ПРОИЗВОДСТВО ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ (ИТС 14-2020)

Содержание

Введение

Краткое содержание справочника НДТ

Предисловие

VII

Область применения

Раздел 1. Общая характеристика производства драгоценных металлов

1.1 Общая информация

1.2 Минерально-сырьевая база драгоценных металлов и их

производство в Российской Федерации

1.3 Приоритетные проблемы отрасли

Раздел 2. Описание технологических процессов и методов, применяемых

при производстве драгоценных металлов

2.1 Основные принципы технологии производства драгоценных

металлов

2.2 Поэтапное описание технологии производства драгоценных

металлов

2.3 Оборудование аффинажных заводов

2.4 Действующие технологии производства драгоценных металлов в

Российской Федерации

2.5 Описание экономических аспектов применяемых технологий,

методов, решений

Раздел 3. Воздействие на окружающую среду

3.1 Общая характеристика производства

3.2 Материальный и энергетический баланс процесса производства

драгоценных металлов

3.3 Эмиссии

3.4 Текущие уровни эмиссий на аффинажных предприятиях Российской

Федерации

3.5 Экологический контроль текущих эмиссий

Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий

Раздел 5. Наилучшие доступные технологии

5.1 Системы экологического менеджмента (СЭМ)

5.2 Повышение энергоэффективности и сокращение

ресурсопотребления

5.3 Контроль технологических процессов и мониторинг эмиссий

100

5.4 Эмиссии от неорганизованных источников

101

5.5 Выбросы в атмосферный воздух от организованных источников

106

5.6 Сбросы сточных вод

110

5.7 Защита почвы и грунтовых вод

111

5.8 Обращение с отходами, полупродуктами и оборотными

материалами

111

Раздел 6. Перспективные технологии

113

6.1 Перспективные технологии производства золота и серебра

113

6.2 Перспективные технологии производства металлов платиновой

группы

114

Заключительные положения и рекомендации

117

Приложение А (обязательное) Перечень маркерных веществ и

технологических показателей

120

Приложение Б (обязательное) Перечень НДТ

122

Приложение В (обязательное) Энергоэффективность и ресурсная

эффективность

124

Приложение Г (справочное) Технологическое оборудование

128

Приложение Д (обязательное) Заключение по НДТ

132

Библиография

152

III

Введение

Настоящий справочник НДТ представляет собой документ по стандартизации,

разработанный в результате анализа технологических, технических и управленческих

решений, применяемых при производстве драгоценных металлов.

Справочник НДТ разработан в соответствии с распоряжением Правительства РФ

от 30 апреля 2019 г. № 866-р «Об утверждении поэтапного графика актуализации ин-

формационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» [1].

Термин «наилучшие доступные технологии» определен в статье 1 Федерального

закона № 7-ФЗ [2], согласно которому НДТ - это технология производства продукции

(товаров), выполнения работ, оказания услуг, определяемая на основе современных до-

стижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окру-

жающей среды при условии наличия технической возможности ее применения.

Структура настоящего справочника НДТ соответствует ГОСТ Р 113.00.03-2019 [3],

формат описания технологий - ГОСТ Р 113.00.04-2020 [4], термины и определения при-

ведены в соответствии с ГОСТ Р 56828.15-2016 [5].

Краткое содержание справочника НДТ

Введение. Во введении приводится краткое содержание справочника НДТ и об-

зор законодательных документов, использованных при его разработке.

Предисловие. Указана цель разработки настоящего справочника НДТ, его статус,

законодательный контекст, краткое описание процедуры создания в соответствии с уста-

новленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными докумен-

тами.

Область применения. Описаны основные и дополнительные виды деятельности,

на которые распространяется действие справочника НДТ, а также приводится информа-

ция о взаимосвязанных видах деятельности, смежных с определенными в настоящем

справочнике НДТ.

В разделе 1 представлена общая характеристика производства драгоценных ме-

таллов в Российской Федерации:

- предприятия по производству золота, серебра и платиновых металлов (пере-

чень предприятий и их специализация);

- географическое расположение предприятий;

- виды перерабатываемого сырья и их характеристика отдельно для серебра,

золота и металлов платиновой группы (МПГ).

В разделе 2 представлено описание технологий производства драгоценных ме-

таллов (дифференциация по металлам: серебро, золото и МПГ):

- для золота - типовые схемы получения золота из золотосодержащего сырья

(сплав Доре, золотой скрап и др.);

- для серебра - типовые технологии получения серебра из серебросодержа-

щего сырья, отходов цинкового и свинцового производства, серебряного концентрата,

получаемого из медно-никелевых шламов, электронного лома и др.

Описаны основные процессы: гидрометаллургические, пирометаллургические

(хлорный процесс Миллера), электрохимические.

Описаны осадительная (классическая) и экстракционная технологии (технологи-

ческие схемы) аффинажа платиновых металлов применительно к:

- концентратам платиновых металлов, включая шлиховую платину;

- отработанным автомобильным катализаторам;

- отработанным катализаторам нефтехимической отрасли.

Для каждой стадии указывают входные и выходные материальные потоки, основ-

ные энергетические потоки, условия проведения процесса или основные операции, ос-

новные эмиссии.

В разделе 3 дана оценка текущих уровней потребления сырья, материалов, энер-

гетических ресурсов и эмиссий, маркерных веществ, характерных для производства дра-

гоценных металлов в Российской Федерации.

Приведено также описание особенностей производственного экологического кон-

троля, в том числе особенности измерения, включая измерения системами автоматиче-

ского контроля.

Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями Россий-

ской Федерации в рамках разработки справочника НДТ, а также различных литератур-

ных источников.

В разделе 4 описаны особенности подходов, примененных при разработке дан-

ного справочника НДТ и в целом соответствующих Правилам определения технологии в

качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубли-

кования информационно-технических справочников по наилучшим доступным техноло-

гиям (утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря

2014 г. № 1458) и Методическим рекомендациям по определению технологии в качестве

наилучшей доступной технологии.

В разделе 5 приведено краткое описание НДТ для производства драгоценных ме-

таллов, включая:

- системы экологического и энергетического менеджмента, контроля и монито-

ринга технологических процессов;

- технические и технологические решения для повышения энергоэффективно-

сти, ресурсосбережения, снижения эмиссий загрязняющих веществ, методы обращения

с отходами и побочными продуктами производства.

В разделе 6 приведены краткие сведения о новых технологических и технических

решениях (не применяемых в России на момент подготовки справочника), направленных

на повышение энергоэффективности, ресурсосбережения, снижение эмиссий загрязня-

ющих веществ, эффективное обращение с отходами, промежуточными и побочными

продуктами.

Заключительные положения и рекомендации. Приведены сведения о членах

технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ, ре-

комендации предприятиям по дальнейшим исследованиям экологических аспектов их

деятельности.

Приложения. Приведены перечень маркерных загрязняющих веществ, перечень

технологических показателей, перечень НДТ, сведения о ресурсной (в том числе энер-

гетической) эффективности, а также «Заключение по наилучшим доступным техноло-

гиям» для рассматриваемой отрасли промышленности.

«Заключение по наилучшим доступным технологиям» включает части ИТС НДТ,

содержащие:

- область применения;

- описание НДТ, уровни эмиссий, соответствующие НДТ (технологические пока-

затели), а также информацию, позволяющую оценить их применимость;

- методы производственного экологического контроля (прежде всего подходы к

организации измерений, в том числе касающиеся систем автоматического контроля).

«Заключение по наилучшим доступным технологиям» сформировано для исполь-

зования заинтересованными лицами, в том числе промышленными предприятиями, при

формировании заявок на комплексные экологические разрешения, а также надзорными

органами при выдаче комплексных экологических разрешений и является кратким опи-

санием основных положений ИТС НДТ, включая описание наилучших доступных техно-

логий, информации, позволяющей оценить их применимость, уровни эмиссий и потреб-

ления ресурсов, методы производственного экологического контроля.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных

при разработке настоящего справочника НДТ.

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок разработки информационно-технического

справочника по наилучшим доступным технологиям установлены постановлением Пра-

вительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 г. № 1458 [6]. Перечень областей

применения наилучших доступных технологий определен распоряжением Правитель-

ства Российской Федерации от 24 декабря 2014 г. № 2674-р [7].

1 Статус документа

Настоящий информационно-технический справочник по наилучшим доступным

технологиям (далее - справочник НДТ) является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Настоящий справочник НДТ разработан технической рабочей группой ТРГ 14

«Производство драгоценных металлов», состав которой утвержден приказом Минпром-

торга России от 16 апреля 2020 г. № 1255 [8].

Перечень организаций и их представителей, принимавших участие в разработке

настоящего справочника НДТ, приведен в разделе «Заключительные положения и реко-

мендации».

3 Краткая характеристика

Настоящий справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве

драгоценных металлов технологических процессов, оборудования, технических спосо-

бов, методов, в том числе позволяющих снизить негативное воздействие на окружаю-

щую среду, потребление воды и сырья, повысить энергоэффективность обеспечить эко-

номию ресурсов. на предприятиях, относящихся к областям применения НДТ, опреде-

ленным распоряжением Правительства РФ от 24 декабря 2014 № 2674-р [7]. Из числа

описанных технологических процессов, технических способов, методов выделены реше-

ния, отнесенные к наилучшим доступным технологиям (НДТ). В справочнике НДТ уста-

новлены технологические показатели, соответствующие выделенным НДТ.

Разработка справочника НДТ проводилась в соответствии с порядком определе-

ния технологии в качестве наилучшей доступной технологии, разработки, актуализации

и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным

технологиям, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации 23

декабря 2014 г. № 1458 «О порядке определения технологии в качестве наилучшей до-

ступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информаци-

онно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» [6].

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Настоящий справочник НДТ разработан на основе европейского справочника НДТ

для предприятий цветной металлургии (Best Available Techniques (BAT) Reference Docu-

ment for the Non-Ferrous Metals Industries) с учетом особенностей производства драго-

ценных металлов в Российской Федерации.

