо{0}}квалитетне, велике-анодне слузи, али побољшава своје еколошке перформансе кроз технологије „повраћаја отпадне топлоте“ и „пречишћавања димних гасова“. Хидрометалуршки процес се надограђује на "лужење без цијанида-" (као што је лужење тиоурее и хлорида) како би се смањила употреба високо токсичних реагенаса. Комбиновани процес постаје главни правац за обнављање ниско{5}}и сложених нуспроизвода-, посебно у оквиру промоције циљева „двоугљеничног“, пошто су његове карактеристике „ниске потрошње енергије и високог степена рециклирања“ ближе са потребама одрживог развоја индустрије.
Кроз флексибилну примену ова три процеса, племенити метали у -производима металургије обојених метала- могу се ефикасно опоравити, повећавајући економске користи за предузећа и постижући рециклирање ресурса које претвара отпад у вредне материјале, обезбеђујући стабилно снабдевање сировинама за индустрију племенитих метала, као што је електронска енергија, индустрија драгуља (као што је електронска индустрија).
