DOC《选冶联合法从玻璃纤维工业浇注料中回收铂铑》

选冶联合法从玻璃纤维工业浇注料中回收铂铑 郭俊梅1,2,贺小塘1,3,吴喜龙1,2,李勇1,3,王欢1,2,韩守礼1,2,李锟1,2,李子璇1 (1.

贵研资源(易门)有限公司,昆明 650106;

2.贵研铂业股份有限公司,昆明 650106;

3.稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明 650106) 摘要:采用选矿和冶金联合工艺从玻纤浇注料中回收铂和铑.首先采用重力选矿法使玻纤浇注料中90%~93%的铂铑得到初步富集分离,得到品位为60%~80%的铂铑精矿和尾矿,低品位尾矿采用Na2O-Al2O3-SiO2低熔点渣系,通过铅熔炼捕集、吹炼除铅工艺产出铂铑富集物料,然后通过精炼得到合格的铂铑金属产品.结果表明,全流程铂和铑的回收率分别大于99%和98.5%. 关键词:玻璃纤维;

重力选矿;

铂;

铑;

回收 中图分类号:TF83 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2013)12-0000-00 Recovery of Palladium and Rhodium from Glass Fiber Castable by Benefication-Metallurgy Combination Process GUO Jun-mei1,2, HE Xiao-tang1,3, WU Xi-long1,2, LI Yong1,3, WANG Huan1,2, HAN Shou-li1,2, LI Kun1,2, LI Zi-xuan1 (1. Sino Platinum Metals Resources (Yimen) Co., Ltd, Kunming 650106, China;

2. Sino-Platinum Metals Co., Ltd, Kunming 650106, China;

3. State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization of Platinum Group Metals, Kunming 650106, China) Abstract: Palladium and rhodium were recovered from glass fiber castable by benefication-metallurgy combination process. Pd and Rh with grade of 90%~93% in glass fiber castable was preliminary enriched by gravity concentration and palladium and rhodium concentrates with grade of 60%~80% were obtained. The low grade tailings were smelted with lead as collector in Na2O-Al2O3-SiO2 slag system and then blown with air to produce Pd and Rh concentrates after lead was removed. Pd and Rh qualified metal products were gained by concentrates refining. The results show that total recovery of Pd and Rh is over 99% and 98.5% respectively. Key words: glass fiber;

gravity concentration;

platinum;

rhodium;

recovery 铂族金属因其优越的物理化学性能,被广泛用于航天、航空、石油及化学工业、信息传感工业、首饰、高级光学玻璃、玻璃纤维、医疗器械和医药等领域[1].在玻璃纤维工业中,将Al2O

3、SiO

2、CaO等耐火材料粉末和无机黏结剂按一定比例配料混匀,根据池窑漏板的大小、形状浇注在漏板周围,经烘烤后,耐火材料粘合成整体,类似于耐火砖,因此也被称为玻纤耐火砖.玻纤原料在池窑漏板中呈熔融状态,温度超过1

000 ℃,从漏板底部的漏嘴拉出,经过冷却得到玻璃纤维材料.漏板长期处于高温状态下,使用一段时间后,漏嘴结构改变、漏板变薄,影响玻璃纤维的生产时,就必须更换这些漏板.另外,在高温状态下,铂铑合金中的铂、铑会缓慢氧化挥发,部分进入玻璃纤维而损失,PtO2和Rh2O3会附着在靠近漏板一侧的浇注料上,高温时分解为金属铂和铑,经过长时间的聚集,形成铂铑合金颗粒,并在浇注料侧面长大.根据使用条件以及使用周期的不同,浇注料中铂铑合金含量相差悬殊,温度越高、使用时间越长,浇注料中铂铑合金含量越高,一般情况下铂铑合金含量在0.3%~2%.

1 试验原料及设备 本试验使用的含铂铑的浇注料来自于国内某玻纤生产企业,物料呈碎块状,每批量为1~2 t.试验所用试剂为工业盐酸、分析纯盐酸、分析纯硝酸、试剂级氢氧化钠、试剂级水合肼及去离子水. 主要选矿设备为破碎机、球磨机、自制多级重力选矿机、自制铅捕集熔炼炉;

精炼主要设备为玻璃反应釜、离子交换柱、马弗炉、中间槽. 收稿日期:2013-05-23 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2012AA

063207、2012AA063203);

云南省科技创新强省计划项目(2011AA004) 作者简介:郭俊梅(1970-),女,云南个旧人,博士,教授级高工.