VII

5 Сбор данных

Информация о применяемых на промышленных предприятиях технологических

процессах, оборудовании, об источниках загрязнения окружающей среды, технологиче-

ских, технических и организационных мероприятиях, направленных на снижение загряз-

нения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ресурсосбережения,

была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора

и обработки данных, необходимых для разработки и актуализации информационно-тех-

нических справочников по наилучшим доступным технологиям, утвержденным приказом

Минпромторга России от 18 декабря 2019 г. № 4841 [9].

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разра-

батываемыми (актуализируемыми) в соответствии с распоряжением Правительства от

30 апреля 2019 г. № 866-р «Об утверждении поэтапного графика актуализации инфор-

мационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям» [1] приве-

дена в разделе «Область применения».

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в дей-

ствие

Настоящий справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта от 23 декабря

2020 г. № 2183.

Настоящий справочник НДТ введен в действие 01 июля 2021 г., официально опуб-

ликован в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Фе-

дерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

(www.rst.gov.ru ).

8 Взамен ИТС 14-2016

VIII

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО

НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ

Production of precious metals

Дата введения - 2021-07-01

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на предприятия, имеющие право

осуществлять аффинаж драгоценных металлов¹, и включает следующие виды деятель-

ности:

- производство драгоценных металлов из шламов, концентратов, природных кон-

центратов (шлиховое золото, шлиховая платина), шлаков, кеков, вторичных сырьевых

ресурсов посредством гидрометаллургических, пирометаллургических и электрохимиче-

ских процессов;

- производство порошков и слитков драгоценных металлов, производство спла-

вов на основе драгоценных металлов.

Настоящий справочник НДТ распространяется на методы производства первич-

ных и вторичных драгоценных металлов. Между этими производствами практически не-

возможно провести четкую грань. Нередко при производстве первичных металлов в рам-

ках общих производственных процессов с целью экономии энергии, минимизации про-

изводственных затрат и вторичного использования образующихся отходов используется

вторичное сырье. Вторичное производство драгоценных металлов включает производ-

ство металла из вторичного сырья (электронного лома, отработанных катализаторов,

отходов изделий и сплавов и т. п.) гидрометаллургическими, пирометаллургическими и

электрохимическими методами.

Настоящий справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с

основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий

и (или) масштабы загрязнения окружающей среды:

- хранение и подготовка сырья;

- хранение и подготовка топлива;

- производственные процессы (пирометаллургические, гидрометаллургические

и электролитические);

- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов;

- хранение и подготовка продукции.

Настоящий справочник НДТ не распространяется на:

- виды деятельности, установленные в ИТС 49-2017 «Добыча драгоценных ме-

таллов»;

- вопросы, которые касаются исключительно обеспечения промышленной без-

опасности или охраны труда.

¹ Перечень организаций, имеющих право осуществлять аффинаж драгоценных металлов, утверждается

Правительством Российской Федерации.

Вопросы обеспечения промышленной безопасности и охраны труда частично рас-

сматриваются только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности,

включенные в область применения настоящего справочника НДТ.

Дополнительные виды деятельности при производстве драгоценных металлов и

соответствующие им справочники НДТ приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Дополнительные виды деятельности при производстве драгоценных ме-

таллов и соответствующие им справочники НДТ.

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Применение методов и управленческих

ИТС 48-2017 «Повышение энергетической эффектив-

решений для повышения энергоэффек-

ности при осуществлении хозяйственной и (или) иной

тивности при осуществлении хозяй-

деятельности»

ственной и (или) иной деятельности на

предприятиях (объектах) I категории

Методы очистки сточных вод, направ-

ИТС 8-2017 «Очистка сточных вод при производстве

ленные на сокращение сбросов метал-

продукции (товаров), выполнении работ и оказании

лов в водные объекты

услуг на крупных предприятиях»

Промышленные системы охлаждения,

ИТС 20-2016 «Промышленные системы охлаждения»

например, градирни, пластинчатые теп-

лообменники

Хранение и обработка материалов

ИТС 46-2019 «Сокращение выбросов загрязняющих

веществ, сбросов загрязняющих веществ при хране-

нии и складировании товаров (грузов)»

Обращение с отходами

ИТС 9-2015 «Обезвреживание отходов термическим

способом (сжигание отходов)»

ИТС 15-2016 «Утилизация и обезвреживание отхо-

дов (кроме обезвреживания термическим способом

(сжигание отходов)»

ИТС 17-2016 «Размещение отходов производства и

потребления»

Методы добычи драгоценных металлов

ИТС 49-2017 «Добыча драгоценных металлов»

Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Сфера распространения ИТС НДТ

Наименование продукции по

Наименование вида

ОКПД*

ОКВЭД**

ОКПД

деятельности по ОКВЭД

Металлы основные

Раздел D. Обрабатывающие про-

изводства.

Подраздел DJ. Металлургическое

производство и производство го-

товых металлических изделий.

Металлургическое производство

24.4

Металлы основные драгоцен-

Производство основных драго-

24.4

ные и цветные прочие; топливо

ценных металлов и прочих цвет-

ядерное переработанное

ных металлов, производство

ядерного топлива

Окончание таблицы 2

Наименование продукции по

Наименование вида

ОКПД*

ОКВЭД**

ОКПД

деятельности по ОКВЭД

24.41***

Металлы драгоценные

Производство драгоценных ме-

24.41

таллов

24.41.1

Серебро необработанное или

полуобработанное, или в виде

порошка

24.41.2

Золото необработанное или по-

луобработанное, или в виде по-

рошка

24.41.3

Платина и металлы платиновой

группы необработанные или по-

луобработанные, или в виде по-

рошка

* ОК 034-2014 (КПЕС 2008) Общероссийский классификатор продукции по видам экономической де-

ятельности.

** ОК 029-2014 (КДЕС РЕД. 2) Общероссийский классификатор видов экономической деятельности.

*** В соответствии с областью применения настоящего справочника.

Раздел 1 Общая характеристика производства драгоценных

металлов

1.1 Общая информация

Драгоценные металлы относятся к уникальным химическим элементам. Они соче-

тают в себе самые разные свойства: термостойкость и пластичность, коррозионную

устойчивость и свариваемость, отражательную и эмиссионную способность, теплопо-

водность и электропроводность, высокие магнитные характеристики и красивый внеш-

ний вид. Особенными физическими и химическими свойствами обладают не только сами

металлы, но и их соединения и материалы: сплавы, катализаторы, порошки, покрытия,

оксидные пленки и др. Они играют важную роль в химии, анализе, катализе, биологии,

медицине; незаменимы в электронике, радио- и электротехнике, химической и нефтепе-

рерабатывающей отраслях, приборостроении, атомной и ракетной технике. Драгоцен-

ные металлы обеспечивают надежную работу вычислительных, измерительных, контро-

лирующих приборов и устройств. Эффект от использования этих металлов, которые

окружают нас буквально повсюду, переоценить практически невозможно.

Содержание драгоценных металлов в земной коре (кларк) оценивается, по дан-

ным разных авторов, на уровне 10^-5-10^-11 %, причем минералы драгоценных металлов

не образуют месторождений, перспективных для промышленной переработки. Они пре-

имущественно вкраплены в основные рудообразующие сульфидные и реже - окислен-

ные минералы меди, никеля, железа. Поэтому драгоценные металлы являются редкими

и рассеянными элементами.

При переработке полиметаллических руд драгоценные металлы следуют за цвет-

ными по всем технологическим переделам, концентрируясь в «черновом» металле, и на

заключительном этапе попадают в шламы, из которых получают сначала богатые кон-

центраты, а затем - в процессах аффинажа - и сами металлы.

Наряду с первичным сырьем, перерабатываются также различные виды вторич-

ного сырья: отработанные катализаторы, электронный лом, отходы фото- и кинопро-

мышленности, бракованные изделия и т. п., а также техногенное сырье: шлаки, кеки,

пыли. Их доля в общем объеме перерабатываемого сырья неуклонно возрастает.

Совокупность драгоценных металлов, полученных из различных источников (см.

Федеральный закон от 26 марта 1998 № 41-ФЗ «О драгоценных металлах и драгоценных

камнях» в редакции от 02 мая 2015 [10]), и изделий из них образуют Государственный

фонд драгоценных металлов и драгоценных камней Российской Федерации, который со-

ставляет часть ее золотовалютных резервов.

Мировой рынок золота охватывает всю систему обращения этого металла: произ-

водство, распределение и потребление.

Основные страны-потребители золота четко подразделяются на две группы. С од-

ной стороны - это группа технически развитых стран (Япония, США и Германия), кото-

рые сравнительно широко используют золото в различных областях техники и промыш-

ленных отраслях. Здесь золото выступает как индикатор развития высоких технологий в

электронной и электротехнической, космической, приборостроительной и др. отраслях

промышленности. Другой группой государств являются те страны, в которых основная

доля золота, а иногда и вся его масса потребляется на нужды только ювелирной про-

мышленности. Золото используется фактически всеми государствами в качестве стра-

хового и резервного фонда. Необходимо отметить, что большие объемы золота имеются

у населения (ювелирные украшения, монеты и др.). Часть этого золота в виде лома

также поступает на рынок.

Мировые запасы золота оцениваются в 64 тыс. т золота, ресурсы превышают 120

тыс. (по состоянию на 2018 г.). Китай, Австралия, Россия являются крупнейшими произ-

водителями золота в мире. В таблице 1.1 сведены данные о запасах и производстве

золота в мире за 2018 г. [11].

Спрос и предложение на золото определяются состоянием мирового рынка ме-

талла, а также стратегиями государств, направленных на пополнение золотовалютных

резервов и их диверсификацию. В таблице 1.2 и 1.3 представлено сравнение спроса и

предложения в 2018 и 2019 гг. по областям применения золота [12, 13].

Резкий скачок цены золота во второй половине 2019 г. привел к снижению спроса

на золотые ювелирные украшения, в т. ч. в Китае и Индии. В 2019 г. на низком уровне

остался спрос на золото в технологической отрасли: в электронной промышленности,

стоматологии. В то же время прогноз на 2020 год более оптимистический: ожидается

рост спроса со стороны развивающегося сектора беспроводной электроники. Инвести-

ционный спрос был обеспечен биржевыми фондами, популярность которых вызвана де-

нежно-кредитной политикой и геополитическими тенденциями [12, 13].

