proces odtrzymywania zlota.pdf

Rozdział 6

6 Procesy wytwarzania metali szlachetnych

6.1 Stosowane procesy i techniki

Metale szlachetne można umieścić w trzech grupach: metale grupy srebra, złota i platyny (PGM).

Najważniejszymi źrdłami tych metali są rudy metali szlachetnych, produkty uboczne uzyskiwane

przy przetwarzaniu innych metali nieżelaznych (zwłaszcza szlamy anodowe z produkcji miedzi,

pozostałości z ługowania i surowy metal z produkcji cynku i ołowiu) i materiał zawracany do

obiegu. Wiele surowcw podlega dyrektywie o odpadach niebezpiecznych i ma to wpływ na

systemy transportu, dostarczania i obsługi oraz awizowania. Procesy produkcyjne są wsplne dla

surowcw pierwotnych i wtrnych i dlatego są one opisane razem.

Opracowano szereg procesw, ktre wykorzystują własności chemiczne tych metali. Chociaż są

one stosunkowo obojętne, to ich reaktywność zmienia się, a rżne stopnie utlenienia metali w ich

związkach umożliwiają stosowanie rozmaitych metod rozdzielania [tm 5&19 HMIP (Inspektorat ds.

Zanieczyszczeń Środowiska JKM) PM 1993]. Na przykład czterotlenki rutenu i osmu są lotne i

mogą być łatwo rozdzielane przez destylację. Wiele z procesw stosuje bardzo reaktywne

odczynniki lub produkuje toksyczne produkty, czynniki te są brane pod uwagę przez stosowanie

odpornych na uszkodzenia systemw ograniczających i uszczelnionych zbiornikw ściekowych.

Głwnym powodem instalowania takich systemw jest wysoka wartość metali.

Wiele z procesw jest poufnych w skali technicznej i dostępne są tylko bardzo szkicowe opisy.

Procesy są zwykle przeprowadzane w rżnych kombinacjach by odzyskać metale szlachetne obecne

w konkretnym materiale wsadowym. Cena ustalona za odzysk metali szlachetnych jest stała i nie

zależy od wartości metalu. W związku z tym proces przetwarzania musi być tak zaprojektowany, by

uwzględnić dokładne pobieranie prbek i analizę materiału jak rwnież jego odzysk. Pobieranie

prbek jest realizowane po fizycznym przetworzeniu materiału lub też prbki są pobierane ze

strumieni bocznych podczas normalnego przetwarzania. Istnieje ponad 200 typw surowcw

dostępnych dla przemysłu i zazwyczaj surowce te są klasyfikowane w pięciu rodzajach

homogenizacji.

Kategoria homogenizacji

Rodzaj surowca

Komentarz

Materiał pierwotny

Katalizatory, przygotowane

zmiotki, roztwory.

Bezpośrednio do procesu

Zmiotki

Minerał + metal, wysokotopliwe

katalizatory węglowe.

Spopielanie, prażenie i

wzbogacanie wstępne

Złom

Materiał niskotopliwy.

Materiał

poddawany

Taśmy

filmowe,

złom

rozdrabnianiu

elektroniczny.

Materiał do rozpuszczania Materiał, ktry jest rozpuszczany

w kwasie, CN, NaOH itd.

Tabela 6.1: Kategorie homogenizacji dla pobierania prbek

Charakterystyka surowca jest oparta na najbardziej niejednorodnych punktach wejściowych, na

schemacie technologicznym przetwarzania (rys. 6.1) i jest niezależna od metali szlachetnych

zawartych w materiale. Surowce są zwykle oprbowywane zgodnie z tą charakterystyką i podaje

się, że większość firm stosuje ten schemat. Prbki są poddawane obrbce w celu rozpuszczenia

zawartości metali szlachetnych lub w celu wyprodukowania prbki w formie nadającej się do

Produkcja metali nieżelaznych

490

Rozdział 6

analizy. Czasami zajmuje to cały lub część rzeczywistego procesu odzyskiwania i dlatego w

procesie pobierania prbek stosowane są systemy ograniczające.

Oglny schemat technologiczny dla wtrnych metali szlachetnych

Złom

Metale, stopy

Zmiotki

minerały

Materiały

fotograficzne

Topienie

Spopielanie

Rozdrabnianie

metalowe

żużel

Homogenizacja

kruszenie,

mielenie,

mieszanie

Analiza

Spopielanie

Płukanie

hydro-

metalurgia

piro-

metalurgia

wysokie Au

niskie Ag

wysokie Ag

niskie Au

wysokie Au

niskie Ag

wysokie Ag

niskie Au

żużel

kamień (Cu 2S)

pył piecowy

chlorek

Wytapianie

(extraction)

Wytapianie

(Miller)

PbO lub

Cu 2 O

bulion

Złoto

Kupelacja

pył piecowy

produkt zawierający - Ag, Au, PM

kwas azotowy

Rafinacja

chemiczna

Obrbka

chemiczna

Elektroliza

Moebius lub Balbach

Srebro

roztwory

PGM

roztwr

Ag, Pd

szlam

Au, PGM

szlam

Au, PGM

woda krlewska

lub HCl/Cl 2

rafinacja

srebra

Rozdzielanie chlorku

srebra

Electroliza Wohlwill

lub

Rafinacja chemiczna

Złoto

roztwr Pd

szlam

PGM

Złoto

Rafinacja PGM

PGMy

Rysunek 6.1: Oglny schemat technologiczny dla odzysku metalu szlachetnego.

