Как плавить хлорид серебра

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения серебра из хлоридов газообразным водородом при повышенной температуре. Способ включает восстановление хлорида серебра нагреванием и выдержкой в токе газообразного водорода, нагретого до температуры более 400°С.

Барботаж газа, выходящего из реакционной камеры, ведут через воду с получением водного раствора HCl. При этом восстановление ведут при подъеме температуры с промежуточными выдержками: при температуре 450±5°С — 15-25 минут, после чего осуществляют подъем температуры со скоростью 2-4°С в минуту до температуры 460±5°С и выдержку 7-15 минут.

После этого осуществляют подъем температуры с возрастанием 3-7°С в минуту до достижения температуры 560±10°С. Техническим результатом является увеличение производительности процесса извлечения серебра за счет увеличения скорости восстановления. Выделение металла из хлорида серебра составляет более 99% от его содержания в хлориде серебра в течение времени проведения процесса 80-90 минут. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

плавка хлорида серебра

Формула изобретения

1. Способ получения серебра из его хлорида, включающий восстановление хлорида серебра при нагреве и выдержке, отличающийся тем, что восстановление ведут при подаче и пропускании газообразного водорода, нагретого до температуры более 400°С, с выделением и барботажем газа, выходящего из реакционной камеры через воду, и получением водного раствора HCl, при этом нагрев ведут при подъеме температуры с промежуточными выдержками: сначала с выдержкой при температуре 450±5°С 15-25 мин, затем с подъемом температуры со скоростью 2-4°С в минуту до температуры 460±5°С и выдержкой при ней 7-15 мин с последующим нагревом со скоростью 3-7°С в минуту и при достижении 560±10°С подачу водорода прекращают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановление осуществляют из хлорида серебра, измельченного до размера 100 мкм.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что измельченный хлорид серебра при восстановлении располагают в реакционной камере слоем толщиной 50 мм.

4. Способ п.1, отличающийся тем, что газообразный водород нагревают адекватно подъему температуры восстановления ±5°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения металлов из хлоридов, включающему восстановление хлоридов газообразным водородом при повышенной температуре.

Известен способ извлечения металлов из металлических сульфидов (из сульфидных руд и концентратов) (Патент США №1671003, 22.05.1928).

В данном способе предварительно подготовленный материал подвергается обработке газообразным хлором при повышенной температуре для отделения ценных металлов от рудной породы в виде хлоридов, восстановлением полученных хлоридов водородом с получением восстановленных металлов и газообразного хлорида водорода, отделением хлорида водорода от водорода абсорбированием в воде с получением водного раствора соляной кислоты и электролитического разложения соляной кислоты для получения газообразных водорода и хлора.

серебро из хлорида серебра,плавка с содой

Стадии процесса показаны на примере переработки сульфида свинца:

Процесс хлорирования проводится в диапазоне температур 1000-1200°С. Процесс восстановления хлоридов водородом осуществляется при температурах «несколько выше» 800°С. Однако при таких температурах хлорид серебра находится в жидком состоянии, что приводит к образованию смеси жидких хлоридов и уменьшению поверхности контакта восстанавливаемого материала с водородом, увеличивая время переработки и затраты.

Наиболее близким аналогом-прототипом по совокупности существенных признаков является способ получения серебра из его хлорида, включающий восстановление хлорида серебра в присутствии щелочного агента при нагревании и выдержке RU 2094506 С1 (МПК С22В 11/02, 27.10.1997).

Технический результат в данном способе достигается тем, что при смешении соли серебра с гидроксидом калия или натрия, взятых в количестве 120-150% от стехиометрии, таблетировании смеси при давлении прессования 15-25 МПа, спекании при 400-500°С в течение 0,3-1,0 ч, охлаждении спека в процессе его водной обработки с отделением осадка серебра. Операция спекания может быть проведена в две стадии, при аналогичных технологических параметрах для каждой стадии, причем после первой стадии спек охлаждают на воздухе до комнатной температуры, измельчают и таблетируют повторно.