Предложение в 2019 г. снизилось вслед за падением показателей предприятий в

крупных золотодобывающих странах, в частности, в Индонезии, Китае, ЮАР, Мексике. В

свою очередь, наращивание золотодобычи в 2019 г. обеспечено Россией, Австралией и

др. странами. Увеличение вторичного производства обусловлено приростом объемов

производимого металла в Южной и Юго-Восточной Азии, а также на Среднем Востоке

[12, 13].

Таблица 1.1 - Мировые запасы золота по состоянию на 2018 г. [11]

Запасы,

Доля в мировых за-

Производство в

Доля в мировом

Страна

пасах, %

2018 г., т

производстве, %

Китай

2022

399,7

Австралия

3826

312,2

Россия

7564

279,9

США

4745

253,2

Канада

6620

193

Индонезия

2500

190

Перу

2600

155,4

ЮАР

6000

123,5

Мексика

4850

121,6

Гана

1140

101,8

Прочие

21233

1201,9

Мир

63000

100

3332,2

100

Таблица 1.2 - Спрос на золото в 2018-2019 гг. [12, 13]

Спрос на золото, т

Категория

2018 г.

2019 г.

Ювелирные изделия

2 240,2

2 107,0

Технологическая отрасль

334,8

326,6

Электроника

268,4

262,6

Прочее

51,2

50,1

Стоматология

15,3

13,9

Инвестиции

1 169,8

1 271,7

Слитки

778,0

579,9

Монеты

242,3

224,0

Медали /копии монет

73,3

66,7

Биржевые инвестиционные фонды и т. п.

76,2

401,1

Центральные банки и т. п.

656,2

650,3

ИТОГО спрос

4 401,0

4 355,7

Таблица 1.3 - Предложение золота в 2018-2019 гг.

Предложение золота, т

Категория

2018

2019

Добыча

3 509,3

3 463,7

Хеджирование

-12,5

8,3

Вторичное производство

1 176,1

1 304,1

ИТОГО предложение

4 673,0

4 776,1

Мировые запасы серебра оцениваются в 538,3 тыс. тонн, причем пятая часть ми-

ровых промышленных запасов серебра сосредоточена на территории Российской Феде-

рации, которая входит в пятерку ведущих производителей этого металла (ежегодно по-

рядка 5 % от общего количества первичного серебра) [11].

В таблице 1.4 обобщены данные о соотношении предложения серебра и спроса

на него за период 2016-2019 гг. Обращает на себя внимание факт, что спрос на про-

мышленное серебро понемногу падает. Не исключено, что это связано с отсутствием

значимых технологических прорывов в последние десять лет. Потребность в серебре

растет только в солнечной энергетике, которая набирает популярность, например, в Ки-

тае.

Таблица 1.4 - Серебро. Предложение и спрос, тыс. тонн [14, 15]

Предложение

2016 г.

2017 г.

2018 г.

2019 г.

Производство из руд

28,7

27,8

27,3

26,9

Производство из вторсырья

5,3

5,4

5,5

Итого предложение

34,0

33,2

32,7

32,4

Спрос

Промышленный

15,8

16,6

16,5

16,4

Фотография

1,2

1,1

1,09

1,08

Ювелирное дело

6,1

6,3

6,5

Столовое серебро

1,7

1,8

2,1

1,9

Инвестиции

6,9

5,0

5,3

6,0

Хеджирование

0,4

0,1

0,3

Итого спрос

32,0

30,9

31,8

31,9

Что касается запасов металлов платиновой группы (МПГ), то они преимуще-

ственно сосредоточены на территории Южно-Африканской республики (порядка 90 %

всех мировых запасов), на втором месте - Россия.

Данные по предложению платиновых металлов в мире включают оценочный

объем продаж первичных металлов платиновой группы (МПГ) добывающими компани-

ями по странам добычи (таблицы 1.5-1.9). Отметим, что показатели брутто-спроса для

каждой области применения - это сумма производственных потребностей в металле и

любых изменений объемов непереработанного металла в данном секторе. Увеличение

запасов непереработанного металла приводит к созданию дополнительного спроса, а

сокращение запасов снижает уровень спроса. Показатели нетто-спроса равны брутто-

спросу в каждой области применения за вычетом объемов утилизированного металла в

этой отрасли, независимо от того, использовали повторно этот металла или он был про-

дан для других целей.

Для редких платиновых металлов - иридия, рутения - предложение суще-

ственно превышает спрос. Суммарный спрос на осмий, который является самым редким

и наименее изученным элементом из группы платиновых металлов, оценивается в пер-

вые десятки килограммов.

Таблица 1.5 - Платина. Предложение и спрос, тонн [16]

Предложение

2016 г.

2017 г.

2018 г.

Южная Африка

141,2

143,1

143,8

Россия

23,1

22,6

21,1

Прочие

31,8

30,6

31,5

Итого предложение

196,1

196,3

196,4

Спрос

Автокатализаторы

107,5

103,5

98,1

Промышленный спрос, в т. ч.

58,0

65,2

74,6

химическая

15,3

15,8

17,7

электротехническая

7,4

8,8

стекольная

7,9

11,8

14,9

медицина и биомедицина

7,0

7,1

7,2

нефтепереработка

5,6

7,5

10,0

прочие

14,8

15,6

16,0

Инвестиционный спрос

19,9

11,6

2,9

Ювелирная промышленность

77,6

77,2

76,0

Итого брутто-спрос

263,0

257,5

251,6

Утилизация

-62,2

-66,6

-71,2

Итого нетто-спрос

200,8

190,9

180,4

Изменение запасов

-4,8

5,7

16,0

Таблица 1.6 - Палладий. Предложение и спрос, тонн [16]

Предложение

2016 г.

2017 г.

2018 г.

Южная Африка

82,6

82,0

83,3

Россия

89,2

77,4

91,3

Прочие

45,5

45,2

46,6

Итого предложение

217,4

204,5

221,2

Спрос

Автокатализаторы

255,6

271,0

278,3

Химическая промышленность

13,4

14,85

15,85

Стоматология

13,8

12,6

12,2

Электротехника

28,0

27,1

26,6

Инвестиционный спрос

-20,7

-12,4

-17,8

Ювелирная промышленность

6,1

5,6

5,3

Прочие

5,0

4,4

4,95

Итого брутто-спрос

301,3

323,05

325,4

Рециклинг

-80,1

-93,2

-103,3

Итого нетто-спрос

222,2

229,85

222.1

Изменение запасов

-3,86

-25,3

-0,94

Таблица 1.7 - Родий. Предложение и спрос, тонн [16]

Предложение

2016 г.

2017 г.

2018 г.

Южная Африка

19,8

19,6

20,0

Россия

2,7

2,5

2,2

Другие

2,3

2,25

2,2

Итого предложение

24,8

24,35

24,4

Брутто-спрос

Автокатализаторы

26,0

27,1

27,7

Химическая промышленность

2,0

2,3

2,0

Электротехника

0,1

0,13

Стекло

2,7

3,6

3,0

Прочие

1,3

0,7

-0,4

Итого брутто-спрос

32,2

33,8

32,5

Утилизация

-8,7

-10,0

-11,0

Итого нетто-спрос

24,5

23,8

21,5

Изменение запасов

-0,8

-2,5

1,1

Таблица 1.8 - Иридий. Спрос, тонн [16]

Спрос

2016 г.

2017 г.

2018 г.

Химическая промышленность

0,7

0,5

0,6

Электротехника

3,1

2,3

1,6

Электрохимия

1,8

2,6

1,9

Прочие

2,5

2,6

2,8

Итого брутто-спрос

8,1

8,0

6,9

Таблица 1.9 - Рутений. Спрос, тонн [16]

Спрос

2016 г.

2017 г.

2018 г.

Химическая промышленность

11,4

13,3

8,3

Электротехника

13,9

13,4

14,2

Электрохимия

5,8

6,4

6.2

Прочие

4,8

5,4

6,0

Итого брутто-спрос

35,9

38,4

29,4

1.2 Минерально-сырьевая база драгоценных металлов и их

производство в Российской Федерации

На рис. 1.1-1.3 показано распределение запасов драгоценных металлов в Россий-

ской Федерации [11].

На территории России сосредоточено более одной десятой мировых запасов зо-

лота, что сопоставимо с запасами ЮАР и Канады. РФ обеспечивает порядка 8 % миро-

вого производства золота. Государственным балансом запасов полезных ископаемых

РФ учитывается в недрах более 7,5 тыс. т драгоценного металла; на долю разведанных

- приходится более 8 тыс. т. По объему производства Российская Федерация уступает

Китаю.

Запасы серебра в недрах РФ подсчитаны в количестве 48,1 тыс. т. Это одна из

крупнейших сырьевых баз серебра. Россия неизменно входит в пятерку ведущих стран-

производителей серебра занимает четвертую позицию в мире по объему сырьевой базы

серебра, уступая Мексике, Перу и Польше. Качество руд российских месторождений в

целом соответствует мировым аналогам. Собственно, серебряные месторождения за-

ключают около 21 % российских запасов серебра.

Минерально-сырьевая база металлов платиновой группы (МПГ) Российской Фе-

дерации значительна и составляет 15 тыс. т. Промышленные запасы эксплуатируемых

и осваиваемых месторождений в России достигают 4 тыс. т., то есть составляют при-

мерно пятую часть мировых, поэтому РФ прочно занимает вторую позицию в мире после

ЮАР. Необходимо подчеркнуть, что основу российской сырьевой базы составляют суль-

фидные медно-никелевые руды с попутной платиновой минерализацией. В мире они

имеют подчиненное значение, тем не менее российский металл ежегодно обеспечивает

40 % мировой добычи.

Рисунок 1.1 - Распределение запасов золота по субъектам Российской Федерации,

тонн [11]

Основные золотодобывающие и золотопроизводящие компании в нашей стране

- это ПАО «Полюс», «Полиметалл» и АО «Южуралзолото». Сведения о производстве

золота в России в 2018-2019 гг. даны в таблице 1.10.

Таблица 1.10 - Производство золота в России в 2018-2019 гг., т [17]

2018 г.

2019 г.

