РЕФЕРАТ
ПО ХИМИИ
Тема:
« Сей металл с начала света до сих времен совершенно оставался
неизвестным, что без сомнения весьма удивительно »
«Магазин натуральной истории, физики и химии», 1790 г.
Историческая справка.
В XVI и XVII веках испанские конкистадоры бесцеремонно расхищали
богатства древних государств ацтеков и инков. Однажды
завоеватели, передвигаясь вдоль реки Платино-дель-Пино (Колумбия),
обнаружили на ее берегах золото и крупицы неизвестного им тяжелого
серебристого металла. Из-за высокой тугоплавкости он оказался ни на
что не пригодным и лишь затруднял очистку золота. Новый металл испанцы
решили назвать платиной, что означает «серебрецо» («серебришко», «плохое
серебро»).
Все же довольно большие количества платины были вывезены в Испанию, где
ее продавали по цене, значительно более низкой, чем серебро. Вскоре
испанские ювелиры обнаружили , что платина хорошо сплавляется с золотом,
и это ее свойство стали использовать при изготовлении ювелирных изделий
и фальшивых монет. Об этом стало известно королю, и он издал указ,
требующий прекратить ввоз в страну никчемного металла, а заодно и
уничтожить все его запасы. Чиновники королевских монетных дворов собрали
всю имевшуюся в Испании платину, получившую к этому времени такие
названия, как «гнилое золото», «лягушачье золото», и публично предали
этот металл казни по причине его «лживой сущности»: собранную платину
утопили в море и реках – там, где поглубже. В дальнейшем такую операцию
повторяли еще не раз. Так завершился первый этап в биографии платины.
В середине XVIII века в Испании вышел в свет двухтомный труд
мореплавателя, астронома и математика Антонио де Ульоа «Путешествия по
Южной Америке». Находясь там в экспедиции, ученый заинтересовался
самородной платиной, привез ее в Европу и подробно описал в книге, после
чего металл привлек к себе внимание многих европейских ученых.
Обстоятельное изучение платины провел шведский химик Хенрик Шеффер (1756
г.), который доказал, что она является не смесью уже известных металлов
(например, золота и железа), как утверждали некоторые ученые, а новым
химическим элементом.
A 1773-1774 aодах I. aea-Eeeue iieo/ee eiaeoth oi?io ieaoeiu. A 1783
aоду Oaaaii caiатентоaae i?ioeann iieo/aiey eiaeie ieaoeiu. Ia/eiay ni
aoi?ie iieiaeiu XVIII aека ieaoeiie, aa naienoaaie, iaoiaeaie
ia?a?aaioee e eniieueciaaiey noaee eioa?aniaaoueny iiiaea
oeieee-aiaeeoeee e oaoiieiae, a oii /enea e o/aiua Iaoa?ao?aneie
aeaaeaiee iaoe. Iaeaieaa aaaeiua ?aaiou a yoie iaeanoe a ia?aie iieiaeia
XIX aека – yoi nicaeaiea iaoiaeia iieo/aiey eiaeie ieaoeiu.
Anaie?ioth ecaanoiinoue i?eia?aee o?oaeu ?onneiai o/aiiai e
iauanoaaiiiai aeayoaey A. A. Ioneia-Iooeeia (1760-1805). Aua a 1797
aоду ii ioe?ue iiaua niiniau iieo/aiey aiaeueaaiu ieaoeiu, a caoai
?ac?aaioae niaa?oaiiua iaoiaeu aa eiaee e i/enoee io aeaeaca. ?aaiou
Ioneia-Iooeeia auee i?iaeieaeaiu A?oeiiaui, Aa?aeineei, Ethaa?neei,
Niaieaaneei e ae?.
Исследование платины привело к открытию нескольких металлов,
сопутствующих ей в природе и получивших общее название платиновых: в
1803 году были открыты палладий и родий, в 1804 году – осмий и иридий, а
спустя сорок лет химикам стал известен и последний элемент этой группы –
рутений.
Работам в этой области в немалой степени способствовал тот факт, что в
1819 году на Урале вблизи Екатеринбурга (ныне Свердловск) геологи
обнаружили россыпные месторождения платины. Спустя пять лет в этих краях
начал действовать первый в России платиновый рудник.
Примерно в это же время этот металл начали использовать как добавку к
стали. За необыкновенно высокую твердость такая сталь получила название
«алмазной». В этой роли платина выступала довольно долго, но затем
вынуждена была уступить свое место менее дорогому и к тому же еще более
способному вольфраму.
Важную страницу в биографию платины вписал известный русский инженер и
ученый П.Г. Соболевский. Возглавив петербургскую Соединенную лабораторию
Департамента горных и соляных дел, Горного кадетского корпуса и Главной
горной аптеки, он вместе со своим сотрудником В.В. Любарским приступил к
исследованию сырой платины и разработке технологии превращения ее в
ковкий металл. Они растворяли самородную платину в царской водке, а из
этого раствора, добавляя NH4Cl, осаждали хлороплатинат аммония
(NH4)2[PtCl]. Этот осадок промывали, а затем прокаливали на воздухе.
Получившейся губчатой платиной они заполнили специально изготовленные
железные формы, спрессовали ее на винтовом прессе, нагрели до белого
каления, затем вновь подвергли большому давлению. Таким образом, минуя
плавление, губчатая платина превратилась в монолитные изделия, которые
нельзя было отличить от литых, эoio niinia iicaieye aeaeaoue ec
o?aeueneie ieaoeiu ecaeaeey aunieiai ea/anoaa. Oae в 1826 году впервые в
истории техники был создан и применен на практике оригинальных
технологический процесс, сохранивший свое значение и по сей день. Он
лежит в основе современных методов порошковой металлургии.
21 ia?oa 1827 aоду a eiioa?aioe-caea Iaoa?ao?aneiai ai?iiai eaaeaoneiai
ei?iona ia iiiaiethaeiii oi?aeanoaaiiii nia?aiee O/aiiai eiieoaoa ii
ai?iie e nieyiie /anoe auee iieacaiu ecaioiaeaiiua iiaui iaoiaeii ia?aua
ecaeaeey ec ?onneie ieaoeiu. Ioe?uoea I.A. Niaieaaneiai e A.A.
Ethaa?neiai iieo/eei ie?iaoth ecaanoiinoue. A 1828 aоду Niaieaaneee
iienae naie niinia iieo/aiey eiaeie ieaoeiu a Iaoa?ao?aneii “Ai?iii
aeo?iaea” iiae iacaaieai: “Ia i/euaiee e ia?aaioea nu?ie ieaoeiu”.
Тогда же, бeaaiaea?y i?aaei?eei/eainoe ieieno?a oeiainia A.O. Eaie?eia,
Соболевскому было поручено приступить к чеканке 3-, 6-и 12-рублевых
платиновых монет. Уже вскоре петербургский Монетный двор начал полным
ходом выпускать такие деньги. За сравнительно короткий срок было
выпущено почти полтора миллиона платиновых монет, на которые пошло около
15 тонн платины. Однако цена на этот металл росла, платиновые деньги
становились все дороже и дороже, в результате чего их истинная стоимость
значительно превысила нарицательную и уже вскоре они фактически вышли из
обращения.
За несколько лет на Монетном дворе скопились значительные количества
остатков платиновой руды. Министерство финансов поручило казанскому
профессору Карлу Клаусу найти способ переработать их на платину. Через
два года ему удалось опробовать новый метод извлечения платины из
остатков руды.
В середине XIX столетия французские ученые А. Сент-Клер Девиль и Ж.
Дебре предложили новый метод получения платины. Они изобрели специальную
печь, облицованную изнутри пористым известняком, куда загружался
губчатый металл. Плавили его с помощью газовых горелок, которые
вставлялись через отверстия в верхней части печи. Этот процесс позволял
извлекать более чистую и ковкую платину, так как примеси железа, меди и
свинца образовывали легкоплавкие шлаки и поглощались стенками печи.
A 1913 aоду iiae ?oeiaiaenoaii I.I. Aa?aaioeeia ia aaca
enneaaeiaaoaeueneeo ?aaio, i?iaaaeaiiuo a eaai?aoi?ee Iaoa?ao?aneiai
ai?iiai einoeoooa, a a. Aeaoa?eiao?aa ia/aee no?ieoaeuenoai aooeiaaeiiai
caaiaea aeey ia?a?aaioee aeiauaaaiie oeeoiaie ieaoeiu. A 1916 aоду
ia/aee auioneaoue eeoue aoa/aooth ieaoeio e oieueei a 1923 aоду noaee
auaeaeyoue niooieee ieaoeiu.
Основные свойства платины.
Iieiaeaiea a ia?eiaee/aneie nenoaia yeaiaioia.
Платина – neiaie Pt (eao. Platinum), oeie/aneee yeaiaio 6-ai
ia?aoiaeiiai ia?eiaea ia?eiaee/aneie nenoaiu. Aeey iaai oa?aeoa?ii
caiieiaiea 5d-yeaeo?iiiuo i?aeoaeae i?e iaee/ee iaeiiai eee aeaoo
s-yeaeo?iiia ia aieaa aunieeo 6s- yeaeo?iiiuo i?aeoaeyo.
Таблица 1.
Характеристика атомов платины.
С этими степенями окисления, aeaaiaea?y aunieei ca?yaeai, iaaieueoei
eiiiui ?aaeeonai e iaee/eth iacaiieiaiiuo d-i?aeoaeae, iia i?aaenoaaeyao
niaie oeie/iue eiiieaeniia?aciaaoaeue. Oae, a ?anoai?ao ana aai
niaaeeiaiey, aeeth/ay i?inoua (aaeiaaieaeu, noeueoaou, ieo?aou),
i?aa?auathony a eiiieaeniua, iineieueeo a eiiieaeniia?aciaaiee
o/anoaotho eiiu niaaeeiaiee, i?enoonoaothueo a ?anoai?a, a oaeaea aiaea.
Iiyoiio aeae?iiaoaeeo?aey ieaoeiu iniiaaia ia eniieueciaaiee aa
eiiieaeniuo niaaeeiaiee.
Токсичность.
Начнем с самого неприятного – с токсичности соединений платины. Являясь
биоксенным элементом, платина при введении в организм либо никак себя не
проявляет, либо вызывает тяжелейшие поражения, в первую очередь почек,
печени, нервной и иммунной систем.