Способ требует равномерного распределения мелкодисперсных частиц солей серебра и гидроксида калия или натрия. Из-за низкой скорости взаимной диффузии компонентов в смеси при температуре процесса (400-500°С) доля непрореагировавшего хлорида серебра будет достаточно высока, что предопределяет проведение второй стадии процесса восстановления, то есть повторное измельчение, таблетирование и спекание, что и отражено в формуле изобретения. Это приводит к увеличению времени переработки, усложнению и удорожанию процесса восстановления.

Недостатком данного способа является то, что полученный спек представляет смесь восстановленного серебра с солями натрия или калия.

Для растворения и удаления солей натрия или калия требуется тщательная отмывка спека. Получаемое серебро будет недостаточной чистоты, так как на чистоту восстанавливаемого серебра влияет как примеси в самих солях серебра, так и чистота гидроксидов калия или натрия, а также и чистота воды, используемая для растворения спека и отмывки серебра.

Использование гидроксидов калия или натрия в качестве восстановителей солей серебра требует создание оснастки (изложниц), неразрушающихся при повышенных температурах в щелочной среде.

Техническим результатом изобретения является увеличение производительности процесса извлечения серебра из хлоридов серебра, образующихся в большом количестве при аффинаже благородных металлов, восстановлением газообразным водородом за счет поддержания и даже увеличения скорости восстановления в течение всего времени проведения процесса в соответствии с реакцией:

2 AgCl+Н 2 2Ag+2HCl

Технический результат достигается способом получения серебра из его хлорида, включающим восстановление хлорида серебра при нагреве и выдержке, отличающийся тем, что восстановление ведут при подаче и пропускании газообразного водорода, нагретого до температуры более 400°С с выделением и барбатожем газа, выходящего из реакционной камеры через воду, и получением водного раствора HCl, при этом нагрев ведут при подъеме температуры с промежуточными выдержками: сначала с выдержкой при температуре 450±5°С — 15-25 минут, затем с подъемом температуры со скоростью 2-4°С в минуту до температуры 460±5°С и выдержкой при ней 7-15 минут и при достижения температуры 560±10°С со скоростью 3-7°С в минуту прекращают подачу водорода, отличающийся тем, что восстановление осуществляют из хлорида серебра, измельченного до размера 100 мкм, отличающийся тем, что измельченный хлорид серебра при восстановлении располагают в реакционной камере слоем толщиной 50 мм, отличающийся тем, что газообразный водород нагревают адекватно подъему температуры восстановления ±5°С.

Эти условия выбраны в связи с тем, что ступенчатое повышение температуры процесса восстановления выше температуры плавления хлорида серебра позволяет разрушить серебряную оболочку, маскирующую частицы хлорида, за счет плавления хлорида, заключенного в серебряную оболочку. При этом не происходит существенного уменьшения площади контакта восстанавливаемого хлорида с водородом, поскольку разрушение частиц и вытекание из них расплава происходит случайным образом и не приводит к ассоциации капель жидкого хлорида и образованию большого объема расплава с малой поверхностью. Повышение же температуры процесса на 10°С выше температуры плавления хлорида серебра приводит почти к двукратному росту скорости реакции восстановления.

Так, за время выдержки 10 минут при Т=460±5°С происходит восстановление ˜70% оставшегося хлорида.

Окончательное восстановление хлорида происходит при монотонном подъеме температуры до Т=560°С. После чего подача водорода прекращается, реактор заполняется инертным газом и извлекается из зоны повышенной температуры.

На чертеже представлена зависимость степени восстановления хлорида серебра от времени в соответствии с предлагаемым техническим решением.

Способ подтверждается следующим примером.

Хлорид серебра загружается в специальные поддоны. Для увеличения реакционной поверхности хлорида серебра с водородом хлорид серебра подвергается измельчению до размера 100 мкм. Порошок хлорида серебра располагают слоем толщиной 50 мм. Поддоны помещают в реактор проточного типа термической установки, реактор герметизируется. После продувки инертным газом через реактор пропускается водород.