Добычное

264,41

286,05

Попутное

15,44

19,00

Вторичное

34,57

38,49

Итого

314,42

343,54

Наибольшее количество серебра производится в Магаданской области, крупней-

шая компания - Polymetal Int. Данные по производству серебра даны в таблице 1.11.

Таблица 1.11 - Производство серебра в России в 2018-2019 гг., тонн [17]

2018 г.

2019 г.

Добычное

498,66

488,04

Попутное

310,49

338,54

Вторичное

310,84

169,59

Итого

1119,99

996,17

Данные по использованию сырьевой базы металлов платиновой группы в РФ в

2016-2017 гг. обобщены в таблице 1.12.

Данные производству платины и палладия РФ в 2015-2019 гг. приведены на ри-

сунке 1.4².

Территориальное размещение предприятий, которые осуществляют переработку

концентратов драгоценных металлов и вторичного сырья, а также аффинаж драгоцен-

ных металлов в Российской Федерации показано на рисунке 1.5.

²https://www.bks-express.ru (дата обращения: 20.10.2020).

Рисунок 1.5 - Территориальное размещение предприятий по производству

драгоценных металлов:

1 - АО «Московский завод по обработке специальных сплавов» (АО «МЗСС»), г. Москва; 2 -

АО «Щелковский завод вторичных драгоценных металлов» (АО «Щелковский завод ВДМ»), г.

Щелково, Московская обл.; 3 - АО «Приокский завод цветных металлов» (АО «ПЗЦМ»), г. Каси-

мов, Рязанская обл.; 4 - АО «Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов» (АО

«ЕЗОЦМ»), г. В. Пышма, Свердловская обл.; 5 - АО «Уралэлектромедь», г. В. Пышма, Сверд-

ловская обл.; 6 - ЗАО «Уральские инновационные технологии», г. Екатеринбург (ЗАО «Уралин-

тех»); 7 - АО «Кыштымский медеэлектролитный завод» (ЗАО «КМЭЗ»), г. Кыштым, Челябин-

ская обл.; 8 - АО «Новосибирский аффинажный завод» (АО «НАЗ», г. Новосибирск; 9 - ОАО

«Красноярский завод цветных металлов имени В. Н. Гулидова», г. Красноярск (ОАО «Красцвет-

мет»)

Из рисунка 4 видно, что предприятия по производству драгоценных металлов сосре-

доточены преимущественно в трех районах: в центре Европейской части РФ, на Урале, где

были еще в XIX в. открыты месторождения самородной платины, и в Сибири, где в настоя-

щее время сосредоточены основные источники добычи драгоценных металлов.

Характеристика каждого из вышеперечисленных предприятий и производимой

ими продукции сведена в таблице 1.13.

Исходя из вышеприведенных данных, можно заключить: несмотря на то, что прак-

тически все предприятия, перечисленные в таблице 13, производят слитки драгоценных

металлов, в том числе мерные слитки, имеет место специализация предприятий в соот-

ветствии с историей их создания, становления, квалификации специалистов. Кроме того,

помимо слитков, порошков, гранул, АО «Московский завод по обработке специальных

сплавов (АО «МЗСС»), АО «ЕЗОЦМ», ОАО «Красцветмет», ЗАО «Уралинтех» произво-

дят изделия на основе драгоценных металлов различного назначения.

Таблица

1.13 - Общие сведения о предприятиях, производящих драгоценные ме-

таллы

Дата

№

Предприятие

ввода в

Перечень производимой продукции

п/п

экспл.

АО «Московский завод по обра-

1946 г.

Золото и золотые сплавы; серебро и се-

ботке специальных сплавов»

ребряные сплавы; биметаллическая про-

(https://mzss.ru)

дукция на основе золота и его сплавов, се-

ребра и его сплавов [17, 18].

Имеет статус Good Delivery (золото)

АО «Щелковский завод вторич-

1941 г.

Золото в слитках и порошках, серебро в

ных драгоценных металлов»

порошках и гранулах. Соли серебра.

(http://zavodvdm.ru)

Имеет статус Good Delivery (серебро)

АО «Приокский завод цветных

1990 г.

Золото, серебро, металлы платиновой

металлов»

группы, производство мерных слитков, со-

(https://www.zvetmet.ru)

лей платиновых металлов, ювелирных по-

луфабрикатов. Имеет статус Good Deliv-

ery (золото, серебро, платина, палладий)

АО «Екатеринбургский завод по

1916 г.

Золото, серебро, металлы платиновой

обработке цветных металлов»

группы (порошки), золото, серебро, пла-

(https://ezocm.ru)

тина, палладий (слитки), технические из-

делия, химические соединения платино-

вых металлов. Имеет статус Good Delivery

(золото, серебро, платина, палладий)

АО «Уралэлектромедь»

1929 г.

Золото и серебро в слитках, концентрат

(https://www.elem.ru/ru/)

металлов платиновой группы. Имеет ста-

тус Good Delivery (золото, серебро)

ЗАО «Уральские инновацион-

2008 г.

Изделия из драгоценных металлов (в т.ч.

ные технологии»

из иридия), сплавы для ортопедической

(http://uralinteh.com/ru/)

стоматологии, химические соединения

платиновых металлов

АО «Кыштымский медеэлектро-

1757 г.

Аффинированные золото и серебро в

литный завод»

слитках (в т.ч. мерные для золота) и гра-

(http://kmez.ru)

нулах, платина и палладий в порошке

АО «Новосибирский аффинаж-

1941 г.

Аффинированные золото и серебро в

ный завод»

слитках, гранулах, анодах, пластинах, по-

(https://affinaz.ru)

рошке и прокате, платина и палладий

(слитки, порошки). Имеет статус Good De-

livery (золото, серебро)

Окончание таблицы 1.13

Дата

№

Предприятие

ввода в

Перечень производимой продукции

п/п

экспл.

ОАО «Красноярский завод цвет-

1943 г.

Аффинированные: золото и серебро (гра-

ных металлов имени В. Н. Гули-

нулы); все металлы платиновой группы

дова»

(порошки); золото, серебро, платина, пал-

(https://www.krastsvetmet.ru)

ладий (слитки). Производство мерных

слитков, солей и химических соединений

платиновых металлов, в том числе ме-

таллорганических соединений. Производ-

ство технических и ювелирных изделий.

Имеет статус Good Delivery (золото, се-

ребро, платина, палладий)

1.3 Приоритетные проблемы отрасли

Получение аффинированных драгоценных металлов, представляет собой крайне

сложную технологическую задачу, и обеспечение необходимой потребности в них воз-

можно лишь при условии внедрения в производство высокоэффективных технологиче-

ских процессов их получения. В настоящее время, согласно Постановлению Правитель-

ства РФ от 20 января 2018 г. № 35 [18], одиннадцать предприятий имеют право осу-

ществлять аффинаж драгоценных металлов, из них семь - имеют статус Good Delivery

Лондонской ассоциации участников рынка драгоценных металлов на свою продукцию

(золото и серебро).

Практически все предприятия Российской Федерации, которым разрешен аффи-

наж драгоценных металлов, реализуют гидрометаллургические технологии переработки

сырья.

Существующая в России технология аффинажа базируется преимущественно на

осадительных методах и приемах. По классической осадительной технологии работает,

в частности, крупнейшее в стране и в мире аффинажное предприятие ОАО «Красцвет-

мет». Такая технология неизбежно сопровождается образованием промежуточных про-

дуктов и маточных растворов, что делает ее многооперационной и уменьшает сквозное

извлечение драгоценных металлов. Поэтому технология, предусматривающая селек-

тивное извлечение драгоценных металлов платиновой группы, независимо от того, ка-

кими методами она реализуется - экстракция или сорбция, имеет серьезные перспек-

тивы для развития и применения. Справедливости ради надо отметить, что на ряде

предприятий России внедрены экстракционные (АО «Приокский завод цветных метал-

лов») и сорбционные (АО «Уралэлектромедь») технологии. Однако в настоящее время

экстракционная технология, ввиду отсутствия у предприятия сырья, практически не реа-

лизуется, а сорбционная - привязана преимущественно к переработке серебросодер-

жащего сырья, с низким содержанием палладия и платины. Она осуществляется через

азотнокислые растворы и не имеет сегодня широких перспектив, т. к. в технологии пла-

тиновых металлов образуются хлоридные (солянокислые) растворы.

Таким образом, одной из важнейших проблем отрасли является внедрение техно-

логий, обеспечивающих:

- сокращение числа стадий производственного процесса;

- сокращение времени процесса;

- сокращение объема химических реагентов.

Внедрение прогрессивных технологий аффинажа позволит успешно решать эко-

логические проблемы отрасли.

Аффинаж драгоценных металлов предполагает использование большого количе-

ства реагентов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. Сюда от-

носятся прежде всего такие реагенты, как:

- хлор;

- концентрированная азотная кислота;

- концентрированная соляная кислота;

- серная кислота;

- органические реагенты и органические растворители (при использовании

экстракционных процессов).

Серьезную опасность представляет проблема сбора, хранения и переработки вто-

ричного сырья. Так, отходы электронной промышленности, вторичный электронный лом

включают в свой состав органические составляющие (пластик различных видов, мате-

риалы на основе поливинилхлорида, фенолформальдегида), а также практически пол-

ный набор тяжелых металлов. Такие металлы, как свинец, сурьма, ртуть, кадмий, мы-

шьяк, входящие в состав компонентов электроной техники, переходят под воздействием

внешних условий в органические соединения, которые могут растворяться в производ-

ственнных растворах, и становятся сильнейшими ядами. Утилизация пластиков, содер-

жащих ароматические углеводороды, органические хлорпроизводные соединения, явля-

ется насущной экологической проблемой предприятий.

Стоит также отметить выбросы котельных газов, которые вносят существенно

больший (в несколько раз) вред по сравнению с производственными выбросами.

