Сравнение химической стойкости титана, тантала и платины в солянокислых окислительных средах в автоклаве
Автор: Акименко А.А., Белоусов О.В., Борисов Р.В.
Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet
Рубрика: Химическая технология
Статья в выпуске: 4 (98) т.85, 2023 года.
Бесплатный доступ
В современной гидрометаллургии процессы автоклавного выщелачивания находят широкое применение, что связано с рядом преимуществ перед процессами, протекающими в открытых системах. В аффинажной отрасли страны внедрение таких технологий затруднительно, и одна из причин - высокие требования к коррозионной устойчивости конструкционных материалов. В настоящей работе исследовано поведение металлических пластин тантала, титана и платины в растворах соляной кислоты с добавками пероксида водорода в автоклавных условиях, в температурном диапазоне 100-200 °С. Показано, что удельная скорость растворения платины в автоклавных условиях на несколько порядков выше скоростей растворения титана и тантала в аналогичных условиях. Так, при температуре 130 °С платиновая пластина полностью растворяется в течение 2 часов, что соответствует удельной скорости растворения 1500⋅10-12 г·м2/сек; скорость растворения титана и тантала в тех же условиях составила 40⋅10-12 и менее 1⋅10-12 г·м2/сек, соответственно. Создание окислительных условий способствует пассивации тантала и, в значительной степени, титана. Платина, наоборот, в окислительных условиях интенсивно переходит в раствор. С учетом того, что в большинстве случаев сырье МПГ представляет собой дисперсные порошки с высокой удельной поверхностью, титановое оборудование может быть рекомендовано к их переработке. Установлено, что титан достаточно стабилен в присутствии окислителя в растворах 3М соляной кислоты до температуры 160 °С. Тантал в солянокислых окислительных средах стабилен до температуры 200 °С. Полученные в работе количественные данные могут быть использованы для разработки технологий переработки сырья, содержащего металлы платиновой группы, и создания соответствующего оборудования.
Автоклав, благородные металлы, титан, тантал, скорость растворения
Короткий адрес: https://sciup.org/140304442
IDR: 140304442 | DOI: 10.20914/2310-1202-2023-4-152-158
Список литературы Сравнение химической стойкости титана, тантала и платины в солянокислых окислительных средах в автоклаве
- Roux J.O., du Toit M., Shklaz D. Novel redesign of a pressure leach autoclave by a South African platinum producer // Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2009. V. 109. №. 11. P. 677–683.
- Gok O., Anderson C.G., Cicekli G., Cocen E.L. Leaching kinetics of copper from chalcopyrite concentrate in nitroussulfuric acid // Physicochemical Problems of Mineral Processing. 2014. V. 50. №. 1. P. 399–413.
- Zinoviev V.А., Kalashnikova М.I., Lisakov Yu.N., Pelikh Yu.М. Testing of new corrosion-resistant materials and alloys for autoclave processes // Tsvetnye Metally. 2015. №. 7. P. 68–73. doi: 10.17580/tsm.2015.07.12
- Mpinga C.N., Eksteen J.J., Aldrich C., Dyer L. Direct leach approaches to Platinum Group Metal (PGM) ores and concentrates: A review. Minerals Engineering. 2015. V. 78. P. 93–113.
- Adams M.D. Summary of gold plants and processes // Gold Ore Processing. Elsevier, 2016. P. 961–984.
- Bobozoda S., Boboev I.R., Strizhko L.S. Gold and copper recovery from flotation concentrates of Tarror deposit by autoclave leaching. Journal of Mining Science. 2017. V. 53. №. 2. P. 352–357.
- Saguru C., Ndlovu S., Moropeng D. A review of recent studies into hydrometallurgical methods for recovering РGМs from used catalytic converters // Hydrometallurgy. 2018. № 182. P. 44–56.
- Islam A., Ahmed T., Awual M.R., Rahman A. et al. Advances in sustainable approaches to recover metals from ewaste-A review // J. Clean. Product. 2020. V. 244. P. 118815. doi: 10.1016/j.jclepro.2019.118815
- Salman K., Yen-Peng T. Recycling pathways for platinum group metals from spent automotive catalyst: A review on conventional approaches and bio-processes // Resources, Conserv., Recycl. 2021. V. 170. P. 105558. doi: 10.1016/j.resconrec.2021.105588
- Padamata S.K., Yasinskiy A.S., Polyakov P.V., Pavlov E.A. et al. Recovery of noble metals from spent catalysts: A review // Metall. Mater. Trans. B. 2020. V. 51. №. 5. P. 2413–2435. doi: 10.1007/s11663–020–01913-w
- Oraby E.A., Li H., Eksteen J.J. An alkaline glycine-based leach process of base and precious metals from powdered waste printed circuit boards // Waste Biomass Valoriz. 2020. V. 11. №. 8. P. 3897–3909. doi: 10.1007/s12649–019–00780–0
- Batnasan A., Haga K., Shibayama A. Recovery of precious and base metals from waste printed circuit boards using a sequential leaching procedure // JOM. 2018. V. 70. №. 2. P. 124–128. doi: 10.1007/s11837–017–2694-y
- Ding Y., Zhang S., Liu B., Zheng H. et al. Recovery of precious metals from electronic waste and spent catalysts: A review // Resources, Conserv., Recycl. 2019. V. 141. P. 284–298. doi: 10.1016/j.resconrec.2018.10.041
- Карпов А.Г., Шубенкина Н.Н., Шнайдер А. Проблемы эксплуатации автоклавов и выбор конструкционных атериалов для изготовления оборудования автоклавных производств // Экспозиция Нефть Газ. 2012. №. 2 (20). С. 5–7.
- Акименко А.А., Белоусов О.В., Борисов Р.В., Грабчак. Э.Ф. Исследование химической устойчивости титана в модельных солянокислых растворах аффинажного производства // Цветные металлы. № 9. 2021. С. 46–52.
- Bishop C.R. Corrosion tests at elevated temperatures and pressures // Corrosion. 1963. V. 19. №. 9. P. 308–314.
- Белоусов О.В., Белоусова Н.В., Рюмин А.И., Борисов Р.В. Переработка платино-палладиевого концентрата в гидротермальных условиях // Журнал прикладной химии. 2015. № 6. С. 1078–1081.
- Belousova N.V., Belousov O.V., Borisov R.V. Dissolution of metallic iridium powders in hydrochloric acid oxidizing media // Tsvetnye Metally. 2022. № 8:40–45. doi: 10.17580/tsm.2022.08.05
- Belousova N.V., Belousov O.V., Borisov R.V., Grizan N.V. Specific Features of Dissolution of Metallic Rhodium in Acid Oxidative Media under Hydrothermal Conditions // Russian Journal of Applied Chemistry. 2019. V. 92. №. 8. P.1102–1106. doi: 10.1134/S107042721908007X
- Belousova N.V., Belousov O.V., Borisov R.V., Akimenko A.A. Autoclave dissolution of platinum metals in hydrochloric acid oxidizing media // Russian journal of non-ferrous metals. 2021. № 5. P. 50–57