Патент на изобретение №2386711

(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ СЕРЕБРЯНО-ЗОЛОТЫХ СПЛАВОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу рафинирования серебряно-золотых сплавов от селена, теллура, меди и свинца. Способ включает плавку исходного сплава, продувку полученного расплава воздухом. При этом при плавке исходного сплава к нему добавляют промпродукт аффинажного производства на основе оксида серебра в количестве от 20 до 150% от массы исходного сплава. Затем проводят отделение шлака с поверхности расплава и обработку расплава углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного кислорода. После удаления кислорода проводят разливку расплава в слитки и используют их в качестве анодов при электролитическом получении аффинированного серебра. Техническим результатом является повышение эффективности операции окислительного рафинирования и сокращение ее продолжительности.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов (БМ) и может быть использовано в технологии аффинажа серебра и золота из серебряно-золотых сплавов, содержащих примеси меди, селена, теллура и свинца.

Значительная часть наиболее распространенных технологий переработки как рудного, так и вторичного сырья серебра и золота, включает получение серебряно-золотого сплава в качестве промежуточного продукта (так называемый «доре-металл»).

Доре-металл поступает на аффинажные предприятия с целью более глубокой очистки и получения аффинированных серебра и золота, что осуществляется, как правило, с использованием метода электролитического рафинирования серебра.

В связи с тем, что поступающие на аффинаж серебряно-золотые сплавы содержат, кроме серебра и золота, примеси меди, селена, теллура, свинца, что значительно осложняет процесс электролитического рафинирования серебра, весьма желательно предварительно очистить сплавы от наиболее вредных примесей еще до изготовления анодов и их применения при электролизе.

Так, серебряно-золотые сплавы (доре-металл), получаемые при плавке цементных серебросодержащих осадков, поступающих с предприятий Магаданской области, содержат кроме серебра и золота от 2 до 7% меди, от 0,3 до 1,5% селена, до 0,3% теллура и 0,4-2,5% свинца, что требует их предварительного рафинирования перед запуском на электролиз серебра.

Известен способ рафинирования серебряно-золотых сплавов от примесей, который включает плавку исходного продукта с добавками флюсов и восстановителя, продувку расплава воздухом, отделение шлака от серебряно-золотого расплава, обработку последнего углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного кислорода, разливку расплава в слитки и использование их в качестве анодов при электролитическом получении аффинированного серебра [И.Н.Масленицкий, Л.В.Чугаев, В.Ф.Борбат и др. Металлургия благородных металлов. – 2-е изд., – М.: Металлургия, 1987, с.307-327].

Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и принят в качестве прототипа.

По способу-прототипу исходный серебряно-золотой продукт плавят с целью получения сплава, пригодного для аффинажа. В качестве флюсов добавляют соду, кварц и углеродсодержащий восстановитель. Расплав продувают сжатым воздухом, подаваемым по стальным трубам. Основная часть окисленных примесей, сплавляясь с содой и кварцем, образует жидкотекучий шлак. После спуска шлака в печь загружают соду и серебряно-золотой расплав продувают воздухом с целью более глубокого окислительного рафинирования от примесей. После спуска шлака при необходимости более глубокой очистки операцию окислительного рафинирования повторяют. Образующийся на последней стадии рафинирования медистый шлак отделяют от серебряно-золотого расплава, последний обрабатывают углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного кислорода и разливают в слитки, которые могут быть использованы в качестве анодов при электролитическом получении аффинированного серебра.

Основными недостатками способа-прототипа при его использовании для переработки серебряно-золотых сплавов, получаемых плавкой концентратов, поступающих с предприятий Магаданской области, являются длительность операции окислительного рафинирования сплава от селена, меди, и свинца: продувку воздухом зачастую приходится вести в течение 4-8 часов, а также большое количество образующихся шлаков как следствие многостадийности процесса. Проблема усугубляется в случае использования для этого электродуговых печей. Для обеспечения окислительных условий для металлов-примесей питание электродуговой печи во время продувки необходимо отключать. Так как тепла экзотермических реакций, протекающих при окислении примесей в ходе продувки, недостаточно для поддержания расплава в печи в жидком состоянии при неизменной температуре, то продувку воздухом периодически приходится прекращать, разогревать расплав вновь и повторять весь этот цикл многократно (до 4-5 раз). Длительность операции продувки расплава воздухом снижает производительность печей, сопровождается повышенным расходом печной футеровки, высокими энерго- и трудозатратами.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ рафинирования серебряно-золотых сплавов, заключается в повышении эффективности операции окислительного рафинирования, сокращении ее продолжительности, уменьшении числа циклов продувки расплава воздухом и снижении количества образующихся при этом шлаков.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что поступающие на рафинирование от селена, теллура, меди и свинца серебряно-золотые сплавы (доре-металл) плавят с добавлением промпродукта аффинажного производства на основе оксида серебра, который добавляют в количестве от 20 до 150% от массы исходного сплава. Полученный в ходе плавки расплав продувают воздухом, отделяют шлак с поверхности расплава, последний обрабатывают углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного кислорода, после чего разливают расплав в слитки и используют их в качестве анодов при электролитическом получении аффинированного серебра.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. При плавке доре-металла совместно с добавленным к нему промпродуктом аффинажного производства основу которого составляет оксид серебра, происходит термическая диссоциация последнего с образованием металлического серебра и выделением газообразного кислорода, который окисляет значительную часть неблагородных примесей (Se, Те, Cu, Pb) еще до операции продувки воздухом. При этом оксиды селена, теллура и свинца, обладая высокими давлениями собственных паров при температуре плавки, в значительной степени переходят в газовую фазу, в то время как оксид меди, являясь практически нелетучим, поглощается слоем шлака. Положительным фактором, повышающим эффективность окисления примесей еще до продувки воздухом, является и то, что кислород при разложении оксида серебра выделяется по всему объему ванны расплава в форме чрезвычайно мелких пузырьков с развитой реакционной поверхностью.

Экспериментально было установлено, что для достижения достаточного рафинировочного эффекта величина добавки промпродукта на основе оксида серебра должна быть не менее 20% от массы исходного серебряно-золотого сплава. Повышение доли добавки оксида серебра ведет к возрастанию окислительной способности данного способа и усиливает рафинировочный эффект. Однако использование добавки промпродукта на основе оксида серебра в количестве, превышающем 150% от массы рафинируемого сплава, также нецелесообразно, так как ведет к уменьшению количества доре-металла, загружаемого в печь с целью рафинирования, и снижает производительность передела.

В соответствии с предлагаемым способом полученный расплав подвергают непродолжительной продувке воздухом для более полного удаления примесей. Затем образовавшийся шлак отделяют от серебряно-золотого расплава и обрабатывают последний углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного в серебре кислорода. После этого расплав разливают в слитки в форме анодов, которые и используют при электролитическом получении аффинированного серебра.

В результате такой комбинации предложенных операций требуемое для электролиза качество анодов может быть получено с двух- и трехкратным сокращением общей продолжительности окислительного рафинирования и значительным сокращением количества циклов продувки расплава воздухом и общих трудозатрат.

В связи с высоким содержанием серебра и незначительными количествами вредных примесей в сплавах после окислительного рафинирования аффинаж анодного сплава проводят электролизом серебра в азотнокислых растворах. Продуктами электролиза являются аффинированное катодное серебро и золотой шлам, который аффинируют известными методами.

Пример

В электродуговую печь ДМ-05 загрузили 300,0 кг слитков серебряно-золотого сплава (доре-металла), содержащего по данным анализа, %: Ag – 94,5; Au – 0,3; Pb – 0,59; Se – 0,69; Те – 0,1; Cu и добавили 150 кг нерастворимого остатка на основе оксида серебра, полученного в качестве промпродукта аффинажного производства. Последний содержал, %: Au – 0,25(ICP); Cu – 1,11(ICP); Zn – 0,51(ICP); Se – 0,013(ICP); оксид серебра – основа (РСА); Те – нет.

Включили печь «на разогрев» и полностью расплавили загруженные продукты. После этого отключили электропитание печи, раздвинули графитовые электроды в крайние положения и в течение 30 минут продували расплав сжатым воздухом, подавая его через погруженную стальную трубу. По окончании продувки трубу удалили и сняли полученный шлак с поверхности расплава. С помощью металлургической ложки отобрали пробу расплава для анализа его состава.

По результатам анализа полученный сплав содержал, %: Au – 0,31; Zn – 0,002; Cu – 1,45; Se – 0,003; Те – нет; Pb – 0,03; Ag – остальное.

Так как по своему составу полученный сплав отвечал требованиям, предъявляемым условиями электролиза к анодному сплаву, то перед его сливом из печи провели так называемое «дразнение» расплава – обработку углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного в серебре кислорода. После этого провели разливку расплава в слитки по изложницам в форме анодов, которые впоследствии были использованы при аффинаже серебра методом электролиза в азотнокислом электролите. В результате были получены катодное аффинированное серебро и золотой шлам, который был переработан известными методами.

Формула изобретения

Способ рафинирования серебряно-золотых сплавов от селена, теллура, меди и свинца, включающий плавку исходного сплава, продувку полученного расплава воздухом, отделение шлака с поверхности расплава, обработку расплава углеродсодержащим восстановителем для удаления растворенного кислорода, разливку расплава в слитки и использование их в качестве анодов при электролитическом получении аффинированного серебра, отличающийся тем, что при плавке исходного сплава к нему добавляют промпродукт аффинажного производства на основе оксида серебра в количестве от 20 до 150% от массы исходного сплава.