Водород непосредственно перед контактом с хлоридом серебра пропускают через специальное устройство для принудительного прогрева до температуры процесса восстановления перерабатываемых хлоридов серебра, то есть газообразный водород прогревают адекватно подъему температуры восстановления ±5°С. Смесь водорода и газообразного HCl, выходящая из термического реактора, барботируется через емкость с дистиллированной (деионизированной) водой для улавливания газообразного HCl и получения водного раствора HCl. При температуре 450±5°С осуществляют выдержку 20 минут, после чего осуществляют подъем температуры со скоростью 3°С в минуту до 460±5°С и последующую выдержку 10 минут, после чего осуществляют подъем температуры со скоростью 5°С в минуту, и при достижении температуры 560°С прекращают процесс восстановления. Включают продувку инертным газом, после чего реактор извлекают из зоны повышенной температуры. После охлаждения до комнатной температуры реактор разгерметизируется и извлекают восстановленный металл.

Время проведения процесса восстановления сокращается до 80-90 минут и соответственно увеличивается количество получаемой продукции на тех же производственных мощностях.

В соответствии с предлагаемым способом были переработаны следующие виды хлоридов, образующихся при аффинаже золота и серебра:

1. Шлак от плавки «Миллера».

2. Хлоридный «кек» от процесса «царсководочного» выщелачивания.

3. Хлоридный шлам от процесса электролитического аффинажа золота.

4. Хлорид серебра, образующийся при регенерации серебряного электролита электролитического аффинажа серебра.

Во всех случаях выделение металла из хлорида серебра составляет более 99% от его содержания в хлориде серебра за 80-90 минут проведения процесса восстановления.

Источник: www.freepatent.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Расплавленное хлористое серебро восстанавливают металлическим магнием в кислом растворе. Металл отмывают от ионов хлора, растворяют в азотной кислоте и в растворе осаждают двухромовокислым калием серебро в виде двухромовокислой соли. [1]

При температуре, близкой к точке плавления, расплавленное хлористое серебро сравнительно плохо смачивает стекло. Чтобы получить хорошие результаты, шлифованную поверхность стекла приходится сильно разогревать; можно также вначале нанести на нее слой платины. Хлористое серебро не растекается по чистому шлифованному, полированному и свежерасщепленному фтористому литию. Однако наличие на поверхности этого материала малейших следов металли ского серебра или платины обеспечивает полное смачивание. [3]

Коромысло и рама весов изготовлены из кварцевого прулка диаметром 1 5 мм. В центре рамы с помощью расплавленного хлористого серебра закреплена вольфрамовая проволочка диаметром 0 025 мм, на которую опирается коромысло. Проволочка не имеет остаточной деформации при скручивании и обеспечивает малый температурный коэффициент показаний. Отклонение коромысла от нулевой точки наблюдается по указателю с помощью микроскопа с микрометрической шкалой. Для уменьшения влияния давления коромысло симметрично, а противовес 4 изготовлен из материала, плотность которого близка к плотности образцов. Весы заключены в стеклянную оболочку 5, которая термостатируется с точностью до 1 / 4 С. [5]

Практическое осуществление этого способа начинается с подбора пластинок, от которых требуется, чтобы они спаивались со стеклом аппаратуры. Для введения паров аполярных жидкостей пластинки можно не впаивать, а приклеивать расплавленным хлористым серебром , для чего поступают следующим образом. [7]

Стекло с осадком держат на высоте нескольких сантиметров над микропламенем; при нагревании стекла по всей ширине для предотвращения растрескивания ему сообщают некоторое боковое колебательное движение. Когда осадок становится сухим, стекло опускают до соприкосновения с микропламенем. Затем стекло помещают на железную сетку или на асбестовый картон и охлаждают до комнатной температуры. Расплавленное хлористое серебро плотно пристает к стеклу, что упрощает последующие операции. [8]

Сошлифовка конца трубки производитс55 до тех пор, пока толщина трубки торца не составит приблизительно половины исходной тол дины. Затем коней трубки подвергается полировке оплавлением в пламени. Подвергнутые шлифовке поверхность конца трубки, а также кольцевой участок по периферии кварцевого окна покрываются слоем платины. Платинированный конец стеклянной трубки нагревается и погружается в ванну с расплавленным хлористым серебром . Эта операция повторяется до тех пор, пока на конце трубки не образуется слой хлористого серебра толщиной примерно 1 мм. Затем торец трубки прижимается к окну и последний шгревается до тех пор, пока хлористое серебро расплавится и смочит поверхность кварца. [10]