Раздел 2 Описание технологических процессов и методов,

применяемых при производстве драгоценных металлов

2.1 Основные принципы технологии производства драгоценных

металлов

С каждым годом наблюдается увеличение спроса на драгоценные металлы, что

вызывает настоятельную необходимость наряду с поиском новых источников усовер-

шенствования существующих технологий их производства. Указанное обстоятельство

предполагает в первую очередь повышение полноты и комплексности использования

первичного и вторичного сырья. Возрастающий объем и одновременное снижение каче-

ства поступающего на переработку сырья требуют разработки и внедрения высокоэф-

фективных процессов, обеспечивающих получение селективных концентратов драго-

ценных металлов и самих металлов, сокращение объемов незавершенного производ-

ства, снижение энергозатрат, уменьшение потерь драгоценных металлов, возможность

автоматизации процессов, улучшение условий труда.

И за рубежом, и в Российской Федерации практически на всех заводах перера-

ботка сырья, содержащего драгоценные металлы, осуществляется сегодня с использо-

ванием гидрометаллургических процессов (в случае золота и серебра - и электрохими-

ческих процессов). Они характеризуются высокой производительностью и уровнем ав-

томатизации, хорошими экономическими и экологическими показателями [19].

2.1.1 Технологии производства золота

Существуют различные варианты технологий получения золота, которые описы-

ваются принципиальной схемой, приведенной на рисунке 2.1.

В качестве исходного первичного сырья используют россыпное или рудное зо-

лото. В металлургии меди извлекают так называемые «попутные» золото и серебро. Ис-

ходным сырьем для получения золота может быть также лом ювелирных и технических

изделий. Они отличаются по количественному и фазовому составу.

Драгметаллы концентрируют в золотосеребрянном сплаве (сплав Доре), который

получают из медеэлектролитных шламов, образующихся в процессе производства ка-

тодной меди.

Au-содержащее сырье

Вскрытие

Пульпа

Фильтрация

н/о на переработку

Раствор

Выделение золота

Au-металл

Переплав

Слитки, гранулы

Рисунок 2.1 - Принципиальная схема аффинажа золота

Следует отметить, что данный сплав в зависимости от состава перерабатывае-

мых шламов содержит золото и серебро в разных соотношениях, и это обстоятельство

необходимо учитывать при выборе способа дальнейшей переработки сплава Доре, а

также оборотных продуктов аффинажного производства. При значительном (более 15-

20 %) содержании серебра в сплаве Доре производится перевод серебра в раствор (как

правило, азотнокислый) химическим или электрохимическим способами.

Форма нахождения золота и других драгоценных металлов в исходном сырье обу-

словливает подход к способам его переработки, которые базируются на химических

свойствах драгоценных металлов.

Согласно схеме (рисунок 2.1), богатое по золоту сырье подвергают вскрытию, при-

чем самыми распространенными способами являются растворение золота в царской

водке либо гидрохлорирование (пропускание хлора через раствор HCl3). Независимо от

выбранного способа, именно на этой головной стадии происходит более тонкое разде-

ление золота и серебра и образование двух продуктов, перерабатываемых раздельно,

- золотосодержащего раствора и серебросодержащего твердого осадка.

Золото выделяют из раствора, применяя разные приемы. Это может быть:

- восстановление с получением порошка золота под действием таких восстано-

вителей, как сульфит натрия, сульфат железа(II), нитрит натрия, щавелевая кислота, са-

хар⁴⁾;

- электрохимическое выделение с получением золота на катоде;

³⁾ В случае растворения в царской водке появляется дополнительная операция удаления из-

бытка азотной кислоты из раствора после вскрытия.

⁴⁾ Первые два реагента используются наиболее часто.

- экстракция золота (III).

Получаемый в результате восстановления порошок золота переплавляют на

аноды и подвергают электролитическому рафинированию. Именно этот процесс явля-

ется завершающей операцией получения золота высокой чистоты (99,99 %) на подавля-

ющем большинстве предприятий. Рафинирование ведут в электролизерах с раствори-

мыми золотыми анодами, в качестве электролита служат солянокислые растворы золо-

тохлористоводородной кислоты или раствор царской водки, катоды - титановые пла-

стины, на которые в результате электролиза осаждается золото.

В случае если реализуется экстракционная технология, то золото выделяют из со-

лянокислого (2-5 М HCl) раствора три-н-бутилфосфатом, а реэкстракцию его из органи-

ческой фазы осуществляют раствором восстановителя, того же сульфита натрия [20].

Полученный порошок металлического золота по чистоту отвечает золоту высокой

пробы.

Заключительная стадия технологической схемы получение слитков различной

массы и гранул, отвечающих требованиям государственных стандартов [21, 22].

На тех предприятиях, которые перерабатывают упорное золотосодержащее сы-

рье (главным образом рудное золото), практически повсеместно реализуется цианидная

технология, которая предполагает цианирование концентратов с переводом золота в

раствор в виде прочных цианидных комплексов с последующим выделением золота из

растворов двумя известными и хорошо отработанными путями:

- восстановлением цинковой пылью;

- сорбцией на активированном угле или ионите.

Оба эти процесса можно рассматривать как процессы предварительного концен-

трирования золота. Они не являются высокоселективными и предполагают обязатель-

ное проведение аффинажных операций по приведенной на рисунке 2.1 схеме. Именно

цианидная технология таит в себе основные экологические опасности, связанные с вы-

бросами высокотоксичных веществ в атмосферу и сбросами с отработанными раство-

рами.

До настоящего времени не утратил своего значения для аффинажа золота хлор-

ный метод Миллера, который был предложен еще в конце XIX века. Он получил распро-

странение для аффинажа сплавов Доре, содержащих от 70 % до 90 % золота и от 7 % до

30 % серебра, а также медь, железо, цинк. Его суть заключается в том, что при пропус-

кании газообразного хлора через расплав перерабатываемого исходного сырья все со-

держащиеся в нем компоненты переходят в форму хлоридов, за исключением золота.

Термодинамика этого процесса такова, что золото начинает реагировать с хлором

только после того, как прохлорируются примеси, включая серебро. Хлориды в виде

шлака собираются на поверхности расплава, затем отделяются от него: из них получают

серебро, а золото, полученное по методу Миллера, также дополнительно аффинируют

электрохимическим путем до необходимой степени чистоты (рисунок 2.2).

Пирометаллургические операции (коллектирующие плавки) применимы и к от-

дельным видам бедного вторичного сырья, однако только после его классификации и

отделения от примесей органических соединений и материалов. Это относится

не только к золотосодержащему сырью, но и к материалам, содержащим другие драго-

ценные металлы (серебро, МПГ).

2.1.2 Технологии производства серебра

В Российской Федерации запасы серебра в основном связаны с месторождени-

ями комплексных полиметаллических руд, поэтому серебро добывается попутно, а по-

лучение металлического серебра связано с переработкой различных видов техноген-

ного сырья.

Рисунок 2.2 - Технологическая схема процесса по методу Миллера

Поскольку серебро по своим химическим свойствам близко золоту, для него при-

менимы приемы избирательного выщелачивания цианидными растворами с последую-

щим осаждением на цинковой пыли (процесс Меррил-Кроу) [19, 23]. Они используются

более 100 лет и являются основными для получения серебра из рудного сырья. Обра-

зующийся цинковый цементат подвергается аффинажу.

При переработке свинцово-цинковых руд на стадии рафинирования свинца се-

ребро накапливается в так называемой «цинковой пене» [24]. Ее перерабатывают элек-

тротермическим способом: цинк отгоняют при температуре 1250 °C, а полученный сере-

бросодержащий свинец плавят в купеляционных печах на сплав Доре.

Следует подчеркнуть, что в технологии производства серебра, когда исходное сы-

рье содержит примеси меди, селена, теллура, нередко проводят плавки с добавлением

флюсов - соды, буры, которые вводят в количестве 1,5-3 % от массы загружаемого ме-

талла. Плавка является основным источником потерь драгоценных металлов, именно

поэтому так велик интерес к гидрометаллургическим технологиям.

Итак, при переработке медеэлектролитных шламов и цинковой пены конечной

стадией является получение серебряно-золотого сплава.

Таким образом, на аффинажные заводы поступают преимущественно:

- сплав Доре;

- цинковые цементаты;

- хлоридные шлаки или иные продукты, в которых серебро присутствует в виде

хлорида.

Кроме того, нельзя не указать на такие виды вторичного сырья, как электронный

лом, лом серебряных изделий и т.п.

Основные этапы технологии переработки серебросодержащего сырья показаны

на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Основные этапы переработки серебросодержащего сырья

В процессах переработки золотосеребряного сплава возможны различные вари-

анты разделения серебра и золота: например, в результате растворения в азотной кис-

лоте в раствор переходит серебро, а золото остается в твердом остатке; при растворе-

нии сплава в царской водке образуется труднорастворимый хлорид серебра, а золото

растворяется. Для достижения максимальной степени разделения драгоценных метал-

лов при выщелачивании азотной кислотой рекомендуется, чтобы содержание серебра в

сплаве превышало концентрацию золота в 2-3 раза [25]. Как правило, после растворе-

ния в азотной кислоте полученный раствор нитрата серебра очищается от примесей и

направляется на электролиз с получением катодного серебра.

Если сплав содержит порядка 95 % серебра, 3 % золота, примеси меди, свинца,

железа, никеля, селена, он непосредственно подвергается электролитическому рафи-

нированию. Его переплавляют в аноды, а электролитом служит водный раствор нитрата

серебра с добавкой свободной азотной кислоты. Содержание примесей, особенно зо-

лота и меди, в анодах строго регламентируется.

Целесообразно рассмотреть вариант электроэкстракционной технологии аффи-

нажа золотосеребряного сплава. Он предусматривает получение катодного серебра, зо-

лотого шлама и концентрата платиновых металлов. Согласно этой технологии, сплав

Доре растворяют в азотной кислоте в присутствии ионов аммония под давлением выде-

ляющейся газовой фазы. При взаимодействии оксидов азота и ионов аммония происхо-

дит выделение азота и регенерация связанной кислоты. Золото и частично платина с

палладием переходят в нерастворимый осадок - золотой шлам. Полученный азотно-

кислый раствор подвергают сорбционной очистке от платиновых металлов, а также гид-

ролитической очистке от меди, теллура и других примесей. Очищенный раствор подвер-

гают электроэкстракции с получением катодного серебра.