Сама по себе металлическая платина токсического действия не оказывает,
однако, примеси, содержащиеся в платиновой черни (в первую очередь,
теллур), ядовиты, и при попадании порошка платины в желудочно-кишечный
тракт возникают некрозы участков слизистой ЖКТ, зернистая дистрофия
гепатоцитов, набухание эпителия извитых канальцев почки, а также “общая
интоксикация”. Смертельные отравления металлической платиной не
отмечены.
Соли платины дают общую интоксикацию организма с гибелью подопытных
животных в период от трех часов до трех суток после введения препарата.
При ингаляционном отравлении гексахлороплатинатом аммония смертельные
концентрации не были достигнуты. Интоксикация сопровождается нарушением
углеводного, белкового и холестеринового обмена. У человека – тошнота,
диарея, понижение уровня гемоглобина в крови, разрушение почек.
Гексахлороплатинат аммония способен впитываться в кожу, при этом платина
обнаруживается в всех внутренних органах, крови и моче, накопление
происходит в селезенке, надпочечниках, почках и половых органах, где
платина обнаруживается даже через тридцать дней после введения.
Вдыхание комплексных соединений платины в виде пыли или тумана (5-70
мг/м3) вызывают синюху, затруднение дыхания, кашель, при длительном
воздействии бронхиальную астму. В ряде случаев отмечены аллергические
реакции (покраснение и шелушение кожи, высыпания на открытых участках
тела). Сходное действие оказывают платинохлористоводородная кислота и
гексахлороплатинат аммония. У химиков при действии (NH4)2PtCl6
развивается светобоязнь, насморк, при длительном воздействии – астма.
Любопытно отметить, что по индивидуальной чувствительности к соединениям
платины у разных людей наблюдаются существенные отличия, сцепленные с
некоторыми генетически обусловленными признаками.
К последствиям хронического отравления комплексами платины относится так
называемый платиноз – совокупность вышеуказанных симптомов, носящая
постоянный характер. У страдающих платинозом выявлен дисбаланс
адренорецепторной регуляции. При длительной работе с платиной
приобретенная аллергия возникает приблизительно в половине случаев.
В целом, хотя “благородная” платина уже более века служит
химикам-неорганикам, исследующим координационные соединения, ее ядовитый
характер требует серьезного и осторожного к себе отношения.
Oece/aneea naienoaa.
Ieaoeia i/aiue ooaiieaaeee e o?oaeiieaoo/ee iaoaee, e?enoaeeecoaony a
a?aiaoeaio?e?iaaiiua eoae/aneea ?aoaoee. I?e aicaeaenoaee ia ?anoai?u
nieae ainnoaiiaeoaeyie iaoaee iiaeao auoue iieo/ai a aeaea “/a?ie”,
iaeaaeathuae aunieie aeenia?niinoueth.
Ieaoeia a ai?y/ai ninoiyiee oi?ioi i?ieaouaaaony e naa?eaaaony.
Oa?aeoa?iui naienoaii yaeyaony niiniaiinoue aani?ae?iaaoue ia
iiaa?oiinoe iaeioi?ua aacu, iniaaiii aiaei?iae e eenei?iae. Neeiiiinoue
e aani?aoeee cia/eoaeueii aic?anoaao o iaoaeea, iaoiaeyuaainy a
oiieiaeenia?niii e eieeieaeiii ninoiyiee. Ieaoeia (iniaaiii ieaoeiiaay
/a?iue) aeiaieueii neeueii iiaeоuaao eenei?iae: 100 iauaiia eenei?iaea
ia iaeei iauai ieaoeiiaie /a?ie. Aneaaenoaee niiniaiinoe e aani?aцee
aacia ieaoeio i?eiaiytho a ea/anoaa eaoaeecaoi?ia i?e ?aaeoeeyo
aeae?iaaiecaoeee e ieeneaiey. Eaoaeeoe/aneay aeoeaiinoue oaaee/eaaaony
i?e eniieueciaaiee /a?ie.
Таблица 2.
Физические свойства.
Oa?aeoa?enoeea Pt
Ieioiinoue i?e 20 °N, a/aei3 21.45
Oeaao Na?iaaoi-aaeue, aeanoyuee
?aaeeon aoiia, ii 0.138
Oaiia?aoo?a ieaaeaiey, °N 1774
Oaiia?aoo?a eeiaiey, °N 4590
Ia?aiao?u e?enoaeee/aneie ?aoaoee i?e 20 °N, ii
a=0.392
Oaeaeueiay oaieiaieinoue, Aeae/(iieue/E) 25.9
Oaieii?iaiaeiinoue i?e 25 °N, Ao/(i·E) 74.1
Oaeaeueiia yeaeo?inii?ioeaeaiea i?e 0 °N, ieIi·ni
9.85
Oaa?aeinoue ii A?eiaeeth, IIa 390-420
Iiaeoeue oi?oainoe, AIa 173
Oeie/aneea naienoaa.
Ieaoeia eae yeaiaio VIII a?oiiu iiaeao i?iyaeyoue ianeieueei
aaeaioiinoae: 0, 2+, 3+, 4+, 5+, 6+ e 8+. Ii, eiaaea eaeao ?a/ue ia
yeaiaioa ? 78 ii/oe oaeaea, eae aaeaioiinoue, aaaeia ae?oaay
oa?aeoa?enoeea – eii?aeeiaoeeiiiia /enei. Iii icia/aao, neieueei aoiiia
(eee a?oii aoiiia), eeaaiaeia, iiaeao ?aniieiaeeoueny aie?oa
oeaio?aeueiiai aoiia a iieaeoea eiiieaeniiai niaaeeiaiey. Aeey noaiaie
ieeneaiey 2+ e 4+ eii?aeeiaoeeiiiia /enei ?aaii niioaaonoaaiii /aou?ai
eee oanoe.
Eiiieaenu aeaooaaeaioiie ieaoeiu eiatho ieineinoiia no?iaiea, a
/aou?aoaaeaioiie – ieoayae?e/aneia.
Платина чрезвычайно устойчива против коррозии. I?e iau/iie oaiia?aoo?a
она ia acaeiiaeaenoaoao n ieia?aeueiuie e i?aaie/aneeie eeneioaie.
Na?iay eeneioa i?e iaa?aaa iaaeeaiii ?anoai?yao ieaoeio. Iieiinoueth
ieaoeia ?anoai?yaony a oea?neie aiaeea:
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O.
I?e ?anoai?aiee iieo/aaony aaenaoei?iieaoeiiaay, eee
ieaoeiioei?enoiaiaei?iaeiay, eeneioa H2[PtCl6], eioi?ay i?e auia?eaaiee
?anoai?a auaeaeyaony a aeaea e?anii-ao?uo e?enoaeeia ninoaaa
H2[PtCl6]•H2O. I?e iiauoaiiuo oaiia?aoo?ao ieaoeia acaeiiaeaenoaoao n
aaeeeie uaei/aie, oinoi?ii e oaea?iaeii.
N eenei?iaeii ieaoeia ia?acoao ieneaeu (II), (III) e (IV): PtO, Pt203 e
PtO2. Ieneae PtO iieo/aaony i?e iaa?aaaiee ii?ioea ieaoeiu aei 430 °N a
aoiinoa?a eenei?iaea i?e aeaaeaiee 0.8 IIa. Ieneae Pt2O3 iiaeii
iieo/eoue i?e ieeneaiee ii?ioea iaoaeee/aneie ieaoeiu ?anieaaeaiiui
ia?ieneaeii iao?ey. Ieneae PtO2 – ii?ioie /a?iiai oeaaoa – iieo/aaony
i?e eeiy/aiee aeae?ieneaea ieaoeiu (II) ni uaei/ueth:
2Pt(OH)2=PtO2+Pt+2H2O.
Aeae?ieneae ieaoeiu (IV) iiaeii iieo/eoue inoi?iaeiui i?eeeaaieai uaei/e
e ?anoai?o oei?iieaoeiaoa eaeey:
K2[PtCl6]+4KOH=Pt(OH)4+6KCl.
Na?ienoia niaaeeiaiea PtS – ii?ioie ei?e/iaaiai oeaaoa, ia ?anoai?eiue a
eeneioao e oea?neie aiaeea; PtS2 – /a?iue inaaeie, iieo/aaiue ec
?anoai?ia aeaenoaeai na?iaiaei?iaea, ?anoai?eiue a oea?neie aiaeea.
Платина при нагревании хорошо соединяется с фтором и хлором. I?e 360 °N
aicaeaenoaeai oei?a ia ieaoeio iiaeii iieo/eoue oao?aoei?eae PtCl4,
eioi?ue i?e oaiia?aoo?a auoa 370 °N ia?aoiaeeo a o?eoei?eae PtCl3, a i?e
435 °N ?aniaaeaaony ia oei? e iaoaeee/aneoth ieaoeio; PtCl2 ?anoai?yaony
a neaaie nieyiie eeneioa n ia?aciaaieai ieaoeienoi-oei?enoiaiaei?iaeiie
eeneiou H2[PtCl4], i?e aeaenoaee ia eioi?oth nieae iaoaeeia iieo/athony
oei?iieaoeieou Me2[PtCl4] (aaea Me – K, Na, NH4 e o.ae.).
Oao?aoei?eae ieaoeiu PtCl4 i?e aicaeaenoaee nieyiie eeneiou ia?acoao
ieaoeiioei?enoiaiaei?iaeioth eeneioo H2[PtCl6]. Niee aa – oei?iieaoeiaou
Me2[PtCl6]. I?aeoe/aneee eioa?an i?aaenoaaeyao oei?iieaoeiao aiiiiey
(NH4)2[PtCl]6 – e?enoaeeu aeaeoiai oeaaoa, iaei?anoai?eiua a aiaea,
nie?oa e eiioeaio?e?iaaiiuo ?anoai?ao oei?enoiai aiiiiey. Iiyoiio i?e
aooeiaaea ieaoeio ioaeaeytho io ae?oaeo ieaoeiiauo iaoaeeia, inaaeaeay a
aeaea (NH4)2[PtCl6].