Некоторые авторы рекомендуют сплав, состоящий из 40 % висмута, 25 % свинца, 10 % олова, 10 % кадмия и 15 % ртути. Состав, называемый твердым морским клеем, приготовляют продолжительным нагреванием на парафиновой бане двух частей асфальта и одной части каучука в керосине. Во многих случаях применяют также жидкое стекло. В некоторых случаях для герметичных соединений пригодны расплавленное хлористое серебро и кремнекислый свинец. [11]

Такие окна выдерживают прогрев до 400 С. Весь узел можно считать разборным, поскольку при нагреве до 500 С окно 5 может быть заменено другим предварительно платинированным окном. Если необходимо пэисоединить такой узел не к стеклянной трубке, а к металлической, то серебряная трубка припаивается к последней одним концом, а на ее BTqpoft конец накладывается кольцо из хлористого серебра. В этом случае рекомендуется на внутреннюю поверхность серебряной трубки ( на расстоянии примерно 3 мм от ее края) нанести тонкий кольцевой слой аквадага. Это позволит избежать стекания расплавленного хлористого серебра на металлическую трубку, что может вызвать сильную коррозию последней. [13]

Ток газа сначала пускают довольно слабый и затем его усиливают, доводя до максимума, пока не будет выделяться свободный хлор. Неблагородные металлы переходят в хлориды и летят в виде плотных паров. Затем происходит хлорирование серебра, последнее собирается в виде слоя хлористого серебра под покрышкой буры.

В случае достаточно высокого содержания серебра в слитке во время операции приходится производить сливание хлоридов во избежание переполнения тигля. Существует ряд методов для обработки хлоридов, которые получаются при сливании расплавленного хлористого серебра и в результате собирания хлоридов в камере отходящих газов.

По одному из них слитое хлористое серебро еще раз плавят с содой в тиглях. Серебро направляют для электролиза по способу Мебиуса. В дальнейшем хлориды выщелачивают водой для удаления других хлористых солей. Бочкова хлориды измельчают в шаровой мельнице с NaCl, насыпают в мешки и последние погружают в ванну, наполненную водой, подкисленной H2SO4; при этом через нее пропускают пар.

В мелких приисковых золото-сплавочных лабораториях, где требуется произвести первоначальную очистку сильно загрязненных слитков, ее производят путем плавки лигатурного металла с серой или с пиритом. Очистка серой представляет интерес в случае сильно загрязненного металла, в частности содержащего железо, когда процесс очистки хлором с трудом применим непосредственно. Вместо глета иногда пользовались металлич. [14]

По существу замазки и клеи не отличаются друг от друга. И те, и другие предназначены для уплотнения соединений разнородных частей аппаратуры. Нет такого универсального клея, который был бы устойчив ко всем температурным и химическим воздействиям.

К тому же при рекомендации какой-либо рецептуры трудно предвидеть всякого рода привходящие обстоятельства, с которыми столкнется экспериментатор в своей работе. Нужно быть очень осторожным в выборе клея и замазки, так как даже общепризнанные инертные вещества при длительном воздействии химических агентов могут разрушаться. Например, хлористое серебро не растворимо в воде и может быть определено количественно в виде AgCl. Несмотря на это, очень хорошая замазка из расплавленного хлористого серебра постепенно разрушается водой, которая всасывается между замазкой и поверхностью предмета, растворяя хлористое серебро. [15]

Источник: www.ngpedia.ru

Способ получения серебра из его хлорида восстановлением газообразным водородом

Изобретение относится к металлургии. Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения серебра из хлоридов серебра, образующихся в большом количестве при аффинаже благородных металлов. Способ включает восстановление хлорида серебра при нагревании и выдержке при повышенной температуре в токе газообразного водорода, барботаж газа, выходящего из реакционной камеры через воду, и получение водного раствора HCl. Восстановление ведут из хлорида серебра, образующегося при аффинаже благородных металлов, измельченного до размера ≤100 мкм и расположенного в реакционной камере слоем толщиной ≤20 мм, при температуре выдержки 450°С±5°С газообразным водородом, нагретым до температуры выдержки. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения металлов из хлоридов, включающему восстановление хлоридов газообразным водородом при повышенной температуре.