Целесообразность рассмотрения варианта электроэкстракционной технологии

аффинажа золотосеребряного сплава справедлива не для всех предприятий, так как

подходит только для очень узкого по параметрам исходного материала и является

весьма требовательной по содержанию примесей.

Предложено множество вариантов технологии переработки цинковых цементатов

с содержанием серебра не ниже 75-80 %. Известные в литературе схемы отличаются

выщелачивающим агентом на первой стадии, количеством стадий выщелачивания,

условиями этой операции, однако они обеспечивают получение богатых серебросодер-

жащих концентратов, пригодных для аффинажа. Так, например, по одной из технологий

осадки выщелачивают азотной кислотой с целью перевода в раствор серебра, цинка и

прочих кислоторастворимых примесей и разделения серебра и золота, которое остается

в осадке (рисунок 2.4). Следует отметить, что на этой стадии выделяются токсичные ок-

сиды азота, поэтому на ряде предприятий уже в настоящее время применяются методы

их утилизации, которые блокируют выделение оксидов непосредственно во время хими-

ческого процесса (in situ). Это азотнокислое выщелачивание в присутствии нитрата ам-

мония, карбамида, пероксида водорода и т. п. приемы, обеспечивающие восстановле-

ние оксидов до молекулярного азота.

Отдельно необходимо рассмотреть переработку концентрата серебра, образую-

щегося при выделении его в виде хлорида из сульфатных растворов выщелачивания

медно-никелевых шламов. Поскольку он содержит сумму хлоридов серебра и цветных

металлов, его обрабатывают горячей водой с целью предварительного обогащения пу-

тем удаления хлоридов свинуа, меди, избытка хлорида натрия. Нерастворимый остаток

промывают, сушат и плавят с содой с получением серебросодержащего сплава, который

поступает на электрохимическое рафинирование для получения кондиционного ме-

талла.

Рисунок 2.4 - Технологическая схема переработки цинковых цементатов

Электролитическое рафинирование - наиболее распространенный способ полу-

чения аффинированного серебра чистотой свыше 99,97 % в промышленном масштабе,

несмотря на высокую энергозатратность и жесткий контроль состава электролита.

2.1.3 Технологии производства металлов платиновой группы

Технология аффинажа металлов платиновой группы относится к наиболее слож-

ным и многооперационным, поскольку эти элементы обладают общностью химических

свойств. Попутно с МПГ при переработке платиновых концентратов, получаемых из шла-

мов медно-никелевого производства, товарными продуктами являются золото, серебро,

селен, теллур, кобальт, сера). Общая технологическая схема переработки шламов и по-

лучения платиновых концентратов приведена на рисунке 2.5.

Помимо платиновых концентратов (КП), для получения платины используется

природный концентрат, так называемая шлиховая платина, уникальное сырье с содер-

жанием ~75 % платины в виде природного сплава платины и железа (минерал ферро-

платина).

К другим видам сырья для получения платины стоит отнести:

- отработанные автомобильные катализаторы;

- электронный лом, содержащий платину и другие платиновые металлы;

- катализаторные сетки, выработавшие срок службы;

- отходы стекольной промышленности (например, фильтры для протяжки стек-

ловолокна);

- иные виды катализаторов, в частности, платинорениевые катализаторы, изде-

лия электротехнической промышленности, отходы химической промышленности.

В случае палладия наряду с вышеперечисленными источниками в качестве бога-

того вторичного сырья можно рассматривать также технологический лом - стоматоло-

гические сплавы.

Сложность аффинажа МПГ обусловлена и тем обстоятельством, что КП являются

основным исходным сырьем и характеризуются высоким содержанием примесей.

Например, содержание редких платиновых металлов (РПМ) в концентрате КП-2 не пре-

вышает всего 3,5÷4,5 %. Это обусловливает высокие затраты на аффинаж и большие

объемы незавершенного производства.

Существующая технология переработки шламов направлена на извлечение пла-

тины, палладия и золота. Общее извлечение драгоценных металлов и извлечение РПМ

в селективные концентраты остается низким: так, степень извлечения иридия является

в настоящее время самой низкой и в случае концентрата КП-1 составляет 40 %.

Важно подчеркнуть, что технология получения МПГ, в первую очередь платины и

палладия, чрезвычайно консервативна, в ее основе лежит идея переработки платиновой

руды, сформулированная еще в XVIII веке и заключающаяся в растворении концентрата

в царской водке, последующем осаждении из раствора платинохлористоводородной

кислоты гексахлороплатината(IV) аммония и его прокаливании при температуре 1000° C

с получением металлической платины. Из раствора после отделения платины выделяют

палладий осаждением его в виде труднорастворимой соли транс-дихлородиамминпал-

ладия (II), которую также прокаливают с целью получения металлического палладия.

Безусловно, это только ключевые моменты технологии. Им сопутствует множество пе-

ределов, обеспечивающих селективность осаждения труднорастворимых солей пла-

тины и палладия. Сюда относится и стадия удаления избытка азотной кислоты (при рас-

творении концентрата в царской водке), и операция «доводки» растворов перед осажде-

нием гексахлороплатината (IV) аммония, чтобы обеспечить присутствие в нем сопутству-

ющих платиновых металлов в определенных степенях окисления (иридия - в степени

окисления +3, палладия - в степени окисления +2). Необходимость последней опера-

ции вызвана тем, что разделение близких по свойствам МПГ обеспечивается тонкими

различиями в термодинамических и кинетических свойствах их хлоридных комплексов.

Растворение в царской водке обеспечивает отделение платины и палладия от суммы

редких платиновых металлов (рутений, родий, иридий), которые концентрируются в нерас-

творимом остатке. Исключением является осмий, который ввиду летучести его тетраоксида

отделяют отгонкой в газовую фазу на головной стадии аффинажа любого сырья, содержа-

щего осмий. Обогащенный по осмию концентрат КП-4 в настоящее время пока не произво-

дится ввиду незначительной потребности в нем. В процессе обогащения шламов осмий

вместе с селеном концентрируется в кеках газоочистки и в таком виде складируется.

Способ растворения исходного сырья в царской водке отличается высокой степенью

извлечения платины и палладия в раствор, но имеет ряд существенных недостатков:

- высокий расход реагентов (300÷400 % от стехиометрии);

- бурное выделение токсичных оксидов азота;

- наличие в образующихся растворах значительного количества нитрат-ионов,

что делает невозможным их дальнейшую переработку без проведения дополнительных

операций.

В настоящее время на большинстве предприятий используют вскрытие КП в рас-

творе соляной кислоты с использованием в качестве окислителя пропускаемого через

пульпу газообразного хлора в титановых реакторах при механическом перемешивании и

температуре 70÷90 °C. При осуществлении этой операции выделяющиеся при выщелачи-

вании газы используются для регенерации растворителей, а также как самостоятельные

вскрывающие реагенты. Кроме того, высокие концентрации газообразного хлора способ-

ствуют переходу МПГ в составе комплексных соединений в высшие степени окисления, и

они начинают работать как сильные окислители, ускоряя процесс растворения.

Однако способ гидрохлорирования характеризуется довольно медленной кинетикой.

Так, для растворения 100 кг сырой платины в растворе соляной кислоты с концентрацией

300÷350 г/дм³ при соотношении т : ж = 1:3 необходимо проводить процесс в течение

12÷16 ч. По сравнению с растворением в смеси соляной и азотной кислот, гидрохлориро-

вание обладает меньшим расходом реагентов (100÷200 % от стехиометрии). Отделение

платины и палладия от РПМ достигается за счет подбора оптимальной концентрации кис-

лоты, температуры и окислительно-восстановительного потенциала реакционной среды.

Как отмечалось выше, выделение платины из растворов основано на способности

платины (IV) образовывать малорастворимое соединение гексахлороплатинат (IV) аммо-

ния - (NH4)2[PtCl6]. В процессе его осаждения хлорид аммония необходимо вводить с из-

бытком для снижения растворимости осаждаемой соли.

Необходимо обратить внимание на то, что в растворе большая часть платины

должна находиться в степени окисления +4, чтобы обеспечить высокий выход гексахлоро-

платината (IV) аммония (комплексная соль (NH4)2[PtCl4], подобно (NH4)2[PdCl4], хорошо рас-

творима). При этом палладий и иридий в степени окисления +4 также образуют нераство-

римые гексахлорометаллаты, изоструктурные с гексахлороплатинату (IV) аммония.

Выделение палладия возможно в форме транс-дихлородиамминопалладия (II)

[Pd(NH3)2Cl2]. Для его осаждения в солянокислый раствор постепенно вводят гидрат ам-

миака. Так как его приливают постепенно, то первоначально часть палладия переходит

в катионную форму тетраамминпалладий (II), а другая часть остается в виде тетрахло-

ропалладат (II) - иона. Выпадает соль Вокелена, которая при дальнейшем добавлении

аммиака растворяется с образованием тетраамминпалладий (II) дихлорида. К получен-

ному раствору постепенно прибавляется соляная кислота: при этом выпадает светло-

желтый кристаллический осадок транс-дихлородиамминпалладия (II).

Восстановление выше указанных солей до металлического состояния возможно

несколькими методами. Наиболее распространен способ прокаливания при темпера-

туре 800÷1200 °C.

Рассмотренный метод аффинажа МПГ является осадительным, а осадительные

методы наиболее просты для реализации в технологической практике, в том числе и в

аппаратурном оформлении.

