Во вторичной пирометаллургии благородных металлов пользуются следующими методами:
— коллектирующей плавкой;
— окислительной плавкой;
— хлорированием.
Зарубежная практика переработки отходов показывает, что термические способы с использованием предварительного механического обогащения сырья (бедного) являются довольно популярными и сегодня. Например, предприятия английской фирмы Johnson и немецкой фирмы Matthey Degussa извлекают благородные металлы из однородных фракций отходов (которые получены на первом этапе переработки) путем предварительной плавки обожженного скрапа на медный штейн и свинцовый веркблей. Затем медный штейн поступает на электролиз, а свинцовый веркблей (с основной массой добываемых металлов) плавят в купеляционной печи, где серебро и свинец с примесями золота отделяются от палладия и платины с дальнейшей окончательно обработкой.
При переработке бедного сырья используют плавку с флюсами и коллектирующими благородные металлы компонентами, которые выбирают по таким признакам, как остаточное содержание добываемых металлов в шлаке, растворимости их в коллекторе, стоимости и возможности извлечения благородных металлов.
Эффективными являются коллектирование благородных металлов с помощью восстановительной плавки в металлическую фазу, свинцовой плавки.
Восстановление оксидов неблагородных металлов осуществляется в шахтной печи с добавлением шлаков, пыли и осадков химических процессов, добывая медь, свинец.
Усложнение состава вторичного сырья влечет за собой следующие трудности:
— значительная доля изолирующих материалов и пластмасс усложняют плавку;
— стекло и керамические примеси при шахтной плавке увеличивают количество примесей, приводят к потере добываемых металлов;
— при высоком содержании меди повышается расход флюсов и понижается содержание благородных металлов.
Процесс свинцовой плавки оптимизируют путем совершенствования этапа купелирования. Например, британская фирма Britannia Refined Metals своем заводе North Fleet установила печь для извлечения серебра из свинцово серебряных сплавов вместимостью 3 т), увеличив производительность (получают серебро чистотой более 99% (мас.)) и снизив производственные расходы (энергии на 20%).
Фирма Johnson Matthey предлагает регенерировать благородные металлы из керамоотходов электротехники посредством приготовления смеси из мелкоизмельченных отходов, серебра или меди (как коллектора) и флюса и нагревания ее до температуры 1400 град.
Один из вариантов коллектирования — в фьюминг-печь (в которую предварительно залит шлак для растворения керамической основы) поступает сырье, и плвится там совмстно с бедным штейном или пиритом. Затем шлако-штейновый состав поступает в электроотстойник для выделения штейновой фазы. В результате получается кондиционный продукт для дальнейшей гидрометаллургической обработки.
Сульфидирующая плавка позволяет разделять медь и серебро, благодаря их сродству к сере и способности к ликвидации сульфидного расплава.
Фирма Boliden Metech Inc. впервые применила процесс Кальдо для извлечения цветных металлов пирометаллургическим способом. В основе этой технологии заложена автогенная плавка исходного материала в конвертере (вращающемся) с верхним дутьем (с подачей воздуха, обогащенного кислородом).
Сбор, анализ, переработка лома драгметалов в к компании Boliden Metech Inc.
Хлорирование заключается в использовании газообразного хлора в технологическом цикле выделения золота. С порошкообразным углеродом смешивают оксид неблагородного металла — носителя золота, и материал, содержащий золото, загружают в реактор и доводят температуру до 400-1200 град. Смесь через специальное устройство в днище реактора продувают газообразным хлором или его смесью, на выходе получают хлориды соответствующих металлов. При дальнейшей обработке (нагреве до температуры выше кипения хлоридов) хлорид золота диссоциирует с образованием металлического золота.
Хлор используют и другим способом. Для извлечения золота из неблагородных металлов и их оксидов измельчают исходную смесь с углеродом, и в реакторе продувают ее газообразными хлоридами при температуре. Превышающей температуру кипения неблагородных примесей и диссоциации золота. Металлическое золото затем отделяется гравитацией из остатков.
Для переработки высокопробных сплавов (80% Au) проводят хлорирование при температуре 573-973 К. Затем проводят обработку хлороводородной кислотой и пероксидом аммония с извлечением серебра. Чистота получаемого золота достигает 99,99%.
Для аппаратного обеспечения пирометаллургических процессов компанией Pashelinsky Smelting and Refining Corp. разработаны электродуговые печи.
Экономически выгодно при переработке сырья использовать взаимодополняющие методы плавки: в конвертере и в шахтной печи.
Плазмохимическая обработка обогащенного концентрата в вакууме с дальнейшей конденсацией металлов в специальных конденсаторах также является весьма эффективной.