Известен способ извлечения серебра из хлоридов серебра, образующихся при аффинаже золота, так называемая «восстановительная» плавка («Металлургия благородных металлов» под ред. Чугаева Л.В. — М.: Металлургия, 1987 г., с.314-315).

Способ заключается в том, что хлоридный шлак смешивают с флюсами и проводят плавку при Т˜(1100-1150)°С, порционно добавляя в расплав карбонат натрия. В результате реакции:

происходит восстановление хлорида до металла и капли расплава серебра опускаются на дно тигля под слой расплава флюса и хлористого натрия.

Недостатком этого способа является то, что процесс проводится на воздухе при высоких температурах и требует применения большого количества дополнительных реагентов. Наличие в продуктах реакции газообразных компонентов приводит к вспениванию слоя расплава защитного флюса и его разбрызгиванию.

Кроме того, в результате реакции восстановления образуется большое количество побочного продукта — хлорида натрия, требующего утилизации. Высокая температура процесса обуславливает большие энергозатраты. Поскольку процесс восстановления производится в слое жидкой фазы, то при недостаточном перемешивании, в том числе из-за низкого коэффициента взаимной диффузии компонентов, доля непрореагировавшего хлорида серебра весьма высока. Концентрация непрореагировавшего хлорида в том числе зависит от субъективного фактора и может достигать величины ˜(5-7)%. Таким образом, образуются так называемые «третичные» шлаки, извлечение драгметаллов из которых представляет серьезную техническую задачу и требует дополнительных затрат.

Известен также способ восстановления серебра из хлоридов серебра и хлоридных шламов, содержащих хлорид серебра (Патент США № 5085692, 04.02.1992).

В данном пирометаллургическом процессе хлоридные шламы плавят с силикатом натрия при температуре от 1200 до 1400°С:

В данном способе частично снижен эффект, приводящий к разбрызгиванию слоя флюса, за счет снижения количества газообразных продуктов реакции. Однако при использовании данного способа также образуется большое количество веществ, которые не могут быть использованы и требуют утилизации.

Известен также способ получения порошкообразного серебра из хлоридов, сульфатов и сульфидов серебра (Патент США № 4388109, 14.06.1976).

Процесс получения элементарного серебра в этом случае также включает смешивание соли серебра с карбонатом натрия:

Однако нагревание смеси производится в диапазоне температур от 500 до 650°С и приводит к получению смеси, включающей серебряный порошок и соль натрия. Причем в выбранном диапазоне температур NaCl находится в твердой фазе. После охлаждения термически обработанной смеси удаление солей натрия производят промывкой водой. В данном способе частично устранены недостатки двух предыдущих, а именно: разбрызгивание расплава ввиду образования только твердых и газообразных продуктов реакции и снижении энергозатрат на производство. Недостатком данного способа является то, что в результате получают побочные продукты реакции (в частности, NaCl), требующие утилизации, поскольку они напрямую также не могут быть использованы.

Наиболее близким аналогом-прототипом по совокупности существенных признаков является способ извлечения металлов из металлических сульфидов (из сульфидных руд и концентратов). (Патент США № 1671003, 22.05.1928).

В данном способе предварительно подготовленный материал подвергается обработке газообразным хлором при повышенной температуре для отделения ценных металлов от рудной породы в виде хлоридов, восстановлением полученных хлоридов водородом с получением восстановленных металлов и газообразного хлорида водорода, отделением хлорида водорода от водорода абсорбированием в воде с получением водного раствора соляной кислоты, и электролитического разложения соляной кислоты для получения газообразных водорода и хлора.

Стадии процесса показаны на примере переработки сульфида свинца:

Процесс хлорирования проводится в диапазоне температур 1000-1200°С. Процесс восстановления хлоридов водородом осуществляется при температурах «несколько выше» 800°С. Однако при таких температурах хлорид серебра находится в жидком состоянии, что приводит к образованию смеси жидких хлоридов и уменьшению поверхности контакта восстанавливаемого материала с водородом, увеличивая время переработки и затраты.

Изобретение направлено на получение технического результата — повышение степени извлечения серебра из хлоридов серебра, образующихся в большом количестве при аффинаже благородных металлов.

