+7 (495) 212-15-31
 

Новая высокоэффективная технология рекуперации платиновых металлов – платины, палладия и родия из отработанных автомобильных катализаторов и установка для её осуществления.

 

Для рекуперации платиновых металлов из отработанных автомобильных катализаторов предложены различные способы. Их можно разделить на пирометаллургические и гидрометаллургические способы.

При кажущейся простоте пирометаллургических методов, они целесообразны только в условиях крупного медно-никелевого производства.

Гидрометаллургические методы, в свою очередь, можно подразделить на два основных направления:

1. Растворение носителя в условиях, когда благородные металлы остаются в виде осадка. Теоретически, здесь может быть достигнуто полное выделение платиновых металлов, но, на практике, высокая дисперсность частиц металлов крайне затрудняет отделение их от раствора и приводит к значительным потерям. Кроме этого, возникает проблема использования или обезвреживания растворов, содержащих компоненты носителей и примеси.

2. Выщелачивание платиновых металлов в условиях минимальной растворимости носителя. В этом случае возникают как значительные трудности с выделением платиновых металлов из растворов с низкой их концентрацией, так и значительные объемы сточных вод, требующих обезвреживания.

 

Предлагается новая технология рекуперации платиновых металлов из отработанных автомобильных катализаторов на керамических носителях сорбционно-электрохимическим методом и установка для её осуществления. Суть этой технологии состоит в том, что платиновые металлы выщелачивают электролитом, циркулирующим между реактором-выщелачивателем и электролизером, в котором находится сорбент. В условиях проведения процесса сорбент обладает очень высокой емкостью, до нескольких килограмм сорбента. Насыщенный металлом сорбент подвергают отжигу и получают концентрат, содержащий более 85% платиновых металлов. Суммарное извлечение платиновых металлов в концентрат 90 % и выше.

Особенностью отработанных автомобильных катализаторов является загрязнение их коксовыми отложениями, а также посторонними веществами – свинцом, ванадием, железом серой и др. В зависимости от наличия загрязнений требуется та или иная подготовка сырья перед проведением собственно процесса извлечения платиновых металлов.

 

Основные технологические стадии процесса:

1. Прием, складирование и анализ сырья;

2. Подготовка сырья – удаление посторонних включений, дробление, депассивация;

3. Сорбционно-электрохимическое выщелачивание платиновых металлов;

4. Промывка и сушка насыщенного сорбента;

5. Обжиг насыщенного сорбента;

6. Усреднение, анализ и упаковка готовой продукции – концентрата платиновых металлов.

 

Отходы производства, экологическая безопасность

 

Отходом производства является носитель катализатора, который состоит, в основном, из кордиерита с крайне незначительным остаточным содержанием драгоценных металлов. В принципе, он может быть утилизирован для приготовления новых партий катализаторов или в других направлениях, но этот вопрос не исследован. Предусматривается его обезвреживание и хранение до решения вопроса рациональной утилизации.

Вопросы выброса в атмосферу – обычные дымовые газы. При необходимости может быть предусмотрена их очистка. Все технологические газы улавливаются и обезвреживаются.

Сточные воды, образующиеся при промывке сорбента, мытьё полов и аппаратуры, собирают в специальном сборнике, нейтрализуют и вместе с бытовыми отходами направляют в канализацию.

Предусматриваются все надлежащие меры экологической и санитарной безопасности производства.

 

Ориентировочные технико-экономические показатели предлагаемой технологии рекуперации платиновых металлов из отработанных автомобильных катализаторов.

 

1. Мощность производства, режим работы

 

Расчетная мощность Установки 15 кг в час сырья. Режим работы – непрерывный, 8000 часов в год.

Производительность: в сутки – 0,36 т

                                     в месяц – 10,8 т

                                         в год – 120 т

 

2. Стоимость продукции

 

Содержание платиновых металлов в автомобильных катализаторах и соотношения между платиной, палладием и родием на протяжении последних десяти лет изменялось по мере ужесточения требований к очистке выхлопных газов двигателей и колебаний цен на данные металлы. В настоящее время отработанные автомобильные катализаторы по содержанию платиновых металлов условно можно разделить на три типа А, В, и С:

ТИП

Массовая доля платиновых металлов, %

Палладий

Платина

Родий

А

0,006

0,210

0,034

В

0,41

0,014

0,013

С

0,35

0,032

0,018

Цены используемых в автомобильных катализаторах платиновых металлов на Лондонской бирже на 11.03.2009 г. составляли в $ за тройскую унцию:

Палладий - 197

Платина  - 1045

Родий     - 1050

Отсюда потенциальная стоимость драгоценных металлов, содержащихся в 1 кг сырья, $:

ТИП

А – 82,42

В  - 35,06

С – 38,99

 

Средняя потенциальная стоимость драгоценных металлов, содержащихся в 1 кг сырья по состоянию на 11.03.2009 г. будет составлять примерно $52 на 1 кг сырья. При степени извлечения 90% потенциальная стоимость платиновых металлов в концентрате составит $46,8 на 1 кг переработанного сырья. При реализации концентрата следует учитывать, что в ряде случаев он может быть использован непосредственно, без аффинажа, для приготовления новых катализаторов.

Отсюда, потенциальная стоимость продукции $5 616 000 в год.

 

3. Стоимость переработки 1 тонны сырья

(Стоимости разработки конверторов и перевозки сырья не включены)

 

Реагенты и вспомогательные материалы.

Расходы на реагенты и вспомогательные материалы, ориентировочно $150.

Электроэнергия на технологический процесс, без учета вентиляции и освещения 800 кВт-час.

Заработная плата. Расходы на заработную плату зависят от уровня зарплаты в стране и наличия инфраструктуры производства. При трехсменной работе состав смены: ст. оператор и помощник плюс подменная смена, итого смены персонал 8 человек. Кроме того, в дневное время 2 или 3 вспомогательных рабочих и начальник Установки (инженер-химик или техник-химик).

Всего непосредственно занятых на производстве 11-12 человек.

Потребность в прочем персонале – химическая лаборатория, ремонтная служба, бухгалтерия, охрана, администрация зависит от организации производства.

 

4. Требуемая площадь для размещения Установки

 

Для размещения Установки требуется помещение площадью, примерно, 150 м2 и высотой 6 м, без учета склада и помещения для разборки конверторов. При благоприятных климатических условиях часть оборудования Установки может быть размещена на открытой площадке.

 

5. Стоимость оборудования Установки

 

Ориентировочно, стоимость основного оборудования Установки, при его изготовлении в России, составит $300 000.

Стоимость будет учтена при разработке форпроекта.


 

Энергосберегающая и экологически приемлемая технология переработки марочных отходов жаропрочных сплавов на никелевой основе

 

Жаропрочные сплавы широко применяются в судостроении, авиа- и космической технике (например, лопатки газовых турбин, части ракетных сопел и др.). В настоящее время в мире накопилась огромная масса подобных изделий, срок службы которых вышел. Кроме того, при изготовлении таких изделий образуется значительное количество марочных отходов. В современном материаловедении наиболее сложными по составу легирующих элементов являются литейные никелевые жаропрочные сплавы (ЖС). Задача создания новых технологий переработки их отходов весьма актуальна.

В нашей организации разработана энергосберегающая, экономичная и экологически приемлемая технология переработки марочных отходов жаропрочных сплавов на никелевой основе, а также некондиционных деталей из них и изделий, срок службы которых истек.

Данная технология позволяет полностью извлекать ценные компоненты (рений, никель, кобальт, тантал, ниобий, молибден, вольфрам и др.) и получать из них дорогостоящие товарные продукты: чистые металлы, легирующие присадки для специальной металлургии, чистые соли, используемые в качестве сырья для производства катализаторов (в этой отрасли они очень востребованы). В основе данной технологии лежат сорбционно-электрохимические процессы. Электролитическое растворение сплавов проводится с наложением внешних комбинированных электромагнитных и электрических полей.