A aiaeiuo ?anoai?ao noeueoaou eaaei aeae?ieecothony, i?iaeoeou
aeae?ieeca a cia/eoaeueiii eioa?aaea pH iaoiaeyony a eieeieaeiii
ninoiyiee. A i?enoonoaee oei?eae-eiiia noeueoaou ieaoeiu ia?aoiaeyo a
oei?iieaoeiaou.
Поведение платины в обогатительных операциях.
Oi?iu iaoiaeaeaiey ieaoeiu a ?oaeao.
Oi?iu iaoiaeaeaiey ieaoeiu a ?oaeao ii?aaeaeytho aa iiaaaeaiea a
iineaaeothueo i?ioeannao iaiaauaiey. Iiyoiio eo eco/aiea eiaao aieueoia
cia/aiea aeey auai?a oaoiieiae/aneie noaiu ia?a?aaioee
ieaoeioniaea?aeaueo ?oae e eiioeaio?aoia.
Кларк и Вашингтон, а позднее И. И В. Ноддак подсчитали содержание
платины в земной коре. Ia?aua i?eieiaee a ?an/ao oieueei oo ieaoeio,
eioi?ay iaoiaeeony a ?innuiyo e ei?aiiuo oeueo?ainiiaiuo ii?iaeao, a
aoi?ua o/eouaaee oaeaea ieaoeio, iaoiaeyuothny a ?annayiiii ninoiyiee.
Eiiaaea iieuecothony aeaiiuie ii ?ani?ino?aiaiiinoe ieaoeiu,
i?eaiaeeiuie Aieueaeoieaeoii. Iaiauaiea ?yaea enneaaeiaaiee ia iniiaa
iiiai/eneaiiuo ii?aaeaeaiee aeaii A. I. Aeiia?aaeiaui.
Таблица 3.
Содержание платины в земной коре, %.
Ii Eea?eo e
Aaoeiaoiio Ii E. e A. Iiaeaeae Ii
Aieueaeoieaeoo Ii A. I.
Aeiia?aaeiao
1.2·10-8 5·10-6 1·10-8 5·10-7
Ieaoeio aeiauaatho a “ia?ae/iuo” e “aoi?e/iuo” ianoi?iaeaeaieyo. E
ia?aui ioiinyony ioe?uoua a 1908 aоду eaiaaeneea iaaeiiieeaeaaua
iaaieoiua eie/aaeaiu a ie?oaa Naaeaa?e, thaeiiao?eeaineea
iaaeiiieeaeaaua eie/aaeaiu a O?ainaaaea и ianoi?iaeaeaiey Ii?eeuenea;
caeanue ieaoeia i?enoonoaoao a aeaea noeueoeaeia. Aoi?e/iua
ianoi?iaeaeaiey iaycaiu naiei iiyaeaieai auaao?eaaieth ia?ae/iuo
ianoi?iaeaeaiee e iineaaeothuaio niuaaieth auaao?aiiuo ii?iae, i?e/ai
ieaoeiiaua iaoaeeu, eiathuea aieueooth ieioiinoue, inaaeaee a
ii?aaeaeaiiuo ianoao. Aoi?e/iua ianoi?iaeaeaiey iaoiaeyony a Eieoiaee.
Ii iie oo?aoeee naia cia/aiea a 20-o aiaeao i?ioeiai aaea, eiaaea ia
caiaaeiuo e
ainoi/??????????????????????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????
Таблица 4.
Средний состав уральской россыпной и коренной платины, %
Oei ianoi?iaeaeaiey Pt
?innuiiay 77.5
Ei?aiiay 76.7
N?aaeiee ninoaa aooeie?oaiie ieaoeiu 78.4
A eaiaaeneeo ianoi?iaeaeaieyo ieaoeia ano?a/aaony a aeaea nia?eeeoa
PtAs2, eoia?eoa PtS e iaeioi?uo aieaa ?aaeeeo ieia?aeia. Iaeiaei
aieueoay /anoue ieaoeiiauo iaoaeeia iaoiaeeony a noeueoeaeao a aeaea
oaa?aeiai ?anoai?a. Niaea?aeaiea ieaoeiu a ?oaeao aeinoeaaao 1.5-2.0
aрамма ia 1 oонну ?oaeu.
I?eia?ii oaeie aea ieia?aeiae/aneee ninoaa eiatho thaeiiao?eeaineea
?oaeu, e?iia oiai caeanue iaeaeaia naii?iaeiay ieaoeia e oa??iieaoeia.
Eaaeaeiio oeio ?oae e eo ieia?aeueiui ?aciiaeaeiinoyi naienoaaiiu naie
iniaaiiinoe ieaoeiiaie ieia?aeecaoeee, iaoneiaeaiiua ?acee/iie
iaiaauaiiinoueth ieaoeiiauie iaoaeeaie, ?acee/iui niioiioaieai ieaoeiu,
iaeeaaeey, e?eaeey, ?iaeey, ?ooaiey e iniey, a oaeaea ?acee/eai oi?i
iaoiaeaeaiey iaoaeeia.
Iiiaiia?acea oeiia ?oae e ?acee/ea oi?i iaoiaeaeaiey ieaoeiiauo iaoaeeia
a iaaeii-ieeaeaauo ?oaeao aucuaaao aieueoea neiaeiinoe n iieiioie
ecaea/aiey ieaoeiiauo iaoaeeia a aioiaua eiioeaio?aou, iai?aaeyaiua a
iaoaeeo?ae/aneoth ia?a?aaioeo.
Iieo/aiea ieaoeiiauo iaoaeeia ec ?innuiae.
?innuie ieaoeiiauo iaoaeeia, ia?aciaaiiua a ?acoeueoaoa ?ac?ooaiey
ei?aiiuo ii?iae, ecaanoiu ai iiiaeo no?aiao, ii i?iiuoeaiiua caianu a
iniiaiii nin?aaeioi/aiu a Eieoiaee, A?aceeee и THaeiie Ao?eea.
I?ioeann ecaea/aiey ieaoeiiauo iaoaeeia ec ?innuiae naiaeeony e aeaoi
a?oiiai iia?aoeee: aeiau/a ianeia e eo iaiaauaieth a?aaeoaoeeiiiuie
iaoiaeaie. Ianee iiaeii aeiauaaoue iiaecaiiuie e ioe?uouie niiniaaie;
eae i?aaeei, i?eiaiytho ioe?uoua ai?iua ?aaiou, auiieiyaiua a aeaa
yoaia: ane?uoa ionoie ii?iaeu e aeiau/a ieaoeioniaea?aeaueo ianeia.
Aeiau/o ianeia iau/ii niaiauatho n eo a?aaeoaoeeiiiui iaiaauaieai a
iaeiii aa?aaaoa, iai?eia?, ae?aaa.
Aeiauoay ai?iay ianna ec ae?aaeiuo /a?iaeia iinooiaao a i?iiuai/ioth
ai/eo, aaea inouanoaeyaony aeaceioaa?aoeey e a?ioi/aiea. I?ioeann
aeaceioaa?aoeee ai?iie iannu a ai/ea i?ienoiaeeo iin?aaenoaii
iaoaie/aneiai ?acaeaeaiey e ?aciuaa aa aiaeie i?e ia?aeaouaaiee ii?iaeu
aioo?e ai/ee e i?ioaiee iaii?iie no?oae aiaeu. Ii?iaea i?e yoii
?acaeaeyaony ia aeaa i?iaeoeoa: aa?oiee (aaeueea, e?oiiua eaiie,
ia?aciuoua eaiie aeeiu) ia niaea?aeeo ieaoeiu e iai?aaeyaony a ioaae;
ieaeiee iinooiaao iineaaeiaaoaeueii ia oethcu, ionaaei/iua iaoeiu e
eiioeaio?aoeeiiiua noieu. A ?acoeueoaoa iaiaauaiey iieo/aaony oeeoiaay
ieaoeia, niaea?aeauay aei 70-90 % ieaoeiiauo iaoaeeia. Aa iai?aaeytho ia
aooeiaae.
Ecaea/aiea ieaoeiu i?e iaiaauaiee noeueoeaeiuo ieaoeioniaea?aeaueo ?oae.
Oaoiieiae/aneea noaiu ecaea/aiey ieaoeiiauo iaoaeeia i?e iaiaauaiee
ae?aieaiiuo ?oae ii?aaeaeythony oi?iaie iaoiaeaeaiey yoeo iaoaeeia a
aeaiiii ianoi?iaeaeaiee. Anee ieaoeiiaua iaoaeeu i?aaenoaaeaiu
naii?iaeiie ieaoeiie e oa??iieaoeiie, oi a oaoiieiae/aneoth noaio
iaiaauaiey aoiaeeo iia?aoeey ii iieo/aieth a?aaeoaoeeiiiiai
eiioeaio?aoa, niaea?aeauaai iiauoaiiua eiioeaio?aoeee ieaoeiiauo
iaoaeeia. Anee a ?oaeao ieaoeiiaua iaoaeeu, a /anoiinoe ieaoeia,
iaoiaeyony a aeaea iaaieoiie oa??iieaoeiu, oi iau/ii i?eiaiytho
iaaieoioth naia?aoeeth n iineaaeothuae ia?a?aaioeie aiaaoiai i?iaeoeoa
eeai a ioaeaeueiii oeeeea, eeai niaianoii n ieeaeaaui eiioeaio?aoii a
ie?iiaoaeeo?ae/aneii i?ioeanna. Ia?aoth noaio i?eiaiytho, iai?eia?, aeey
iaiaauaiey ieaoeioniaea?aeaueo ?oae THaeiie Ao?eee.
Oaoiieiae/aneee i?ioeann a?aaeoaoeeiiii-oeioaoeeiiiiai iaiaauaiey
thaeiiao?eeaineeo ?oae aeeth/aao ae?iaeaiea enoiaeiie ?oaeu n
iineaaeothuei oiieei eciaeue/aieai aa a aeaa noaaeee a oa?iauo
iaeueieoeao, ?aaioathueo a caieiooii oeeeea n aeae?ioeeeeiiaie.
Naiaiaeiua ca?ia naii?iaeiie ieaoeiu ioaeaeytho a oeeeea eciaeue/aiey ia
oethcao n ei?aea?iaaui iie?uoeai. Iieo/aiiua eiioeaio?aou iiaeaa?aatho
ia?a/enoea ia eiioeaio?aoeeiiiuo noieao n iieo/aieai a?aaeoaoeeiiiiai
eiioeaio?aoa, niaea?aeauaai 30-35 % Pt, 4-6 % Pd e 0.5 % ae?oaeo
iaoaeeia ieaoeiiaie a?oiiu.