Istnieje rwnież potrzeba szybkiego przetwarzania tych materiałw i odzwierciedla się to w celowo

zawyżonej zdolności produkcyjnej w tym sektorze. Rozbudowane oprbowywanie i analiza

umożliwia rwnież dokonanie optymalnego wyboru kombinacji procesu.

Produkcja metali nieżelaznych

491

Rozdział 6

Szlamy anodowe z elektrolitycznego oczyszczania miedzi są istotnym źrdłem metali szlachetnych

i dlatego szlamy te są obrabiane dla usunięcia i odzyskania metali szlachetnych razem z innymi

metalami takimi jak selen i tellur. Szczegły procesu zależą od proporcji obecnych metali.

Stosowane są procesy pirometalurgiczne lub hydrometalurgiczne i w pewnych przypadkach w

proces wkomponowane są stopnie ekstrakcji rozpuszczalnikowej. Poniższy rysunek stanowi

przykład oglny.

Produkcja metali nieżelaznych

492

Rozdział 6

Rysunek 6.2: Przykład schematu technologicznego dla obrbki szlamu anodowego.

Produkcja metali nieżelaznych

493

Rozdział 6

6.1.1 Srebro

Podstawowymi źrdłami srebra są złom (np. biżuteria, monety i inne stopy), koncentraty, szlamy

anodowe (lub z elektrofiltra), filmy fotograficzne, papiery i szlamy, popioły, zmiotki, i inne

pozostałości [tm 5&19, HMIP (Inspektorat ds. Zanieczyszczeń Środowiska JKM) PM 1993; tm

105, PM Expert Group 1998 - Grupa Ekspertw ds. PM 1998]

6.1.1.1 Materiały fotograficzne

Filmy fotograficzne, papiery i szlamy są spopielane okresowo, partiami w piecach z pojedynczym

trzonem lub w sposb ciągły w piecach obrotowych w celu produkcji popiołu o dużej zawartości

srebra. Mniejsze firmy przetwarzające materiały z recyklingu stosują piece skrzynkowe. Wsad

posiada taką wartość opałową, że paliwo jest potrzebne tylko podczas uruchomienia procesu.

Opalany dopalacz, zainstalowany w oddzielnej komorze, jest stosowany do spalania częściowo

spalonych produktw w gazie odlotowym; ponadto zainstalowany jest system filtra i płuczki

kaustycznej. Popił jest odzyskiwany i obrabiany razem z innym materiałem srebrnonośnym, gazy

są filtrowane a zbierany pył jest rwnież obrabiany dla odzysku srebra.

Stosowany jest rwnież chemiczny proces z odpędzaniem rozpuszczalnika, w ktrym sole srebra są

ługowane z warstwy emulsji. W procesie tym odpadowy film fotograficzny jest traktowany

roztworem tiosiarczanu, ktry może rwnież zawierać enzymy. Srebro jest odzyskiwane z kąpieli

ługującej przez elektrolityczne otrzymywanie metali, a zubożony elektrolit jest zawracany do

stopnia ługowania. Plastykowa warstwa filmu fotograficznego teoretycznie może być odzyskiwana,

ale materiał wsadowy zawiera zwykle pewne ilości papieru, takiego jak koperty i to może

powstrzymywać odzysk i powodować powstawanie strumienia odpadw [tm 5, HMIP (Inspektorat

ds. Zanieczyszczeń Środowiska JKM) PM 1993].

Srebro jest odzyskiwane z roztworw odpadowych z przemysłu fotograficznego i innych

przemysłw, przez chemiczne strącanie w postaci siarczkw w celu utworzenia proszku, ktry jest

suszony, topiony i oczyszczany. Alternatywnie, roztwory tiosiarczanu srebra są poddawane

elektrolizie przy 2 woltach w celu wytwarzania siarczku srebra, ktry jest nierozpuszczalny (w

praktyce osiąga 5 Î 10 ppm Ag w roztworze).

6.1.1.2 Popioły, zmiotki, itd.

Popioły, zmiotki, płytki z obwodami drukowanymi, spieczony materiał drobnoziarnisty, szlamy i

inne materiały zawierające miedź i metale szlachetne, są mieszane i topione w piecach

elektrycznych, w piecach szybowych, w piecach obrotowych lub płomiennych albo w konwertorach

obrotowych z dmuchaniem grnym (TBRC). Ołw lub miedź stosowane są jako kolektor dla srebra

i innych metali szlachetnych, zaś prąd elektryczny, koks, gaz lub olej jako paliwo oraz w celu

stworzenia atmosfery redukującej. W pewnych przypadkach wybrany odpad plastykowy może być

użyty jako paliwo i wwczas stosuje się odpowiednie dopalanie, aby zapobiec emisji związkw

organicznych takich jak lotne części organiczne (VOC) i dioksyny. Do zbierania składnikw

niemetalicznych z materiałw wsadowych dodawane są topniki tworzące żużel, z ktrego usuwane

są składniki niemetaliczne. Okresowo piec działa z użyciem naboju żużlowego w celu odzyskania z

żużlu wszelkich metali szlachetnych przed granulacją lub zlewaniem żużlu przed jego usuwaniem,

obrbką w celu zubożenia lub wykorzystania.

Srebro i inne metale szlachetne, produkowane w piecu do wytapiania są zbierane w ciekłym ołowiu

lub miedzi. Stop ołowiu jest przesyłany do pieca kupelacyjnego, gdzie ołw jest utleniany na glejtę

ołowiową (tlenek ołowiu) z użyciem powietrza lub tlenu. Stop miedzi jest obrabiany w podobny

Produkcja metali nieżelaznych

494

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: