Первая стадия аффинажа палладия

Страницы работы

Содержание работы

Министерство образования РФ

Сибирский государственный технологический университет

Факультет автоматизации и информационных технологий

Кафедра автоматизации производственных процессов

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Первая стадия аффинажа палладия

Выполнили: ст-ты гр. 24-4

__________ Михайлов  А.А.

       (подпись)

__________ Гавриков В.В.

       (подпись)

_________________________

                                    (дата)

Приняла:

__________ Жукова М.Н.

       (подпись)

_________________________

                             (дата, оценка)

 
 



Первая стадия аффинажа палладия

Цель работы:

1.  Закрепление теоретических знаний и знакомство с цехом аффинажа палладия;

2.  Формирование умения и навыков управления процессом;

3.  Действия в экстремальных и аварийных ситуациях;

4.  Анализ нарушения технологий в проведенных сеансах обучения;

5.  Исследование и совершенствование технологических режимов.

Общие сведения

Программа предназначена для обучения аппаратчиков аффинажного производства. В работе реализована первая стадия аффинажа палладия.

Отклонение управляющих величин (pH окончания процесса, время выдержки при прогреве пульпы и т.д.) от установленных технологических норм влечет за собой отклонение управляемых величин (которыми можно считать содержание основной примеси - Pt в финишной соли ДДП-2 и содержание палладия  в маточном растворе) от номинальных значений. Программа фиксирует все недостатки управления,  допущенные в процессе и по окончании процесса аффинажа выводит на экран сообщения об эти  недостатках.

Для экономии времени, целесообразно производить ускорение таймера. При этом максимальная величина - 50 раз. Ускорением в 100 раз рекомендуется пользоваться когда процесс долгое время не претерпевает каких-либо   изменений (например залив реагентов в аппарат).

Лабораторный анализ рН необходим для того, чтобы определить точное значение рН в аппарате, поскольку автоматический датчик рН может выдавать неправильные значения рН из-зи обрастания стенок датчика. Данные анализа появятся на экране через 10 мин. После получения этих значений необходимо делать поправку показаний прибора на величину разницы рН лабораторного анализа и прибора (в момент взятия пробы на анализ).

В процессе аффинажа могут возникнуть различные аварийные ситуации, например закипание раствора в аффинажном аппарате в момент  максимального его заполнении. При этом программой выдается соответствующее сообщение. Для устранения неполадок необходимо произвести ремонт.

Технология первой стадии

Технологические схемы аффинажа платиновых металлов насчитывают множество взаимосвязанных операций с десятками стадий, используемых оборотные растворы и полупродукты, с последующим выделением тех соединений, из которых последовательно можно получить очищенные платиновые металлы. Палладиевый раствор из отстойников и после контрольной фильтрации по трубопроводу с помощью насоса закачивается в термостатированный типовой аппарат емкостью 760 л - РТ-760. Степень заполнения составляет 0,4 объема аппарата. При достаточно интенсивным перемешивании раствор нагревают до  температуры 40оС. Цель нагрева - достижение полноты прохождения превращений при последующей обработке раствором аммиака.

В процессе обработки хлоридного комплекса палладия первоначального протекают следующие реакции:

     Na2[PdCl4]+4NH4OH=[Pd(NH3)4]Cl2+2NaCl+4H2O              (1.1)

     Получающийся при действии аммиака катионный комплекс палладия  тот час по мере образования реагирует с исходным хлоридным комплексом

      Pd(NH3)4+PdCl4=[Pd(NH3)4][PdCl4]                                       (1.2)

Данная соль, известная в химии палладия как соль Вокелена, является малорастворимой. Обработка аммиаком проводится до достижения значения РН пульпы 4-4,5 ед.  При меньших значениях РН в растворе может оставаться исходных хлоридный  комплекс палладия,  после фильтрации соли удаляющийся в маточный раствор, что снижает извлечение палладия.  Достижение больших значений приводит к обратному растворению образующейся соли Вокелена и непроизводительному расходу аммиака. Однако некоторое превышение нормативного значения РН(4,5-5) полезно, т.к. гарантирует полноту перевода хлоридного комплекса в соль Вокелена.  Реакции  взаимодействия хлоридных комплексов палладия и примесных элементов с раствором аммиака экзотермичны,  благодаря чему в производственных условиях температура возрастает до 80-90оС.  Это способствует завершению превращений,  а также переводу образовавшейся соли Вокелена  в еще менее  растворимую  соль палладия-транс-дихлоридиа минпалладий (ДДП) являющуюся изомером соли Вокелена                     

     [Pd(NH3)4][PdCl4=2Pd(NH3)2Cl2                                             (1.3)

При недостатке тепла экзотермических реакций,  например,  в  случае бедных растворов, после достижения значения РН 4-4,5 пульпу нагревают до 80-90оС для превращения соли Вокелена в  ДДП.  При  более низкой температуре и малом времени выдержки пульпы изомерное превращение не завершается,  что служит причиной потерь палладия с маточным раствором вследствие большей физической растворимости соли Вокелена по сравнению с ДДП.  Значение температуры,  больше  95оС нежелательно, т.к. может приводить к выбросу пульпы из реактора, а также к ухудшению качество палладия по основной примеси - платина. Это обусловлено  тем,  что образование соли Вокелена-Магнуса - основной форме осаждения платины (2) и соли ГПХА  -  основной  формы осаждения платины (4) из ее аквокомплекса [PtH2OCl5]- способствует прогрев при высокой температуре. При температуре 70-75 0С время прогрева 10-15 мин. При более высокой температуре время можно сократить.

В реальных  условиях  аффинажа,  особенно на концентрированных растворах, образуются густые трудноперемешиваемые пульпы. Вследствие этого  для  усреднения состава пульпы и значения РН по всему объему необходимо интенсивное перемешивание и выдержка после  достижения нормативных  значений РН,  при ее снижении необходима корректировка. Поведение примесных элементов при обработке  раствором аммиака до  РН 4-4,4 производственных хлоридных растворов палладия неоднозначно.

Так элементы с высоким значением РН начала гидролиза (Ca,  Mg, Ni, Fe+2,  Zn,  Se,  Ag,  Mn) преимущественно остаются в растворе. (Sn, Fe+3,  Pb, Al, Sb, Cr, Te, Bi, Cu) переходят в осадок в форме гидроксидов или основных солей.  Платина  переходит  в  осадок  на 40-60%, а Rh, Jr, Ru - на 30-50%, Au - 70-80%.   Основными формами осаждения металлов в интервале  значений  РН 4-4,5 являются:

    для меди - Cu(OH)2

    для алюминия - Al(OH)3

    для свинца - PbOHCl Pb(OH)2

    для теллура - TeO2

    для олова - (H2SnO3)n, H3[Sn(OH)6]

    для сурьмы - SbOCl, H[Sb(OH)4] Sb4O5Cl2

    для висмута - BiOCl, H[Bi(OH)4]

    для мышьяка - MxAsO4, где M - (Ca, Mg, Sb, Bi и др.)

    для молибдена - (NH4)6[Mo7O2]H2O

    для вольфрама - (NH4)5[H2W12O2] -ХН2O

    для железа -  Fe(OH)3

Данные соединения  фиксируются  для чистых индивидуальных систем. При совместном же  присутствии  элементов  в  растворе  формы осаждения могут  быть иные,  причем гораздо более сложные и многокомпонентные. Платиновые металлы из  хлоридных  комплексных  солей переходят в  аминные комплексы как в форме осадков,  так и в форме растворимых соединений.

Основные сведения о цехе аффинажа на КЗЦМ

Цех №4 аффинажного производства выпускает готовую продукцию следующей номенклатуры:

- платиновую губку для производства платины в слитках по ГОСТу 12341-81;

- палладиевую губку для производства палладия в слитках по ГОСТу 12341-81;

- платину в порошке по ГОСТу 14837-79;

- палладий в порошке по ГОСТУ 14836-82;

- чернь платиновую по ТУ-48-15-8-78;

- чернь палладиевую по ТУ-48-15-8-78;

- золото в слитках по ГОСТУ 28058-89.

В состав цеха входят три участка и лаборатория.

1. Участок производства платины и палладия состоит из передела подготовки растворов и разделения платины и палладия (этажерка №1), передела получения солей платины (этажерка №2), передела получения солей палладия (этажерка №3), отделение прокаливания солей платины и палладия;

2. Участок жидкофазного хлорирования концентратов, полупродуктов, ломов и доработки промпродуктов;

3. Участок получения Au и черни платины и палладия;

4. Спектрально-химическая лаборатория.

Результаты аффинажа

Раствор палладия ® Обработка NH4OH ®

® Прогрев ®

® Осаждение ® Обработка HCL ®

® Пульпа ®

® Фильтрация ®

® Окончательные результаты процесса

Похожие материалы

Информация о работе