Ioeueio iinea auaeaeaiey a?aaeoaoeeiiiiai eiioeaio?aoa naouatho e
iai?aaeytho ia oeioaoeeth. Eiia/iui i?iaeoeoii oeioaoeee yaeyaony
eiioeaio?ao, niaea?aeauee: 3.5-4.0% Ni, 2.0-2.3% Cu, 15.0% Fe, 8.5-10.0%
S; noiia ieaoeiiauo iaoaeeia 110-150 a/o. Yoio eiioeaio?ao iinooiaao a
iaoaeeo?ae/aneoth ia?a?aaioeo. Ecaea/aiea ieaoeiiauo iaoaeeia a oeeeea
iaiaauaiey aeinoeaaao 82-85 %.
Aaaeiay ae?aieaiiay ?oaea ianoi?iaeaeaiey Naaeaa?e iiaeaa?aaaony
ae?iaeaieth, eciaeue/aieth n iineaaeothuae oeioaoeeae e iaaieoiie
naia?aoeeae. A ?acoeueoaoa iieo/aaony ieeaeaaue eiioeaio?ao,
niaea?aeauee ieaoeiiaua iaoaeeu, iaaeiue eiioeaio?ao, a ninoaa eioi?iai
aoiaeyo cieioi e na?aa?i, e ie??ioeiiaue eiioeaio?ao, i?aeoe/anee ia
eiathuee aeaai?iaeiuo iaoaeeia.
I?e iaiaauaiee ae?aieaiiuo ?oae ioa/anoaaiiuo ianoi?iaeaeaiee
iieo/athony aeaa eiioeaio?aoa: iaaeiue e ieeaeaaue. Cia/eoaeueiua iioa?e
iaoaeeia-niooieeia n oainoaie iaiaauaiey iauyniythony oai, /oi iie
annioeee?iaaiu n ie??ioeiii, ooiaeyuei a ioaae.
Поведение платины при металлургической переработке сульфидных
платинусодержащих руд и концентратов.
Iniiaiua oaoiieiae/aneea iia?aoeee ia?a?aaioee iaaeii-ieeaeaauo
eiioeaio?aoia.
I?e iaiaauaiee noeueoeaeiuo iaaeii-ieeaeaauo ?oae iieo/athony iaaeiue e
ieeaeaaue eiioeaio?aou, ia?a?aaaouaaaiua ii neiaeiie oaoiieiae/aneie
noaia (см. Приложение №1, рис.1.)
Ieeaeaaue eiioeaio?ao iinea aaeiia?aoeee eee ieaouaaiey ieaayo a
yeaeo?ioa?ie/aneeo (?aaea io?aaeaoaeueiuo) ia/ao, в результате чего
получают ooaei e oeae. Oeae ia iaeioi?uo caaiaeao iinea a?aioeyoeee e
eciaeue/aiey iiaeaa?aatho oeioaoeee aeey ecaea/aiey acaaoaiiuo /anoeoe
ooaeia, niaea?aeaueo ieaoeiiaua iaoaeeu. Ooaei, eiioeaio?e?othuee
iniiaioth ianno ieaoeiiauo iaoaeeia, i?ioiaeeo iia?aoeeth
eiiaa?oe?iaaiey ia iaaaeieoaeueioth yeaeo?iieaaeo, e oaeiooaeia, eioi?ue
iaaeeaiii ioeaaeaeaaony, ae?iaeony, eciaeue/aaony e oeioe?oaony n
iieo/aieai iaaeiiai eiioeaio?aoa, ia?a?aaaouaaaiiai a iaaeiii
i?iecaiaenoaa, e ieeaeaaiai, iai?aaeyaiiai ia iaaeea a ia/ao eeiyuaai
neiy.
I?e ioeaaeaeaiee oaeiooaeia eiiiiiaiou i?aoa?iaaatho e?enoaeeecaoeeth a
neaaeothuae iineaaeiaaoaeueiinoe: ia?ae/iua e?enoaeeu noeueoeaea iaaee (
aeaieiay yaoaeoeea, ninoiyuay ec noeueoeaeia iaaee e ieeaey, ( o?ieiay
yaoaeoeea, ninoiyuay ec noeueoeaeia iaaee, ieeaey e iaaeii-ieeaeaaiai
iaoaeee/aneiai nieaaa. Iaoaeee/aneee nieaa, auoiae eioi?iai ia ?acee/iuo
caaiaeao ninoaaeyao 8-15 %, eieeaeoe?oao aei 95 % ieaoeiiauo iaoaeeia,
niaea?aeaueony a oaeiooaeia. Iiyoiio ia iaeioi?uo caaiaeao
iaoaeee/aneoth oaco auaeaeytho iaaieoiie naia?aoeeae e iai?aaeytho ia
ainnoaiiaeoaeueioth ieaaeo n iieo/aieai aiiaeia.
Iieo/aiioth iinea iaaeeaa ieeaeaaiai eiioeaio?aoa caeenue iiaeaa?aatho
ainnoaiiaeoaeueiie ieaaea ia aiiaeu a aeoaiauo yeaeo?iia/ao. Aiiaeu
iiaeaa?aatho yeaeo?i?aoeie?iaaieth; auiaaeathuee ia aiiaea oeai
eiioeaio?e?oao iniiaioth ianno ieaoeiiauo iaoaeeia.
Ieaoeiiaua iaoaeeu, iaoiaeyueany a iaaeiii eiioeaio?aoa, iinea iaaeeaa,
io?aaeaoaeueiie ieaaee, eiiaa?oe?iaaiey e iaiaaiai ?aoeie?iaaiey
eiioeaio?e?othony a iaaeiuo aiiaeao, iinea yeaeo?i?aoeie?iaaiey
ia?aoiaeyo a iaaeiue oeai. Iaaeiue e ieeaeaaue oeaiu iaiaauatho n
iieo/aieai eiioeaio?aoia, niaea?aeaueo aei 60 % ieaoeiiauo iaoaeeia. Yoe
eiioeaio?aou iai?aaeytho ia aooeiaae.
A iineaaeiea aiaeu aeey ia?a?aaioee iaaeiuo e ieeaeaauo eiioeaio?aoia
i?aaeeiaeaiu aunieieioaineaiua aaoiaaiiua i?ioeannu: ieaaea a aeeaeeie
aaiia, acaaoaiiay ieaaea, eenei?iaeii-acaaoaiiay ieaaea e ae?.
I?eiaiytho oaeaea aeae?iiaoaeeo?ae/aneoth ia?a?aaioeo
ieaoeioniaea?aeaueo noeueoeaeiuo eiioeaio?aoia n eniieueciaaieai
ieeneeoaeueiiai aaoieeaaiiai auuaea/eaaiey, nieyii- e na?iieeneia
auuaea/eaaiea, oei?e?iaaiea i?e eiio?iee?oaiii iioaioeeaea e ae?oaea
i?ioeannu.
Oaeei ia?acii, ieaoeiiaua iaoaeeu a i?ioeanna ie?i- e
aeae?iiaoaeeo?ae/aneie ia?a?aaioee iiaeaa?aatho aicaeaenoaeth
ieeneeoaeae i?e oaiia?aoo?ao aei 1200-1300 °N, aeaenoaeth eeneio i?e
aunieeo ieeneeoaeueiuo iioaioeeaeao n?aaeu, aiiaeiiio ?anoai?aieth i?e
cia/eoaeueiuo yeaeo?iiieiaeeoaeueiuo iioaioeeaeao. Iiyoiio iaiaoiaeeii
?anniio?aoue iiaaaeaiea yoeo iaoaeeia a ?acee/iuo i?ioeannao n oeaeueth
nicaeaiey oneiaee aeey iiauoaiey ecaea/aiey eo a i?eiyouo e
i?iaeoe?oaiuo oaoiieiae/aneeo noaiao ia?a?aaioee ieaoeioniaea?aeaueo
noeueoeaeiuo iaaeii-ieeaeaauo eiioeaio?aoia.
Oeceei-oeie/aneea iniiau iiaaaeaiey ieaoeiu i?e ia?a?aaioea
noeueoeaeiiai nu?uey.
Пирометаллургические процессы.
При переработке сульфидных руд пирометаллургическими способами
благородные металлы частично теряются с отвальными шлаками, пылями и
газами. Для теоретической оценки возможности таких потерь и создания
условий для их уменьшения большой интерес представляет зависимость
свободных энергий образования оксидов и сульфидов благородных металлов
от температур.
Таблица 5.
Свободные энергии окисления сульфидов.
Реакция Уравнение свободной энергии
(GТ, Дж/моль (GТ, Дж/моль О2 при температуре, К
1173 1273 1573
PtS(тв)+2O2(г)=PtO2(тв)+SO2(г) -228000+87.5·Т – -227
-214
PtS(тв)+2O2(г)=PtO2(г)+SO2(г) -17600-7.5·Т -26 -27 -29
Агломерация. В процессе агломерации концентрат подвергается окускованию
и частичной десульфурации при 1000-1100 °С, что сопровождается
процессами разложения высших сульфидов и окисления получившихся
продуктов кислородом воздуха.
Электроплавка сульфидного никель-медного концентрата осуществляется в
электропечи, куда поступает концентрат, содержащий в зависимости от
месторождения от 20 до 150 г/т платиновых металлов. В шихту вместе с
окатышами и агломератом добавляют оборотные продукты и, в зависимости от
состава исходного сырья, известняк или песчаник. Температура расплава на
границе с электродом достигает 1300-1400 °С. Пустая порода
ошлаковывается; шлак сливают, гранулируют. На некоторых предприятиях его
подвергают измельчению и флотации с целью более полного извлечения
благородных металлов. Содержание благородных металлов в шлаке в
зависимости от режима плавки и состава концентрата колеблется от 0.3 до
1.0 г/т. Штейн концентрирует основную массу платиновых металлов.
Содержание их в штейне колеблется в пределах 100-600 г/т.
Процесс плавки протекает в основном в восстановительном режиме, поэтому
потери платиновых металлов в этом процессе определяются механическими
потерями мелких корольков штейна, взвешенных в шлаковой фазе. Эти потери
могут быть устранены флотацией шлаков с извлечением платиновых металлов
в сульфидный концентрат. При этом извлечение платины может достигать
более 99.0 %.