Организация производства по данной технологии не требует больших капиталовложений.


 

Технология извлечения драгоценных и других металлов из бедных, труднообогатимых и упорных руд, россыпей и техногенных накоплений

 

Разработана и опробована на пилотных установках для ряда производств комплексная технология извлечения драгоценных, рассеянных и цветных металлов из трудно поддающегося сырья:

- бедных, труднообогатимых упорных руд и россыпей;

- «хвостов» горно-обогатительных, металлургических и химических предприятий;

- жидких отходов электролизных и других производств.

 

Решаемые проблемы. Полиметаллические и другие руды помимо целевых металлов, как правило, содержат до десятка и более сопутствующих цветных металлов, редкоземельных элементов и других ценных компонентов. Традиционно горно-обогатительные и металлургические предприятия были ориентированы на получение одно – двух целевых металлов. Поэтому, накопленные за несколько десятилетий обогатительными фабриками «хвосты» и отвалы металлургических предприятий содержат огромные количества цветных и других ценных компонентов в концентрациях, зачастую превышающих современные промышленные кондиции, используемые при добыче соответствующих руд.

Большая часть из этих техногенных «месторождений», загрязняющих окружающую природную среду и занимающих значительные земельные площади, не вовлечены в переработку и утилизацию из-за отсутствия рентабельных и экологически безопасных технологий извлечения из них ценных компонентов.

Главная цель разработки – создание универсального набора технологических процессов, обеспечивающего извлечение широкой группы металлов и других ценных компонентов из бедных, труднообогатимых и упорных руд и техногенных накоплений, а также получение коммерческой прибыли от эксплуатации создаваемых перерабатывающих производств в размере не менее 100% годовых вложений на капитал.

Средство достижения цели – предлагаемая технология – наряду с известными и промышленно освоенными стадиями (помол, гравитация, магнитная сепарация, центробежная сепарация, флотация и т.д.) включает новые процессы:

1. Тонкое разделение сборных рудных концентратов на целевые компоненты с использованием трибоэлектрического эффекта («газопылевой плазмы»);

2. Предварительную гидроактивацию сырья в кавитационном поле;

3. Гидрокавитационное выщелачивание целевых компонентов растворами реагентов;

4. Использование нецианидных сред для выщелачивания целевых компонентов;

5. Сорбционно-электрохимическое выделение из растворов целевых веществ;

6. Выделение целевых химических соединений из перерабатываемых растворов за счет воздействия на растворы электромагнитных полей среднечастотного диапазона;

7. Переработку (утилизацию) получаемой на выходе пустой породы в строительные материалы либо другую продукцию.

Отдельные этапы разработанной технологии защищены патентами РФ, на часть других разработок патентные заявки ещё не подавались и они пока являются «Ноу-хау».

Преимущества. В сравнении с традиционными, предлагаемый комплекс технологий обеспечивает создаваемым промышленным производствам следующие преимущества:

1. Расширение сырьевой базы получения драгоценных и цветных металлов, редкоземельных элементов и другой продукции путем извлечения ценных компонентов из ранее не перерабатываемого сырья природного и техногенного происхождений;

2. Получение возможности использования сырьевой базы в промышленно освоенных районах с развитой инженерной инфраструктурой и избытком трудовых ресурсов;

3. Упрощение технологии переработки, уменьшение перечня, массы и энергоёмкости используемого оборудования;

4. Возможность создания мобильных комплексов глубокой переработки минерального сырья;

5. Значительное повышение рентабельности инвестиций в производство путем снижения капитальных и производственных расходов, сокращения производственных циклов и сроков производств;

6. Возможность рентабельной переработки (утилизации) многотоннажных промышленных отходов, занимающих большие земельные участки и загрязняющих окружающую среду;

7. Использование экологически безопасных (в том числе безцианидных) процессов извлечения драгоценных и других металлов.