Таким образом, в течение многих десятилетий в практике аффинажа на отече-

ственных и зарубежных аффинажных предприятиях использовались и используются до

сих пор схемы, которые насчитывают десятки взаимосвязанных операций с многочис-

ленными оборотами растворов и полупродуктов, приводящие к потерям драгоценных

металлов. Чрезвычайно трудоемки операции перевода МПГ в раствор с применением

КП-1

Очистка от примесей (As, Se, Te)

Гидрохлорирование

Восстановление Au

Экстракционная очистка от примесей

Осаждение платины

Раствор ПМ

ХПА

Экстракционное извлечение и очистка Pd

Растворение

Рафинат (Rh,Pt,Ir)

Реэкстракт (Pd)

Экстракционное извлечение Pt

Электрохимическое извлечение ПМ

Осаждение ХПЗ

Рафинат

Раствор

Реэкстракт (Pt)

Катодный осадок ПМ

Прокалка

Электрохимическое выде-

Осаждение ХПА

ление ПМ

Растворение

Плавка

Прокалка

Катодный осадок ПМ

Экстракционная очистка Rh от Pt и Ir

Плавка

Слитки Pd

На переработку

Слитки Pt

Рафинат (Rh)

Реэкстракт (Pt,Ir)

Осаждение ХПА

Доочистка Rh

Электрохимическая очистка рас-

твора Ir от ПМ

Прокалка

Электрохимическое извле-

чение Rh

Порошок Ir

Порошок Rh

Рисунок 2.6 - Экстракционная технология аффинажа МПГ

Она предусматривает выделение золота из растворов после гидрохлорирования,

экстракционную очистку от примесей неблагородных металлов (олова, сурьмы, железа),

экстракцию палладия и экстракцию платины (параллельно, но индивидуально). Экстрак-

ционное извлечение иона [PtCl6]^2- из солянокислых растворов так же, как и примесей

цветных металлов, осуществляется экстрагентом ТБФ⁵⁾. Экстракцию иона [PdCl4]^2- из

солянокислых растворов проводят органическими сульфидами или нефтяными суль-

фоксидами. Применение метода жидкостной экстракции в сочетании с электрохимиче-

скими процессами позволяет извлекать в готовую продукцию не менее 90 % платины и

80 % палладия от их содержания в исходном сырье. Далее осуществляют промывку ор-

ганической фазы и реэкстракцию. На заключительной стадии идет осаждение платины

в виде солей (NH4)2[PtCl6] и транс-[Pd(NH3)2Cl2], соответственно (см. выше).

Рафинаты, образующиеся при экстракции платины и/или палладия, объединяют

и из них электрохимически осаждают на катоде концентрат МПГ.

Чистые порошки родия и иридия получают, проводя последовательно операции

электрохимического выделения металлов на катоде, растворения катодного осадка, экс-

тракционной очистки и электрохимического выделения родия, электрохимической

очистки иридийсодержащего раствора от примесей других МПГ с последующим осажде-

нием иридия в виде гексахлороиридата (IV) аммония. Экстракционная технология пере-

работки КП предусматривает разделение родия и иридия также экстракцией три-н-бу-

тилфосфатом. При этом иридий в степени окисления +4 переходит в экстракт, а родий в

степени окисления +3 остается в рафинате. Восстановление труднорастворимых солей

РПМ в токе водорода приводит к образованию металлических порошков.

Использование экстракционных технологий аффинажа позволяет в 2-3 раза со-

кратить объемы маточных растворов и число технологических операций и примерно в

5 раз уменьшить время. Затрачиваемое на переработку исходного сырья.

В то же время экстракционные технологии накладывают существенные требова-

ния к проведению процессов в части пожаровзрывобезопасности и экологической без-

опасности. Сложными техническими задачами являются вопросы утилизации отрабо-

тавшего экстрагента, предотвращения формирования третьей фазы и проникновения

компонентов экстрагента в составе рафинатов и реэкстрактов на последующие пере-

делы переработки сырья. Часть органической фазы остаётся в растворах, которые, для

предотвращения сброса органики со сточными водами, нуждаются в последующей до-

полнительной очистке.

Конечными продуктами аффинажа МПГ, независимо от выбранной технологии,

являются мерные слитки (для платины и палладия) и порошки.

⁵⁾ Принципиально возможны и другие экстрагенты.

2.2 Поэтапное описание технологии производства драгоценных

металлов

2.2.1 Технология производства золота

2.2.1.1 Опробование сырья

Поступающее на аффинаж сырье поступает на стадию опробования. Опробова-

ние сырья обычно осуществляется двумя способами:

- проведением приемной плавки;

- головным опробованием.

2.2.1.1.1 Приемная плавка

Цель проведения приемной плавки - получение однородного по химическому со-

ставу сплава. При этом в результате шлакообразования происходит максимальное уда-

ление примесей и получается необходимый для аффинажа удобной формы сплав, из

которого отбирается представительная проба.

Процесс проведения приемной плавки включает:

- приготовление шихты и плавку;

- отбор огненно-жидкой пробы по окончании плавки;

- разлив металла в слитковые изложницы;

- маркировку слитков;

- взвешивание и затаривание шлаков.

В процессе приемной плавки получают:

- слитки лигатурных сплавов;

- пробные слитки;

- слитки-оплавки;

- третичные шлаки;

- отходящие газы;

- лабораторные и контрольные пробы.

2.2.1.1.2 Головное опробование

Операция головного опробования относится к сыпучим материалам. В результате

ее проведения достигается получение однородного по химическому составу сыпучего

материала и подготовка представительной пробы. В процессе головного опробования

путем измельчения, классификации и сокращения отобранного в требуемом процентном

соотношении материала получают:

- опробованный сыпучий материал;

- лабораторные и контрольные пробы.

2.2.1.2 Лигатурная плавка

Лигатурную плавку проводят для получения сплава такого состава и формы, кото-

рая пригодна для проведения последующих операций аффинажа золота.

Сырьем для лигатурной плавки служит приемное сырье, сплавляемое с оборот-

ными полупродуктами. К ним относятся шлам электролиза серебра, остатки анодов

электролиза золота и серебра, оборотные остатки катодного золота, цементное золото

после осаждения из маточных растворов, сплавы от переработки отходов. В зависимо-

сти от содержания серебра в исходном сырье и полупродуктах в расплав добавляют

серебряный или медный лом (либо порошки этих металлов).

Лигатурная плавка включает следующие стадии:

- расплавление металла и оборотных полупродуктов;

- дозировка серебросодержащего сплава, лома или порошка;

- дозировка медного лома или порошка;

- отливка металла (в аноды или гранулы).

Расплавление металла производят в графитовых тиглях, установленных в печь

индукционного типа. Перед разливом металла в анодные изложницы вставляют тонкие

золотые пластины (ушки) из золота, предназначенные для подвешивания анодов на кон-

тактную штангу в электролизной ванне. Отливку расплава в аноды производят на специ-

альных станках с комплектом наборных изложниц.

Розлив лигатурного золота в гранулы производят в специальную емкость, напол-

ненную водой.

2.2.1.3 Растворение лигатурного золота

Растворение золотых лигатурных сплавов для проведения гидрометаллургиче-

ского рафинирования и получения электролита для электролитического рафинирования

выполняется либо электрохимическим способом, либо растворением в царской водке.

2.2.1.3.1 Электрохимическое растворение

Электрохимический способ основан на анодном растворении золотого лигатур-

ного сплава в растворе соляной кислоты при воздействии электрического тока. Процесс

проводят в электролизере с разделенным диафрагмой (ионообменной мембраной) ка-

тодным и анодным пространством, в результате чего золото на катоде не осаждается, а

образует анолит - раствор золотохлористоводородной кислоты. На катоде в процессе

электролиза разряжается водород. Несмотря на применение диафрагм, имеет место ча-

стичный перенос анионных комплексов золота к катоду, где происходит их восстановле-

ние с образованием осадка (цементное золото).

В процессе растворения золотого сплава в раствор наряду с золотом переходят

все растворимые в соляной кислоте примеси. Серебро в виде хлорида выпадает в шла-

мовый осадок.

2.2.1.3.2 Растворение в царской водке

Сырьем для растворения золота и/или приготовления электролита служат:

- лигатурное золото в виде гранул;

- золотой шлам, полученный в процессе аффинажа серебра;

- катодное золото в виде обрезков ушек, лент, дендритов;

- цементное золото, полученное при доосаждении из маточных растворов и от-

работанных электролитов;

- высокопробное лигатурное золото в виде гранул и остатков анодов.

Способ основан на растворении лигатурного золота и золотосодержащих матери-

алов в царской водке, в результате которого образуется золотохлористоводородная кис-

лота (помимо растворения в смеси соляной и азотной кислот, возможно растворение

методом гидрохлорирования).

2.2.1.4 Электролитическое рафинирование

Электролиз золота основан на анодном растворении золотого сплава под дей-

ствием постоянного электрического тока в растворе золотохлористоводородной кис-

лоты, содержащем свободную соляную кислоту, и последующем осаждении золота на

катоде.

Процесс электролиза можно рассматривать в следующей электрохимической си-

стеме:

Au⁺│H[AuCl4], HCl, H2O, примеси │^-Au, примеси.

Технологический процесс производства включает следующие операции:

- приготовление электролита;

- I стадия основного электролиза;

- II стадия основного электролиза;

- обработка продуктов электролиза;

- доработка маточных и отработанных растворов.

Первая стадия электролиза проводится с целью получения катодного золота.

На первой стадии электролитическому рафинированию подвергают аноды, полу-

ченные в процессе лигатурной плавки. Электролитом служит водный раствор золотохло-

ристоводородной кислоты. При электролизе золото может переходить в раствор в виде

ионов Au³⁺, Au⁺.

На катоде идут процессы:

Au³⁺ + 3ē → Au,

Au⁺ + ē → Au.

Возможен процесс частичного восстановления золота:

Au³⁺ + 2ē → Au⁺.

Au⁺в результате реакции диспропорционирования частично восстанавливается, и

восстановленное золото переходит в шлам:

3Au⁺ → Au³⁺ + 2Au↓.

Выгрузку катодного золота производят периодически и последовательно, по сек-

циям, без выключения ванн.

В процессе электролиза электролит обедняется золотом и обогащается приме-

сями.

В результате электролиза получают следующие продукты:

- катодное золото, которое направляют на плавку в готовую продукцию или, в

случае несоответствия готовой продукции химическому составу по ГОСТ 6835-2002 [21],

в аноды для II стадии электролиза;

- остатки анодов, которые направляют на легирование в плавку анодов для I или

II стадии электролиза;

- хлорид серебра, который направляют на переработку;

- отработанный электролит, который направляют на доизвлечение драгоценных

металлов;

- газовую фазу, поступающую на газоочистку.