Конвертирование. Полученный при электроплавке штейн подвергается
конвертированию. Конвертирование, цель которого состоит в возможно более
полном удалении сульфида железа из никель-медных штейнов, осуществляется
при температуре около 1200 °С. Процесс протекает в сульфидных расплавах,
где активность платиновых металлов очень невелика. Поэтому в процессе
конвертирования в шлаковую фазу в очень незначительных количествах
переходит платина (1.4 В. [PtCl4]2- при (а1.4 В.
При содержании в сплавах 0.01-1.0 % платинового металла, он замещает в
кристаллической решетке сплава атомы никеля или меди, не образуя
самостоятельных структур.
Известно, что в присутствии сульфидной, оксидной и металлической фаз
платиновые металлы концентрируются в металлической фазе. Поэтому в
никелевых и медных промышленных анодах, содержащих в качестве примесей
сульфидные и оксидные фазы, платиновые металлы равномерно распределены в
металлической фазе, образуя кристаллическую решетку замещения. Это
приводит к образованию в решетке сплава микроучастков (зон) с более
положительным равновесным потенциалом. Металлы в этих зонах не
растворяются при потенциале работающего анода и выпадают в нерастворимый
осадок – шлам. В случае повышения потенциала анода до величины,
соответствующей потенциалу ионизации платиновых металлов, начинается
переход этих металлов в раствор. Степень перехода будет увеличиваться,
если в растворе платиновые металлы образуют стойкие комплексные
соединения.
Таким образом поведение платиновых металлов при электрохимическом
растворении анодов будет определяться потенциалом анода, составом
раствора и природой растворяемого сплава.
Переработка платинусодержащих шламов.
При электролитическом рафинировании меди и никеля платиновые металлы
концентрируются в анодных шламах, где их содержание в зависимости от
состава исходных руд колеблется в широких пределах, от десятых долей до
нескольких процентов.
В соответствии с основными теоретическими положениями в шламы при
растворении анодов практически без изменения переходят оксиды и сульфиды
цветных металлов. Поэтому основными фазовыми составляющими никелевого
шлама являются сульфиды меди и никеля ((-Cu2S, (-Cu2S, Ni3S2, NiS),
оксиды (NiO, CuO, Fe2O3, Fe3O4), ферриты (NiFe2O4, CuFeO2). Платиновые
металлы в шламах представлены рентгеноаморфными металлическими формами.
Непосредственная переработка бедных по содержанию благородных металлов
продуктов, в состав которых входят значительные количества цветных
металлов, железа и серы, на аффинажных предприятиях не производится.
Поэтому анодные шламы предварительно обогащают различными пиро- и
гидрометаллургическими методами с получением концентратов платиновых
металлов. Технологические схемы обогащения шламов, применяемые на
различных заводах, различаются между собой.
Существующие схемы построены на селективном растворении цветных
металлов, содержащихся в шламах. Благородные металлы при этом остаются в
нерастворенном осадке, который направляют на аффинажное производство.
Раствор, содержащий сульфаты цветных металлов, идет в основное
производство. Во многих случаях для улучшения растворения цветных
металлов шламы проходят предварительную пирометаллургическую подготовку
(обжиг, спекание, восстановительную плавку и т.д.).
Переработка шламов методом сульфатизации.
Метод основан на том, что сульфиды, оксиды и другие соединения цветных
металлов при взаимодействии с концентрированной серной кислотой при
температуре выше 150°С образуют сульфаты, которые при последующем
выщелачивании переходят в раствор:
MeS+4H2SO4=MeSO4+4H2O+4SO2;
MeO+H2SO4=MeSO4+H2O;
Me+2H2SO4=MeSO4+2H2O+SO2;
Me2S+6H2SO4=2MeSO4+6H2O+5SO2.
Благородные металлы должны концентрироваться в нерастворимом остатке.
Технологическая схема сульфатизации шлама приведена ниже:
Влажный шлам
H2SO4
Репульпация
Сульфатизация
Выщелачивание
Фильтрация
Раствор Концентрат
в электролиз
никеля Щелочная
разварка
Фильтрация
Концентрат Раствор
платиновых на сброс
металлов
Согласно схеме, шлам репульпируется в серной кислоте при 60-90 °С в
течение 4-6 ч. При этом в раствор переходит до 30 % никеля и меди.
Благородные металлы полностью остаются в твердом остатке, который
подвергают сульфатизации в течение 10-12 ч при температуре 250-300 °С.
Сульфаты цветных металлов и железа выщелачиваются водой, а твердый
остаток для удаления кремнекислоты обрабатывают в течение 4 ч 4 М
раствором щелочи при 80-90 °С. Твердый остаток, содержащий до 30 %
палладия и платины, направляют на аффинаж. Щелочный раствор после
нейтрализации сбрасывают.
Эта схема имеет существенный недостаток – при температуре сульфатизации
выше 200 °С иридий, родий и рутений более, чем на 95 % переходят в
раствор.
Поэтому предложен способ двойной сульфатизации (см. Приложение №1,
рис.2). Медный и никелевый шламы в принятых пропорциях поступают на
первую стадию сульфатизации, проводимую при 180-190 °С. Никель, медь,
железо более, чем на 99 % переходят в раствор. Платиновые металлы
практически полностью остаются в нерастворимом остатке. Концентрация
платины в растворе не превышает 0.01 мг/л.
Нерастворимый остаток более, чем в 8 раз обогащается платиновыми
металлами, тем не менее, содержание благородных металлов в нем
недостаточно для проведения аффинажных операций. Поэтому его подвергают
второй сульфатизации при 270-300 °С, Т:Ж=1:5, при механическом
перемешивании в течении 10-12 ч. Просульфатизированный материал
выщелачивается водой при 80-90 °С. При этом достигается дополнительное
обогащение нерастворимого остатка платиновыми металлами примерно в 2-3
раза.
Остаток после второй сульфатизации и выщелачивания подвергают
обескремниванию разваркой в 5 М растворе щелочи при 100 °С. Потери
благородных металлов со щелочным раствором не превышают 0.2 %. Этот
раствор после нейтрализации сбрасывают. Полученный концентрат содержит
40-45 % платиноидов и идет на аффинаж.
Схема двойной сульфатизации обеспечивает достаточно высокое извлечение
всех платиновых металлов в продукты, пригодные для аффинажных операций.
Недостатками ее являются невысокая производительность сульфатизационного
оборудования.
Переработка шламов сульфатизирующим обжигом и электролитическим
растворением вторичных анодов.
На некоторых предприятиях обогащение шламов осуществляется с
использованием пирометаллургических операций. Одна из схем этого
процесса приведена на рис. 3., Приложение №1.
Шлам никелевого электролиза смешивают со шламом медного электролиза, из
которого предварительно удален селен, и эту смесь подвергают
окислительно-сульфатизирующему обжигу в печи с механическим
перемешиванием. Обжиг протекает в течении 10-14 ч при 550-600 °С. При
этом сульфиды меди, никеля и железа переходят в сульфаты. Платина
находится в огарке в виде свободных металлов.
Огарок после обжига выщелачивают 0.5-1.0 М H2SO4 при 80-90 °С и
механическом перемешивании. Сульфаты никеля, меди, железа переходят в
раствор. Остаток обогащается в 2.5-3.5 раза. Платина в растворах после
выщелачивания практически отсутствует.
Выщелочный огарок после сушки направляют на восстановительную плавку и
отливку анодов. Плавку ведут в электропечи при 1700 °С. Полученные шлаки
перерабатывают в обеднительных электропечах, а обедненные шлаки передают
в медное или никелевое производство. Аноды, обогащенные платиновыми
металлами, подвергают электролитическому растворению в сернокислом
электролите. Продуктами электролиза являются: анодный шлам, катодная
медная губка и никелевый раствор.
Для отделения вторичных шламов от медной губки аноды помещают в
диафрагмы из фильтрованной ткани. Анодный шлам представляет собой
богатый платиновый концентрат. Катодную медную губку растворяют в серной
кислоте, в результате чего медь переходит в раствор, а остаток является
другим концентратом платиновых металлов.
Таким образом, технологическая схема обогащения шламов с использованием
окислительно-сульфатизирующего обжига и электролитического растворения
вторичных анодов позволяет получить селективные концентраты, что
значительно облегчает процесс аффинажа.
Аффинаж.
Концентраты платиновых металлов, полученные непосредственно из коренных
руд или после переработки анодных шламов, и шлиховую платину из
россыпных руд передают на аффинажные заводы для получения платиноидов.
Технологические схемы аффинажа платиновых металлов насчитывают десятки
взаимосвязанных операций с многочисленными оборотами растворов и
полупродуктов, с постепенным выделением тех соединений, из которых
непосредственно можно получить очищенные платиновые металлы.
Сырье для получения платиновых металлов.
Сырьем для получения платиновых металлов служат: шлиховая платина,
извлекамая при разработке и обогащении россыпей, концентраты, выделяемые
в результате обогащения и гидрометаллургической обработки анодных шламов
электролиза никеля и меди, лом вторичных платиновых металлов и другие
отходы.
Шлиховая платина – это смесь зерен самородной платины, представляющая
собой сплав платиновых металлов с железом, медью, никелем и другими
элементами. Для шлиховой платины характерен следующий состав: до 85-90%
Pt; 1-3% Ir; менее1% Rh и Ru; до 15% Fe.
Обогащенные анодные шламы содержат, %:
Pd……….35-45 Te……….1.5-2.5 Se………1.0-1.67
Pt………..15-20 Cu………0.7-2.5 Rh……….0.4-0.6
Ag………..8-10 Ni……….0.6-2.5 Ru…….0.08-0.15
S……….2.0-5.0 Au………1.5-2.0 Ir………0.04-0.08
Fe………1.5-4.0
Переработка шлиховой платины.
Шлиховую платину вследствие высокого содержания в ней платины и
относительно малого количества загрязняющих элементов – серы и цветных
металлов – перерабатывают по относительно простой схеме. Главнейшими
операциями являются растворение, доводка растворов и избирательное
осаждение отдельных платиновых металлов.