Технический результат достигается способом получения серебра из его хлорида, включающим восстановление хлорида серебра нагреванием и выдержкой при повышенной температуре в токе газообразного водорода, барботаж газа, выходящего из реакционной камеры через воду и получение водного раствора HCl, согласно которому восстановление ведут из хлорида серебра, образующегося при аффинаже благородных металлов, измельченного до размера ≤100 мкм и расположенного в реакционной камере слоем толщиной ≤20 мм, при температуре выдержки 450°С±5°С газообразным водородом, нагретым до температуры выдержки.

Это условие выбрано в связи с тем, что при плавлении хлорида серебра резко меняется характер температурной зависимости скорости реакции восстановления и, кроме того, существенно снижается площадь контакта хлорида с газообразным водородом. Образующийся газообразный хлористый водород преобразуется в водный раствор соляной кислоты барботированием выходящего из реактора газа через дистиллированную (деионизованную) воду. Концентрация получаемого раствора соляной кислоты определяется количеством переработанного хлорида.

Способ подтверждается следующим примером.

Хлорид серебра загружается в специальные поддоны. Для увеличения реакционной поверхности водорода с хлоридом серебра последний при необходимости подвергается измельчению до размера ≤100 мкм. При этом происходит уменьшение времени переработки. Поддоны помещают в реактор проточного типа термической установки.

Порошок хлорида серебра в реакторе располагают слоем толщиной ≤20 мм. Реактор герметизируется. После продувки инертным газом через реактор пускается водород. Температура в реакторе поднимается до Т=450°С±5°С.

Водород непосредственно перед контактом с хлоридом пропускается через специальное устройство для принудительного прогрева до температуры процесса восстановления перерабатываемых хлоридов серебра. Смесь водорода и газообразного HCl, выходящие из термического реактора, барбортируются через емкость с дистиллированной (деионизованной) водой для улавливания одного из продуктов реакции восстановления — газообразного HCl и получения водного раствора HCl. По истечении двух часов подача водорода прекращается и включается продувка инертным газом, после чего реактор извлекается из зоны повышенной температуры. После охлаждения до комнатной температуры реактор разгерметизируется и из него извлекается восстановленный металл.

В соответствии с предлагаемым способом были переработаны следующие виды хлоридов, образующиеся при аффинаже золота и серебра:

1. шлак от плавки «Миллера»;

2. хлоридный «кек» от процесса «царсководочного» выщелачивания;

3. хлоридный шлам от процесса электролитического аффинажа золота;

4. хлорид серебра, образующийся при регенерации серебряного электролита электролитического аффинажа серебра

Результаты представлены в таблице. Из данных таблицы видно, что процент выделения металла из хлорида составляет величину ˜99% от его содержания в хлориде по данным анализа.

Таблица
Перерабатываемое сырье	Характеристика перерабатываемого сырья. Содержание Ag (%) по анализу	Масса сырья. Содержание Ag в гранах	Масса полученного Ag в гранах	Количество выделенного Ag от содержащегося в хлориде (%)
1	2	3	4	5
Шлак от плавки «Миллера»	Монолитная отливка Ag 73.45%	340,97 250.44	249,47	99.61
Шлак от плавки «Миллера»	Шлак гранулирован размер ˜5 мм Ag 75.23%	500,0 376.15	375,10	99,72
«Кек» после кислотного выщелачивания	Не измельчался Ag 75.15%	659,66 495.73	491,89	99,23
Хлорид серебра от электролиза золота	Не измельчался Ag 75.22%	750,0 564.15	562,24	99,66
Хлорид серебра от регенерации электролита электролиза серебра	Измельчен до крупности Ag 74.31%	279,6 207.77	205,5	98.91

Способ получения серебра из его хлорида, включающий восстановление хлорида серебра нагреванием и выдержкой при повышенной температуре в токе газообразного водорода, барботаж газа, выходящего из реакционной камеры через воду и получение водного раствора HCl, отличающийся тем, что восстановление ведут из хлорида серебра, образующегося при аффинаже благородных металлов, измельченного до размера ≤100 мкм и расположенного в реакционной камере слоем толщиной ≤20 мм, при температуре выдержки 450°С±5°С газообразным водородом, нагретым до температуры выдержки.

Источник: findpatent.ru