2 工艺流程 将含铂铑的玻纤浇注料进行破碎,并磨矿至一定粒度后,采用重力选矿的方法得到铂铑精矿和重选尾渣.铂铑精矿直接送到精炼车间精炼,5~7天即可提纯得到合格的铂铑混合粉,使浇注料中的铂铑快速回收,并重新制造新的漏板,加快了铂铑的周转,减少了资金占用.选矿尾渣回收难度较大,回收周期长,采用添加氧化铅、纯碱、硼砂和玻璃粉、还原剂焦炭粉进行熔炼,再经吹炼后即可得到铂铑富集物,铂铑富集物与选矿得到的铂铑精矿合并在一起进行精炼.

3 结果与讨论 3.1 选矿部分 早期的玻纤浇注料中铂铑含量较低,铂铑金属含量为1 300~3

000 g/t,从中回收铂铑的方法主要为湿法和火法.湿法技术从玻纤浇注料中回收铂铑操作简单,用王水选择性溶解铂铑,铂溶解率约97%、铑约95%.溶解渣中铂铑含量仍很高,需要用其它方法进一步回收,并且处理周期较长.火法包括金属捕集法和碱熔融法,比较适合于铂铑含量较低的物料.目前玻纤浇注料中铂铑的含量较高,直接采用湿法或火法处理这类物料都不是最佳方法.由于铂铑金属的密度远大于Al2O

3、CaO、SiO2等耐火材料,所以我们先采用重力选矿的方法从磨细的物料中选出铂铑精矿,精矿直接进入精炼生产线生产铂铑粉,在减少湿法处理量的同时,加快了铂铑金属的回收周期,减小资金积压,降低投资风险.选矿的尾矿铂铑含量降低了很多,经火法富集回收铂铑,渣中铂铑含量也得到了大幅度降低,可提高铂铑的回收率. 3.1.1 破碎及磨矿 玻纤浇注料拆卸后为碎块状,经过破碎机破碎后,采用球磨机磨矿至-0.147 mm大于95%. 3.1.2 重选分离 重力选矿法主要是根据矿粒间密度差异来实现矿物分离的过程[2-3].重选结果的好坏与有用矿物的密度、脉石矿物的密度和介质的密度有关[4].不同密度矿物重力分选的难易程度e可用下列公式进行估算[5]: 式中,ρ

1、ρ

2、ρ分别为轻矿物、重矿物和介质的密度,g/cm3. e越大,则分选越易进行,同时可以选别的粒度下限越低. 铂铑漏板密度约20.5 g/cm3,而玻纤浇注料的密度约4 g/cm3[6],介质为水,其密度取1 g/cm3,将此数据带入上式,则可计算出e=6.5,属于极易重力分选矿物,并且其分选下限粒度为0.010~0.005 mm. 采用自制的多级重力选矿机对含铂铑的玻纤浇注料进行选矿,得到选矿指标为:铂铑精矿中铂铑含量50%~80%,铂铑回收率90%~93%.得到的高品位精矿可直接采用化学精炼法生产出合格的铂铑混合粉末;

重选尾矿中铂铑含量为1 500~3

000 g/t,占浇注料中铂铑总量的7%~10%,低品位尾矿进入下一步富集处理过程. 3.2 冶金提取部分 3.2.1 尾矿富集 从重选尾渣中回收铂铑的方法有王水溶解法和高温熔炼法.王水溶解法处理能力最强,但是王水不溶渣中铑含量为300~600 g/t,仍需采用高温熔炼法回收其中的铂铑,而且从大量的王水溶液中回收铂铑比较困难.为简化工艺,减少废水对环境的污染,我们采用高温熔炼法回收重选尾渣中的铂铑.高温熔炼法常用的捕集剂有铅、铁、铜以及铁、铜和镍的硫化物.根据我们拥有的装备能力和对技术的掌握程度,采用传统的铅捕集法回收重选渣中的铂铑,操作简单实用,并且铂铑的回收率高. 3.2.1.1 熔渣体系 熔炼渣通常为CaO-FeO-SiO2和CaO-Al2O3-SiO2惰性的硅酸盐体系[7-8].如果采用CaO-Al2O3-SiO2体系,熔炼温度需大于1

400 ℃,对熔炼设备和炉衬耐火材料有更高的要求,........