Первый этап переработки шлиховой платины – ее растворение в царской
водке, которую готовят смешением соляной кислоты (плотность 1.12) и
азотной (плотность 1.58) в объемном отношении 3 : 1. Вследствие высокой
плотности шлиховой платины и быстрого оседания ее на дно реактора
растворение осуществляют в чане с набором тарелок или при интенсивном
перемешивании с помощью механических мешалок.
Вначале шлихи растворяют без подогрева, так как в первое время реакция
растворения протекает весьма энергично, а затем (через 4-5 ч)
подогревают до 110-120 °С, что ускоряет процесс растворения, который
заканчивается примерно через сутки. Растворение платины идет по
следующей реакции:
3Pt+4HNO3+18HCl=3H2[PtCl6]+4NO+8H2O.
В раствор переходит свыше 99% платины. Количество нерастворимого остатка
обычно находится в пределах 4-6% поступающей на растворение массы
шлиховой платины. В этом остатке содержится до 10% платины.
Для последующего избирательного осаждения платины в виде нерастворимого
хлороплатината аммония (NH4)2[PtCl6] необходимо предварительно перевести
иридий (IV) и палладий (IV) соответственно в иридий (III) и палладий
(III), иначе при осаждении платины хлористым аммонием иридий (IV) и
палладий (IV) также выпадут в осадок в виде труднорастворимых соединений
(NH4)2[PdCl6] и (NH4)2[IrCl6], загрязняющих платиновый осадок.
L N 1/4 3/4 i A
&
\
\
\
\
lkd¦
\
\
lkdV
\
\
\
\
\
\
\
\
\
\
?
?
?
?
?
„@
„?^„@
D
–
TH
D
–
TH
тина выпадает в осадок в виде хлороплатината:
H2[PtCl6]+2NH4Cl=(NH4)2[PtCl6]+2HCl
Полученный хлороплатинат отфильтровывают и промывают на фильтре 5%-ным
раствором хлористого аммония. Осадок хлороплатината прокаливают в
муфельных электропечах в течении 10-12 ч с постепенным повышением
температуры до 1000 °С. При этом образуется губчатая платина, содержащая
примеси других металлов. Поэтому ее измельчают, повторно растворяют в
царской водке и переосаждают в виде хлороплатината аммония.
Очищенная платиновая губка имеет светло-серый цвет с металлическим
блеском: при ударе она должна мыться, не рассыпаясь в порошок. Платина
поставляется потребителю в слитках.
Переработка вторичного платинусодержащего сырья.
Как правило, все разновидности платинусодержащего сырья перерабатывают
на аффинажных и металлургических предприятиях. Сырьем для аффинажных
заводов служат лом изделий из платины и сплавов благородных и цветных
металлов; платиновые концентраты (не менее 10 % Pt), получаемые на
заводах вторичных благородных металлов при переработке бедного сырья и
т. п.
На металлургические заводы направляют сырье, сравнительно бедное по
содержанию платиновых металлов, например, отработанные катализаторы
некоторых типов, содержащие 0.05-0.5 % Pt.
Переработку отработанных катализаторов на основе оксида алюминия условно
осуществляют двумя методами обеспечивающими: 1) выделение основы (Al2O3)
с получением концентрата благородных металлов; 2) извлечение благородных
металлов, не затрагивая при этом основы.
К методам первой группы относятся различные варианты сульфатизации. Так
называемая “сухая” сульфатизация осуществляется смачиванием материала
концентрированной серной кислоты, взятой в трехкратном избытке по
отношению к твердому, и прокаливанием при 300 °С. Процесс осуществляют в
подовых печах с механическим перегребанием или во вращающихся трубчатых
печах. Охлажденный спек выщелачивают водой. Выход нерастворимого остатка
составляет 12-13 % массы исходного материала. При переработке
катализатора АП-56 содержание платины в кеке выщелачивания повышается до
4.6-4.8 %. Если растворение спека вести в 10 %-ном растворе H2SO4, то
содержание платины в полученном концентрате достигает 7.5-8.5 %.
В целях повышения качества концентратов предложена комбинированная
технологическая схема, включающая предварительное сернокислотное
выщелачивание оксида алюминия в 10-20 %-ном растворе H2SO4, обжиг кека
при 550-600 °С и повторное выщелачивание огарка в сернокислом растворе.
Технология обеспечивает получение концентрата, содержащего до 20-22 %
платины. В соответствии с другим вариантом этой технологии нерастворимый
остаток первого выщелачивания смешивают с углем и нагревают в атмосфере,
не содержащей окислителя, до 750-800 °С.
Полученный огарок подвергают второму сернокислотному выщелачиванию с
получением 25-30 % платинового концентрата.
При реализации метода сульфатизации наблюдается частичный переход
платины в раствор. Это обусловлено присутсвием с исходном катализаторе
сорбированного молекулярного хлора, вследствие чего при сульфатизации
создаются условия для образования хлоридных комплексов платиновых
металлов. Из-за наличия на поверхности носителя адсорбированных
минеральных солей, например, галогенидов, возможно также растворение
платины с участием в качестве окислителя кислорода воздуха. Особо
следует отметить, что “сухая” сульфатизация, проводимая в условиях
высоких температур (300 °С), как правило, приводит к активной ионизации
воднорастворимых соединений металла.
Из всех рассмотренных вариантов технологии сернокислотного обогащения
только последний обеспечивает невысокий переход платины в раствор, что
обусловлено проведением обжига в восстановительной атмосфере.
К первой группе относятся также щелочные методы, основанные на
способности оксида алюминия взаимодействовать со щелочами с образованием
воднорастворимых алюминатов натрия. Так, сплавлением отработанных
катализаторов с NaOH и последующим выщелачиванием сплава в воде можно
получить концентрат, содержащий 18-22 % Pt.
Спекание отработанных катализаторов с кальцированной содой при 1200-1250
°С, охлаждение и последующее выщелачивание в растворе едкого натра при
90-95 °С позволяют получать концентраты, содержащие от 14 до 34 % Pt.
Известен способ выщелачивания оксида алюминия в автоклаве раствором NaOH
при 160-175 °С и давлении 0.6-0.7 МПа с получением концентрата,
содержащего 8-9 % Pt.
Методами второй группы используются, в основном, приемы хлорной
металлургии, в частности, перевод платины в раствор в виде хлоридного
комплекса. Оксид алюминия при этом остается индиферрентным к воздействию
хлор-агентов. Из раствора платиноиды осаждают цементацией алюминием,
цинком или магнием.
Из отработанных катализаторов платина может быть извлечена плавкой на
медный сплав. Для ошлаковывания тугоплавкого оксида алюминия в шихту
вводят известь и плавиковый шпат CaF2, для образования коллектирующей
фазы – порошковую медь. Плавку ведут при 1500-1550 °С. Медный сплав, в
котором концентрируются платиновые металлы, направляют на аффинаж. Шлаки
с невысоким содержанием благородных металлов возвращают в рудный
передел.
Производство и потребление.
Таблица 7.
Производство платины, кг.
No?aia 1960 a. 1965 a. 1970 a. 1975 a. 1980 a. 1985 a.
THA? 8900 16 600 33 200 57 600 68 400 71 000
Eaiaaea 6500 6300 6200 5400 5400 4700
NOA 318 354 250 200 220 250
Практическое применение этот металл стал находить еще в начале прошлого
века, когда начали изготавливать из него реторты для хранения
концентрированной серной кислоты. С тех пор платина служит материалом
для тиглей, чашей, сеток, трубок и других лабораторных атрибутов.
Важнейшие области применения плотины – химическая и
нефтеперерабатывающая промышленность. В качестве катализатора различных
реакций используется около половины всей потребляемой платины. Одним из
важнейших каталитических процессов является окисление аммиака с целью
получения азотной кислоты (по оценочным данным на эти цели ежегодно идет
10-20% добываемой в мире платины). Точайшая сетка (до 5000 отверстий на
квадратный сантиметр), сплетенная из платиновых проволочек, подобная
тонкой ткани и столь же мягкая, как легкий шелк, составляет главную и
ответственнейшую часть аппарата для окисления аммиака. Смесь аммиака с
воздухом продувается через эту сетку, превращаясь в окислы азота и
водяные пары. При растворении окислов азота в воде образуется азотная
кислота. Большое количество платины расходуется также на изготовление
кислото- и жароупорной аппаратуры химических заводов.
A iaooaia?a?aaaouaathuae i?iiuoeaiiinoe n iiiiuueth ieaoeiiauo
eaoaeecaoi?ia ia onoaiiaeao eaoaeeoe/aneiai ?eoi?ieiaa iieo/atho
aunieiieoaiiaue aaicei, a?iiaoe/aneea oaeaaiaei?iaeu e oaoie/aneee
aiaei?iae ec aaiceiiauo e eea?ieiiauo o?aeoeee iaooe.
Таблица 8.
Потребление платины по отраслям в США в количественном и процентном
соотношениях.
Ieaoeia 1960 a. 1965 a. 1970 a. 1975 a. 1980 a.
Anaai: 10 007 13 484 14 558 21 065 34 800
Пi io?aneyi:
Aaoiiiaeeueiay – – – – – – 8491 40% 15 200 44%
Oeie/aneay 2216 22% 4093 30% 4378 30% 4629 22% 5600 16%
Iaooaia?a?aaaouaathuay 1109 12% 2526 19% 5595 38% 3359 16% 5500 16%
Yeaeo?ioaoie/aneay 3325 33% 3322 25% 2562 18% 2290 11% 3800 11%
Noaeieueiay 1847 18% 1617 12% 1071 7% 1052 5% 2400 7%
Iaaeeoeeineay 494 5% 825 6% 217 2% 532 3% 1100 3%
THaaee?iay 1016 10% 1101 8% 735 5% 712 3% 1200 3%
A aaoiiiaeeueiie i?iiuoeaiiinoe eaoaeeoe/aneea naienoaa платины
используют aeey aeiaeeaaiey e iaaca?aaeeaaiey auoeiiiuo aacia, n
oeaeueth iniauaiey aaoiiiaeeae niaoeeaeueiuie ono?ienoaaie ii i/enoea
auoeiiiuo aacia io a?aaeiuo i?eianae. Платина начинает окислять
токсичные вещества выхлопа, начиная с 40 градусов по Цельсию, то есть
сразу же после пуска двигателя. И, что особенно важно, не боится
перепадов температур и вибраций. Платина наносится тонким слоем на
пористый керамический диск диаметром 127 миллиметров и толщиной чуть
более карандаша. Мелкие поры этого диска образуют поверхность более 60
квадратных метров. Для образования в них тончайшей пленки расходуется
около 1,5 грамма драгоценного металла. Диск, облагороженный платиной,
помещается в коробку из нержавеющей стали, которая выдерживает нагрев до
800 градусов, и ставится у входа в глушитель. Такой катализатор
превращает углеводороды, угарный газ в безобидную воду и углекислоту.
