Переработка узлов и деталей, содержащих платину

Платина (Pt) имеет атомный вес 195.09, относится к драгоценным металлам, встречается в природе в россыпях в виде крупинок, всегда содержащих примесь других платиновых металлов (иридия, палладия, родия, рутения, осмия). Наиболее богатые месторождения платины в Российской Федерации находятся на Урале.

Платина представляет собой белый блестящий металл, не изменяющийся на воздухе даже при сильном нагреве, обладающий ковкостью, имеющий плотность 21.45 г/см³ и температуру плавления 1769^ºС. Эти свойства определили использование платины в радиоэлектронике.

Платиносодержащее сырье перерабатывается на металлургических предприятиях. Это неизбежно связано с необходимостью разработки приемов и способов выделения ценных компонентов с получением товарных концентратов платиновых металлов.

В качестве основных компонентов катализаторов используют оксид алюминия, графит, минеральные продукты и другие материалы. Существующие методы переработки вышедших из употребления платиновых катализаторов на основе оксида алюминия условно можно разделить на две группы [3.1., 3.2.]:

· методы, обеспечивающие растворение основы (Al₂O₃) с получением концентрата благородных металлов;

· методы, обеспечивающие извлечение благородных металлов, не затрагивая при этом основы.

К первой группе методов относятся различные варианты сульфатации, в частности, «сухую» сульфатацию катализатора осуществляют смачиванием материала концентрированной серной кислотой H₂SO₄ (из расчета три объема кислоты по отношению к одному объему материала) и прокаливанием при температуре 254^ºС. Процесс осуществляется в подовых печах или во вращающихся трубчатых печах [3.1.].

Ко второй группе методов применимы в основном приемы хлорной металлургии, обеспечивающей образование простых, а также комплексных хлоридов платины и палладия с переводом их в газовую фазу или раствор соответственно.

Комбинированная технология получения платинового концентрата включает растворение оксида алюминия в расплавленном криолите с использованием в качестве коллектора платины или алюминия (рис. 3.11.).

В ванну с расплавленным алюминием направляют криолит и при температуре 970-980^ºС вводят отработанный катализатор АП-56. при этом платина экстрагируется алюминием, а криолит постепенно насыщается по глинозему.

В процессе многократного использования происходит насыщение алюминия по платине. По мере увеличения содержания Al₂O₃ в криолите он обновляется. Полученный алюмоплатиновый сплав гранулируют, сливая в воду (при этом размер гранул составляет 2 – 4 мм). Затем направляют на выщелачивание алюминия в водный 10-15 % раствор серной кислоты при температуре 100^ºС и перемешивании 3-5 часов. После отстаивания и фильтрации пульпы промывки, сушки и прокаливания получают концентрат, содержащий в себе до 90 % платины. Высокая восстановительная способность металлического алюминия в сернокислых средах практически исключает возможность растворения платины.

Рис. 3.11. Технологическая схема получения платины
из катализатора АП-56

Для удаления железа из обрезков стружки и опилок платины и металлов платиновой группы применяют метод проварки в соляной кислоте.

В фарфоровую или стеклянную емкость помещают материал – железо и отходы платины – и заливают соляной кислотой. Для ускорения процесса раствор нагревают, периодически добавляя соляную кислоту. Ход реакции контролируется визуально. После завершения реакции раствор сливают, осадок отмывают горячей водой и прокаливают.

Важным вопросом утилизации драгоценных металлов является удаление припоев с контактов платино-иридиевых групп, которое может быть осуществлено следующим образом.

Фарфоровую емкость на 2/3 объема заливают азотной кислотой, после чего осторожно, небольшими порциями загружают отходы платины и иридия. Вначале реакция протекает медленно, однако по мере разогрева раствора начинаются бурные выделения газов и вспенивание раствора. Во избежания выплескивания емкость необходимо наполнять не более чем наполовину. По мере прекращения бурной реакции в емкость добавляют кислоту. Чтобы растворение было полным, необходимо перемешивать нерастворенный остаток деревянной или винипластовой мешалкой. По окончании реакции раствор охлаждают и выливают из емкости.

Платиново-иридиевые остатки выбирают из емкости, промывают водой и сушат. Раствор проверяют на содержание серебра. Для чего к отобранным 25 – 50 мл раствора добавляется 5 – 7 мл соляной кислоты, энергично взбалтывают и подогревают.