 

Выполнение работ по созданию перерабатывающего производства.

Технология переработки рудного или техногенного сырья в значительной степени определяется свойствами этого сырья. Поэтому практически для каждого нового производства требуется адаптация одной из отработанных технологических схем к решению поставленной задачи.

В зависимости от условий задачи и свойств сырья из общей матрицы технологических воздействий выбирается наиболее подходящая технологическая схема, которая адаптируется к поставленной задаче и оптимизируется с целью сокращения капитальных и производственных затрат, обеспечения простоты и надежности будущего производства, предотвращения загрязнения окружающей среды и обеспечения рентабельности вложений инвестора. При необходимости создается пилотная установка, выполняются опытно-конструкторские работы. Для выполнения проектных и строительно-монтажных работ, изготовления оборудования по договорам подряда привлекаются специализированные предприятия и организации.

Разработчики технологии осуществляют авторский надзор на всех этапах создания производства и участвуют в его пуско-наладке и сдаче в эксплуатацию.

 

Опыт практического применения. Предлагаемая комплексная технология была использована при разработке ряда промышленных технологий извлечения драгоценных и других металлов из рудного сырья, твердых и жидких производственных отходов:

1. Нецианидная сорбционно-электрохимическая технология извлечения золота и попутного серебра из упорных сульфидных руд с использованием кавитации сырья на разных стадиях процесса (Киргизия).

2. Технология рекуперации платиновых металлов (платины, палладия и родия) из отработанных автомобильных катализаторов и установка для её осуществления.

3. Технология и установка рекуперации драгметаллов из отработанных промышленных катализаторов.

4. Сорбционная технология извлечения серебра из отработанных фоторастворов и отходов фотоматериалов и установка для её осуществления.

5. Сорбционно-электрохимическая технология переработки марочных отходов жаропрочных сплавов на никелевой основе с проведением электролитического растворения компонентов сплавов при наложении внешних комбинированных электромагнитных полей.

6. Технология и пилотная установка для регенерации молибдена и кислот из отработанных растворов травления молибденовых кернов, образующихся в производстве электроламп и электровакуумных приборов.

7. Технология выщелачивания золота и серебра из бедных руд, текущих и лежалых «хвостов» обогатительных фабрик гидрохлорированием пульпы в кавитационном поле.

 

Перспективы развития. Предлагаемый системный подход к переработке минерального сырья с использованием новых технологических операций позволяет также создать мобильные перерабатывающие комплексы для разработки «карликовых» месторождений цветных металлов и нерудного минерального сырья. На территории России разведано множество таких удаленных месторождений с высоким содержанием целевых компонентов. Большая часть из них не разрабатывается из-за нерентабельности строительства на месте перерабатывающих мощностей (с использованием традиционных технологий) и транспортировки сырья (рудного концентрата) на большие расстояния до существующих перерабатывающих предприятий.


 

Нецианидная, экологически безопасная, сорбционно-электрохимическая технология извлечения золота и попутного серебра из упорных сульфидных руд с использованием кавитационной активации сырья на разных стадиях процесса

 

В последние годы в мире наблюдается устойчивая тенденция снижения качества золоторудного минерального сырья. В общей массе перерабатываемых промышленных руд сокращается доля легкообогатимого сырья с относительно высоким содержанием золота и, соответственно, возрастает доля более бедных, труднообогатимых и упорных руд. Ряд разведанных крупных месторождений, содержащих значительные запасы труднообогатимых и упорных золотосодержащих руд, в Росси и за рубежом не эксплуатируют из-за отсутствия рентабельных и экологически безопасных технологий извлечения золота. Во всех золотодобывающих странах: (ЮАР, Австралия, Россия, КНР, Канада, США, Гана, Узбекистан и др.) актуальна проблема разработки и внедрения современных технологий обогащения и переработки бедных, труднообогатимых и упорных золотосодержащих руд и концентратов.