Noaaeeueiinoue yeaeo?e/aneeo, oa?iiyeaeo?e/aneeo e iaoaie/aneeo naienoa
iethn auni/aeoay ei??iceiiiay e oa?ie/aneay noieeinoue naeaeaee yoio
iaoaee iacaiaieiui aeey nia?aiaiiie yeaeo?ioaoieee, aaoiiaoeee e
oaeaiaoaieee, ?aaeeioaoieee, oi/iiai i?eai?ino?iaiey. Используя лучшие
качества металла, конструкторы создали целую гамму нагревателей,
термопар, различных датчиков, работающих в агрессивных средах. Кроме
того, платиново-иридиевые (3:1) контакты в прерывателях электрического
тока васокого напряжения служат дольше и надежнее всех остальных. В
компьютерах и ракетной технике, где нужна особая стабильность
электрических характеристик, контакты делают из чистой платины.
Iacia/eoaeueiay /anoue ieaoeiu eaeao a iaaeeoeeineoth i?iiuoeaiiinoue.
Ec ieaoeiu e aa nieaaia ecaioiaeytho oe?o?ae/aneea eino?oiaiou, eioi?ua,
ia ieeneyynue, noa?eeecothony a ieaiaie nie?oiaie ai?aeee. Специальные
электроды из этого металла, вводимые в кровеносные сосуды, служат
хирургам многих стран для диагностики различных, главным образом
сердечных заболеваний. Такой метод называется платино-водородным, так
как в основе его лежит электрохимическая реакция между этими элементами.
Iaeioi?ua niaaeeiaiey ieaoeiu eniieuecotho i?ioea ?acee/iuo iiooieae. Ii
no?oeoo?a aieueoeinoai ec yoeo aauanoa – yoi iayeaeo?ieeou, цис-eciia?u,
i?iecaiaeiua aeaooaaeaioiie ieaoeiu. Naiui yooaeoeaiui niaaeeiaieai
n/eoaaony цис-aeeoei?iaeeaieiiieaoeia (II) [Pt(NH3)2Cl2]. Yoi aeoeaiia a
oeie/aneii niioiioaiee aauanoai, a eioi?ii eiiu Cl– /anoe/ii caiauathony
iieaeoeaie aiaeu n ia?aciaaieai eiia [Pt(NH3)2(H2O)2]2+. I?ioeann
eiiecaoeee aeeoei?iaeeaieiiieaoeiu eaeao aeaaiui ia?acii a eeaoeao, aaea
eiioeaio?aoeey oei?eaeia ieaea, /ai a nuai?ioea e?iae. I?iaeoeo
aeae?ieeca [Pt(NH3)2Cl2] ?aaae?oao n acioenouie iniiaaieyie AeIE eae
aeooieoeeiiaeueiue aaaio, aucuaay ia?aciaaiea iiia?a/iuo naycae iaaeaeo
ieoyie AeIE. Yoi neoaeeo iniiaiie i?e/eiie ia?ooaiey aeaeaiey e aeaaee
iiooieaauo eeaoie. Aeiiieieoaeueiui iaoaieciii i?ioeaiiiooieaaiai
aeaenoaey aeeoei?iaeeaieiiieaoeiu yaeyaony aeoeaaoeey eiioieoaoa
i?aaiecia. Важное применение платине нашли американские врачи из штата
Огайо. Они разработали принципиально новый метод анестезии, который
заключается в следующем: платиновой пластинкой длиной несколько
сантиметров спинной мозг соединяют с электрическим стимулятором, при
малейшем движении пациента аппарат посылает электрический сигнал в мозг,
блокируя таким образом болевые ощущения.
Платину применяют и зубные техники, которых привлекает ее неокисляемость
– важнейшее свойство материала для протезов. В чистом виде платина
слишком мягка, чтобы успешно выполнять эту роль, зато ее сплавы,
обладающие высокой прочностью, успешно служат в качестве зубных коронок
и искусственных зубов. Сначала для повышения твердости к платине
добавляли серебро и никель, затем для этой цели стали использовать
золото и платиновые металлы, в союзе с ними коррозионностойкая платина
обретает к тому же необычайную износостойкость.
Платина по-прежнему незаменима при изготовлении фильер для получения
стекловолокна. В специальных тиглях из этого драгоценного металла
выплавляют стекло, применяемое в лазерах и ддддддругих оптических
приборах. Нанося тончайший слой этого металла на стекло, получают
платиновые зеркала, обладающие так называемой односторонней
прозрачностью: со стороны источника света зеркало непрозрачно и отражает
находящиеся перед ним предметы, как и обычное зеркало. Но с теневой
стороны оно прозрачно, как стекло, и, таким образом, можно увидеть все,
что находится по другую его сторону.
Плодотворно трудится платина и в сфере измерения высоких температур. В
технике довольно широко применяют платиновые термометры сопротивления.
Принцип их действия основан на том, что при нагревании электрическое
сопротивление платины возрастает по очень строгой и постоянной
зависимости от температуры. Подключенная к прибору, регистрирующему
изменение сопротивления, платиновая проволочка без промедления
сигнализирует ему о самых незначительных колебаниях температуры. Еще
более распространены так называемые термопары – несложные, но очень
чуткие термоизмерительные приборы. Если спаять две проволочки из разных
металлов, а затем нагреть место спая, то в цепи появится электрический
ток. Чем выше температура нагрева, тем большая электродвижущая сила
возникает в цепи термопары. Для изготовления этих приборов часто
используют платину и ее сплав с родием или иридием.
Таблица 9.
Цены на платину, доллар за 1 тройскую унцию.
1960a. 1965a. 1970a. 1975a. 1980a. 1985a. iiyaрь 1994 iiyaрь 1995
83,5 98 132,5 170 420 480 407-416 406-407
?ino ni?ina ia ieaoeio a ie?a yaeyaony caeiaii aunieeo oeai. Ii
ioeaii/iui aeaiiui e?oiiaeoae a ie?a eiiiaiee ii ia?eaoeiao iaoaeeia
ieaoeiiaie a?oiiu Johnson Matthey (JM) ni?in ia ieaoeio au?in a 1994
aiaeo ia 7% e aeinoea o?iaiy a 4.32 iei o?ieneeo oioeee. I?e yoii n 1993
aiaea nie?auaaony iio?aaeaiea ieaoeiu a i?iiuoeaiiinoe. Iaeiaei ?ino
caeacia thaaee?ia e aaoiiiaeeano?ieoaeae ia?ae?uaaao yoi nie?auaiea. Так
в ювелирном производстве потребление платины оценивается в 50 тонн.
Aoi?ie oaeoi? iiauoaiey ni?ina ia yoio iaoaee – ?ino eniieueciaaiey aai
a aaoieaoaeecaoi?ao. Ca yoi ?uiie ieaoeiu aeieaeai auoue aeaaiaea?ai
ia?oee caeaiuo, iineieueeo eiaiii aaaaeaiea aieaa no?iaeo ia? ii
ia?aie/aieth a?aaeiuo aua?inia a aoiinoa?o i?eaaei e oiio, /oi ii/oe ana
iiaua aaoiiiaeee iniauathony aaoieaoaeecaoi?aie.
Таблица 10.
Потребление платины в мире в 1993 году (по информации Johnson Matthey).
Iaooaia?a?aaioea 12 %
THaaee?iay i?iiuoeaiiinoue 30 %
Eiaanoeoeee 8 %
I?iecaiaenoai noaeea 3 %
Yeaeo?ioaoieea 4 %
Oeie/aneay i?iiuoeaiiinoue 5 %
Aaoieaoaeecaoi?u 35 %
Ae?oaea 3 %
Бедность платиновых руд, отсутствие крупных месторождений и отсюда
высокая стоимость металла, в значительной степени ограничивают
практическое применение платины.
– Приложение №1…………………………………….………………….23
– Рис.1………………………………………………….23
Рис.2………………………………………………….24
Рис.3………………………………………………….25
– Приложение №2. Словарь терминов…………………………………..26
Приложение №1.
Рис.1. Технологическая схема переработки сульфидных медно-никелевых
руд.
?oaea
Ioaaeueiua oainou
Обогащение
Iaaeiue eiioeaio?ao Ieeaeaaue
eiioeaio?ao
Aacu
Обжиг ia i?iecaiaenoai Окатывание или
агломерация
H2SO4
Отражательная Газы
плавка
Пылеулавливание
Ioaaeueiue Ooaei
oeae
Aacu Iueue
Конвертирование Агломерат
или окатыши
Черновая
Электроплавка
медь
Штейн
Шлак
Огневое
рафинирование
Шлак Конвертирование
Флотация
Файнштейн
Хвосты
в отвал
Аноды Медный Разделение
Концентрат
концентрат
Электрорафинирование
меди Никелевый концентрат
Пыль
Электролит Катоды
Магнитная Обжиг
Газы
фракция
Пыль
Закись никеля
Шлам
Пылеулавливание
Восстановительная
плавка
Газы
Аноды
Электролит Электрорафинирование
Катодный
на очистку никеля
никель
Шлам
Обогащение
Ieaoeiiaua
eiioeaio?aou
ia aooeiaae
Рис. 2. Принципиальная технологическая схема переработки медных и
никелевых шламов методом двойной сульфатизации.
Никелевый шлам Медный шлам
H2SO4
Пары, газ
1ая сульфатизация
180 °С, Т:Ж=1.5, (=8-9 ч
H2O
Выщелачивание
[H2SO4]=250 г/л, 80-90 °С, (=3 ч
Фильтрация
Раствор Кек I
H2SO4
Пары, газ
В основное
производство 2ая сульфатизация
t=300 °С, Т:Ж=1:4, (=10 ч
H2O FeSO4
Выщелачивание
Фильтрация
Раствор Кек II
NaCl
Пары, газ
Осаждение AgCl Сушка, прокаливание
Фильтрация Щелочная разварка
Производство
t=90
°С, (=1 ч Se
AgCl Т:Ж=1:5, 400 г/л
NaOH
Раствор Сера
Разбавление водой
Осаждение спутников Pt до 150 г/л NaOH
Фильтрация Фильтрация,
промывка
Осадок
Фильтрат Нерастворимый
остаток Раствор
Сушка,
на
Производство Te прокаливание Сушка, прокаливания,
сброс
измельчение,
упаковка
Концентрат ПК-2
Концентрат ПК-1
Pt, Pd, Au
Рис. 3. Технологическая схема обогащения шламов.
Никелевый и медный шламы после извлечения селена
Окислительно-сульфатизирующий обжиг
Огарок
Газы
Растворение
Мокрая газоочистка
Осадок Раствор
Раствор Кеки
Сушка
Na2CO3
Ванны обезмеживания
Электроплавка
Нейтрализация
Медь в медное
Шлак Аноды производство
Раствор
в переработку
на сброс
Раствор NiSO4
В никелевое
производство
Электролитическое растворение
Шлам H2SO4 Медная губка Ni порошок
Раствор
Промывка Выщелачивание
Цементация
Сушка
Раствор Цементат
1й концентрат H2SO4
Экстракция
Выщелачивание
Органическая
фаза
Остаток
Отгонка
Промывка
Прокаливание
Сушка Раствор в ванны
обезмеживания
3й концентрат
2й концентрат
Приложение №2.
Словарь терминов.
Автоклав – (авто+ключ) аппарат для проведения различных процессов при
нагреве и под газовым давлением выше атмосферного.
Агломерат – основное сырье для черновой и цветной металлургии при
получении металлов (сплавов) из руд.
Агломерация – термический способ окускования мелких метериалов, чаще
всего рудной шихты, для улучшения их металлургических свойств. Нагрев
осуществляется обычно за счет сжигания мелкого топлива в самом
обрабатываемом материале при непрерывном подсосе воздуха. В
агломерационную шихту часто вводят флюсы (известняк). Окускование при
агломерации происходит главным образом в результате связывания отдельных
зерен легкоплавкой жидкостью, образовавшейся при нагреве, и формирования
кусков при охлаждении. Агломерацию осуществляют преимущественно на
агломерационных машинах ленточного типа, представляющих собой
непрерывную цепь тележек с решетчатым дном. Продукт агломерации –
агломерат.
Десульфурация – обессеривание – физико-химические процессы,
способствующие удалению серы из расплавленного металла. Сера связывается
в прочные сульфиды и переходит в шлак.
Кек – твердый остаток после фильтрации пульпы. Чаще всего содержит 12-20
% влаги.
Окатыши – продукт окусковывания пылевидной руды или концентратов путем
окомкования и обжига. Имеют форму шариков диаметром 10-20 мм, прочность
их оценивается усиливанием раздавливания. При изготовлении офлюсованных
окатышей в шихту добавляют известь (CaO).
Платиновые металлы – химические элементы VIII группы периодической
системы Менделеева: рутений Ru, родий Rh, палладий Pd, осмий Os, иридий
Ir и платина Pt. Серебристо-белые металлы с различными оттенками.
Благодаря высокой химической стойкости, тугоплавкости и красивому
внешнему виду платиновые металлы, наряду с серебром и золотом,
называются благородными металлами. Для земной коры характерно самородное
состояние платиновых металлов.
Платина самородная – минерал класса самородных элементов. Примеси железа
(до 10% в коликсене, до 20% в ферроплатине), иридия, палладия, родия,
меди. Цвет от белого до серо-стального. Твердость по минералгической
шкале 4-4.5; плотность до 21 000 кг/м3. Главный источник получения
платины.
Платиновые сплавы – сплавы платины (основа) обычно с другими
благородными металлами, чаще всего с родием (до 40%), палладием (до
50%), иридием, а также никелем, кобальтом, хромом, вольфрамом и
молибденом. Характеризуются высокой коррозийной стойкостью во многих
агрессивных средах, высокими механическими свойствами, в ряде случае
каталитическим действием. Применяются для электрических контактов,
термопар, в качестве жаропрочных и коррозионностойких материалов в
химической и других отраслях промышленности.
Платиновые руды – минеральные образования, содержащие платиновые металлы
в промышленных концентрациях. Главные минералы: самородная платина,
поликсен, ферроплатина, платинистый иридий, невьянскит, сысертскит и др.
Коренные месторождения преимущественно магматического происхождения
содержат от десятых долей г/т до единиц кг/т; россыпи – от десятков
мг/м3 до сотен г/м3. Главные добывающие страны: ЮАР, Канада, Колумбия,
США.
Платиновая чернь – мелкодисперсный порошок (размеры крупинок 25-40 мкм)
металлической платины, обладающий высокой каталитической активностью. Ее
получают, действуя формальдегидом или другими восстановителями на
раствор комплексной гексахлорплатиновой кислоты H2[PtCl6].
Платина шлиховая – смесь зерен самородной платины, представляющая собой
сплав платиновых металлов с железом, медью, никелем и другими
элементами.
Платиноиды – то же, что платиновые металлы.
Пульпа – смесь твердых частиц и жидкости, в которой они взвешены. При
обогащении руд и минералов пульпой называется смесь тонкоизмельченного
сырья с водой, в гидрометаллургии – смесь подвергаемых обработке
материалов с водой или химическими реагентами.
Рафинирование металлов – удаление из жидких металлов и сплавов примесей
неметаллических включений, газов для повышения качества и получения
ценных сопутствующих элементов. Применяют пирометаллургические
(рафинирующие переплавы), химические, физико-химические (адгезионные),
электролитические, физико-механические (флотационные, барботажные)
методы рафинирования.
Сепарация – отделение жидких или твердых частиц от газа, твердых – от
жидкости, разделение на составные части твердых или жидких смесей.
Сепарация широко используется при обогащении руд и рудных минералов.
Файнштейн – безжелезистый сульфид меди или никеля, получаемый при
бессемеровании штейнов и используемый для извлечения цветных (в том
числе благородных) металлов. В зависимости от содержания тех или иных
цветных металлов различают файнштейн медный – Cu2S (называют также белым
маттом), никелевый Ni3S2, медноникелевый Cu2SNi3S2.
Флотация – способ обогащения, основанный на различной смачиваемости
минералов водой. Для успешной флотации активность поверхности минералов
повышается флотационными реагентами. Различают флотацию маслянную,
пленочную, пенную (основной метод обогащения полезных ископаемых), при
которой частицы одних минералов прилипают к воздушным пузырькам и
переходят вместе с ними в пенный слой (концентрат), а другие – остаются
во взвешенном состоянии в воде (хвосты).
Флюсы в металлургии – материалы, преимущественно минерального
происхождения, вводимые в печь (шихту) для образования шлака и
регулирования ее состава, в частности, для связывания пустой породы руды
или продуктов раскисления металла. По химическому составу флюсы делятся
на основные (известняк), кислые (кремнезем), нейтральные (глинозем) и
солевые (хлоридно-фторидные). При плавке сплавов цветных металлов
используют флюсы покрывные (защитные), рафинирующие и модифицирующие.
Шихта – 1. Смесь сырых материалов, подлежащая переработке в
металлургических агрегатах. Шихту загружают либо в виде смеси с
равномерным распределением, проведенным вне агрегата, либо порциями или
слоями, состоящими из разных компонентов шихты; 2. Набор металлических
компонентов для выплавки сплавов методом переплава.
Шлак металлургический – расплав (после затвердевания – камневидное или
стекловидное вещество), обычно покрывающий при плавильных процессах
поверхность жидкого металла. Состоит из специально вводимых в печь
флюсов, а также из всплывших продуктов химических реакций, подлежащих
удалению из металла примесей, золы топлива, разрушаемой футеровки. В
зависимости от преобладания тех или иных оксидов шлак может быть
основным или кислым. Шлак играет важную роль в металлургических
процессах: защищает покрываемый им металл от вредного воздействия
газовой среды печи, усваивает всплывающие примеси и неметаллические
включения и выполняет другие разнообразные физико-химические функции.
Штейн – промемежуточный продукт при получении некоторых цветных металлов
из их сульфидных (сернистых) руд и рудных концентратов. Представляет
собой сплав сульфидов железа с сульфидами извлекаемого металла.
Эвтектика – структура сплавов, состоящая из определенного сочетания двух
(или более) твердых фаз, одновременно кристаллизовавшихся из расплава
при температуре ниже температуры плавления отдельных компонентов
эвтектической смеси. Теория кристаллизации эвтектик разработана А. А.
Бочваром. Кристаллизация эвтектического сплава (эвтектическое
превращение) протекает при постоянной температуре.
Список литературы:
«Рассказы о металлах». С.И. Венецкий. Издательство «Металлургия».
Москва, 1985 г.
«Элементы вселенной». С. Гридчин, А. Гридчин. Центрально-черноземное
книжное издательство. Воронеж, 1980 г.
«Мир металлов и сплавов». Г.Н. Фадеев, А.П. Сычев. Издательство
«Просвещение». Москва, 1978 г.
«От водорода до… Нобелия?». П.Р. Таубе, Е.И. Руденко. Государственное
издательство Высшая школа. Москва, 1961 г.
«Общая химия: Учебное пособие для вузов». Н.Л. Глинка. Издательство
«Химия», 1977 г.
«По следам элементов». З. Энгельс, А. Новак. Издательство «Металлургия».
Москва, 1985 г.
«Популярная библиотека химических элементов». Под редакцией И.В.
Перянова-Соколова. Издательство «Наука», 1977 г.
«Творцы науки о металле». А.С. федоров. Издательство «Наука». Москва,
1980 г.
Финансовые известия №83 (212), 31 октября 1995 г.
Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ).
Советский энциклопедический словарь. Издательство «Советская
энциклопедия». Москва, 1982 г.
Политехнический словарь.
«Краткий терминологический словарь по металлургии». Под редакцией доц.
В.П. Соловьева. Издательство МИСиС. Москва, 1988 г.
«Металлургия благородных металлов». Под редакцией Л. В. Цугоева.
Издательство «Металлургия». Москва, 1987 г.
PAGE
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