К решению этой проблемы и относится предлагаемая технология. Одним из важнейших аспектов разработанной технологии является предварительная активация сырья на разных стадиях технологического процесса за счет кавитационного воздействия на пульпу. Разработана и запатентована конструкция гидродинамического генератора кавитации. В отличие от известных устройств, в данном генераторе кавитация возбуждается не на рабочих поверхностях аппарата, а в объеме жидкости. Это позволяет интенсивно обрабатывать различные материалы, в том числе суспензии твердых абразивных частиц без быстрого износа рабочих органов или корпуса. При выбранных режимах гидроактивации сырья в кавитационном поле легко достигается оптимальная крупность твердых частиц без существенного переизмельчения, раскрываются сростки и «рубашки», разрушаются труднорастворимые пленки окислов на поверхности извлекаемых металлов.

Изготовлены и испытаны опытно-промышленные образцы генераторов кавитации с производительностью 1-5 м3 материала в час. Подготовлена проектная документация на аппарат с производительностью 30 м3/час.

 

Разработана аппаратурно-технологическая схема опытно-промышленной Установки для извлечения золота (и серебра) из сульфидно-мышьяковистого флотоуонцентрата производительностью 8 тыс. тонн концентрата в год. Предлагаемая технология включает две основные стадии:

1. Вскрытие сырья кислотно-кислородным методом.

2. Нецианидная сорбционно-электрохимическое извлечение золота и сопутствующего серебра из кека после вскрытия сырья.

 

Первая стадия технологического процесса.

В отличие от известных кислотно-кислородных процессов «ККВ», «Нитрокс», «Арсено» и др. в данной технологии сырье перед вскрытием подвергается кавитационной активации в пульпе. Это позволяет увеличить скорость реакции и степень разложения сульфидов и проводить процесс при атмосферном давлении в проточных аппаратах колонного типа. Процесс активации и вскрытия сырья оптимизирован таки образом, что повышение скорости реакции разложения сульфидов не приводит к увеличению образования элементарной серы или к преждевременному частичному растворению золота.

 

Вторая стадия технологического процесса.

Полученный кек репульпируют в электролите, пульпу подвергают кавитационной активации и направляют на выщелачивание в сорбционно-электрохимический блок, объединяющий реактор–выщелачиватель и проточный электролизер. В катодную камеру электролизера загружается сорбент. Для обеспечения полноты выщелачивания золота и интенсификации этого процесса в реактор-выщелачиватель подается электрический ток специальной формы, в состав электролита, в зависимости от перерабатываемого сырья, вводится определенное количество нецианидного комплексообразователя.

Процесс проводится в циркуляционном режиме. Переходящее в раствор золото выделяется на сорбенте в катодной камере электролизера, а электролит возвращается в реактор-выщелачиватель и процесс продолжается до полного извлечения металла из сырья. Ёмкость сорбента в условиях процесса составляет 4-6 кг металла на 1 кг сорбента.

Данная технология экологически безопасна. Предусмотрено полное обезвреживание твердых отходов, стоков и газовых выбросов. Показана её высокая технологическая и экономическая эффективность.

Технологическое оборудование изготовлено, смонтировано и испытано. Подтверждены проектные показатели.

Отдельные этапы разработанной технологии защищены патентами РФ, на часть других разработок патентные заявки не подавались и они являются нашими «Ноу-хау». Данная технология может использоваться для извлечения других полезных компонентов из труднообогатимых и трудноперерабатываемых природных и техногенных материалов.

Обладатели технологии готовы адаптировать данную разработку к конкретному сырью Заказчика, с разработкой промышленной технологии, аппаратурного оформления на требуемую мощность и запуском технологической линии.

Возможны различные договорные формы сотрудничества.