В случае несоответствия химического состава катодного золота, полученного в

результате проведения I стадии электролиза по ГОСТ 6835-2002 [21], а также с целью

получения готовой продукции с гарантированной массовой долей основного металла

не менее 99,99 %, проводится II стадия электролиза катодного металла, полученного в

результате I стадии электролиза. Сырьем для приготовления электролита в этом случае

служит катодное золото и дендриты I-й стадии электролиза, обрезки ушек и т. п. Процесс

электролиза проводят аналогично технологическим операциям первой стадии электро-

лиза при тех же технологических параметрах и составе электролита.

2.2.1.5 Обработка продуктов электролиза

Катодное золото промывают горячей водой от электролита и подвергают внеш-

нему осмотру. При этом с поверхности механически удаляют хлористое серебро и денд-

риты. С целью удаления с поверхности катодного золота оставшихся примесей его об-

рабатывают соляной кислотой, после чего промывают водой. Промытое катодное золото

сушат в сушильных шкафах, затем взвешивают, затаривают и направляют на плавку.

Обрезки, дендриты сушат, взвешивают и направляют на плавку анодов для I-й или

II-й стадии электролиза. Соляную кислоту после обработки катодного золота используют

для приготовления электролита или обработки полупродуктов.

Отработанный электролит направляют на осаждение золота аналогично ма-

точным растворам гидрометаллургического аффинажа.

Анодный шлам, содержащий хлориды серебра, свинца и других металлов, а также

золото в виде тонкого порошка, дендриты катодного золота, нерастворившиеся части

анодов, промывают водой от электролита, отделяя хлорид серебра от частиц металли-

ческогро золота. Дендриты катодного золота и нерастворившиеся фрагменты анодов

промывают водой, сушат, взвешивают и направляют на легирование на плавку в аноды.

Хлорид серебра восстанавливают железным порошком при перемешивании в рас-

творе соляной кислоты с концентрацией 30÷40 г/л по реакции:

2AgCl + Fe → FeCl2 + 2Ag↓,

либо нейтрализуют пульпу гидроксидом натрия и восстанавливают серебро гидразин-

гидратом или другим восстановителем. Восстановленное серебро промывают на филь-

тре водой и сушат, после чего перерабатывают совместно с продуктами аффинажа се-

ребра.

2.2.1.6 Гидрометаллургическое рафинирование

Процесс включает следующие стадии:

- растворение лигатурного золота;

- денитрация;

- фильтрация, разбавление и выдерживание (отстаивание) растворов с целью

осаждения серебра с последующей тонкой фильтрацией;

- осаждение порошка золота из растворов пентаоксодисульфатом динатрия

(Na2S2O5) или сульфитом натрия (Na2SO3);

- отмывка порошка золота, сушка, плавка;

- переработка маточных растворов, содержащих золото и МПГ.

Денитрация растворов - это удаление нитрат-ионов из раствора, полученного в

результате растворения лигатурного золота в царской водке. Она проводится упарива-

нием с концентрированной соляной кислотой до получения влажных солей либо добав-

лением карбамида (мочевины).

Серебро в растворах, полученных в результате денитрации, а также при электро-

химическом растворении золота содержится виде комплекса H[AgCl2], который при низ-

кой кислотности разрушается по реакции:

H[AgCl2] → HCl+ AgCl↓.

Осадок хлорида серебра по мере накопления снимают с фильтра и направляют

на операцию аффинажа серебра.

2.2.1.6.1 Осаждение золота

Золото из солянокислых растворов селективно выделяют действием сульфита

натрия или пентаоксодисульфа динатрия:

2H[AuCl4] + 3Na2SO3 + 3H2O → 2Au↓ + 3Na2SO4 + 8HCl,

4H[AuCl4] + 3Na2S2O5 + 9H2O → 4Au↓ + 16HCl + 3Na2SO4 + 3H2SO4.

Восстановление золота проводят в реакторах. Осадок золота отфильтровывают и

промывают на фильтре. Промытый осадок сушат, взвешивают и направляют на плавку

с целью получения готовой продукции.

Продуктами процесса гидрометаллургического рафинирования золота являются:

- отработанный раствор;

- маточный раствор;

- промывные воды;

- газовая фаза.

Отработанный раствор, маточные растворы и промывные воды от осаждения зо-

лота поступают на доосаждение золота в осадительный реактор.

Доосажденное золото фильтруют и без отмывки передают на растворение оче-

редных партий золота либо сушат и передают на плавку лигатурного золота. Маточные

растворы доосаждения золота направляют на очистку, а газовая фаза поступает на га-

зоочистку.

2.2.1.7 Получение готовой продукции

Катодное золото или золотой порошок плавят и разливают в слитки или в гранулы.

Гранулы используют для изготовления мерных слитков или для отгрузки потребителю.

Полученная готовая продукция должна соответствовать по химическому составу,

форме, массе, маркировке, качеству поверхности требованиям государственных стан-

дартов.

2.2.1.7.1 Плавка слитков

Металл, предназначенный для плавки слитков, загружают в тигель, расплавляют,

доводят до стабильного расплава и разливают в графитовые или чугунные изложницы.

Для получения гладкой и чистой поверхности слитков, применяют графито-шамотовые

крышки или крышки из диоксида циркония, предварительно разогретые в селитовой

печи, с постоянным покрытием поверхности металла пламенем газовой горелки до окон-

чания процесса кристаллизации. При розливе металла в слитки от каждой плавки (садки)

отбирают одну огненно-жидкую пробу. Пробу отбирают между первым и вторым розли-

вом, отливая часть расплавленного металла в изложницу специальной формы.

Сплавленные слитки зачищают и производят набивку серии и номера слитка, года

выпуска, товарного знака предприятия и надписи «РОССИЯ». После получения анализа

на слитки готовой продукции набивают марку, проверяют внешний вид и передают на

взвешивание и упаковку.

2.2.1.7.2 Плавка гранул аффинированного золота

При розливе гранул аффинированного золота часть расплавленного металла, по-

ступившего на плавку готовой продукции, разливают в специальную емкость, заполнен-

ную проточной водой, направляя струю расплавленного металла на специальный пруток

(деревянный, винипластовый, полиэтиленовый). При этом отбирается отдельная ог-

ненно-жидкая проба на гранулы, если это была отдельная плавка либо одна огненно-

жидкая проба, взятая между розливом стандартных слитков и розливом в гранулы.

По окончании плавки гранулы затаривают в противни и сушат в сушильном шкафу.

После получения результатов анализа гранулы, соответствующие требованиям, просе-

ивают, взвешивают, затаривают и передают на взвешивание и упаковку либо на плавку

мерных слитков.

2.2.1.7.3 Плавка мерных слитков

Исходным сырьем для отливки мерных слитков служат гранулы аффинированного

золота. Для плавки мерных слитков набирают навески нужного номинала, загружают в

огнеупорные тигли и устанавливают в селитовые или индукционные печи. Розлив ме-

талла ведут в предварительно обработанные и подогретые изложницы. Для получения

гладкой и чистой поверхности слитков применяют пламя газовой горелки (пропан-воз-

дух), обеспечивающее медленную и равномерную кристаллизацию.

Для выполнения анализа отбирают среднюю пробу от всех навесок, набранных в

день плавки. Пробу плавят в режиме плавки слитков. Полученные слитки нумеруют и

зачищают. После получения результатов анализа проверяют внешний вид мерных слит-

ков и передают на взвешивание и упаковку.

2.2.1.7.4 Получение штампованных мерных слитков

Пластины, предназначенные для изготовления штампованных мерных слитков,

плавят в режиме плавки мерных слитков номиналом 1000 или 500 г. Для выполнения

анализа отбирают среднюю пробу от всех навесок, набранных в день плавки. Пробу пла-

вят в режиме плавки мерных слитков, расплавленный металл выливают в специальную

пробницу, зачищают, маркируют и передают для отбора лабораторной и контрольной

проб.

Полученные пластины зачищают от шлака и прокатывают на прокатном стане до

толщины, соответствующей необходимому номиналу. После проката пластин из них вы-

рубают заготовки на вырубном прессе. Осматривают внешний вид каждой заготовки, за-

чищают, взвешивают.

Остатки вырубки, опиловку после завершения работы передают на хранение.

Штамповку проводят на гидравлическом прессе, используя штамп на соответствующий

номинал. Перед каждым шагом штамповки поверхность пуансона и выталкивателя обез-

жиривают этиловым спиртом. На каждый изготовленный слиток набивают шифр и номер

слитка, используя пневмогидравлический штамповочный пресс. После нумерации

слитка проводят контрольное взвешивание и, при необходимости, доводят вес слитка

до требуемых номиналов согласно рабочей инструкции по производству мерных слит-

ков.

Слитки, прошедшие проверку внешнего вида, передают на взвешивание и упа-

ковку.

2.2.2 Технология производства серебра

Технологический процесс аффинажа серебра выполняется электрохимическим

методом с последующей плавкой полученного металла и получением готовой продук-

ции.

При электролитическом рафинировании серебра в качестве растворимого анода

используют рафинируемый серебряный сплав. Электролитом служит водный раствор

нитрата серебра в азотной кислоте. Технологический процесс электролитического ра-

финирования серебра включает несколько стадий:

- получение анодов;

- приготовление электролита;

- электролиз;

- цементация;

- плавка для получения анодов, слитков, гранул, пластин;

- доработка растворов электролиза.

2.2.2.1 Лигатурная плавка

Лигатурная плавка проводится для получения сплава такого состава, который при-

годны для выполнения процесса аффинажа серебра. Сырьем для лигатурной плавки

служит приемное сырье, а также оборотные серебросодержащие материалы.

2.2.2.1.1 Плавка лигатурного металла

Плавке подвергают лигатурный металл с различной массовой долей серебра и

примесей: слитки приемного и оборотного серебра, промпродукты производств золота и

серебра, отливки, полученные в результате плавки отходов производства. С целью по-

лучения анодов, соответствующего по составу требованиям, предъявляемым к сплавам

для основного или предварительного электролиза и доработки, в процессе плавки пром-

продукты легируют на заданный рассчитанный состав.

Плавку проводят в индукционных печах без добавления флюсов до состояния ста-

бильного расплава, снимают шлак и производят розлив металла в чугунные изложницы.

Анодные изложницы, а также пробную изложницу, перед розливом расплава металла и

отбором огненно-жидкой пробы предварительно смазывают антипригарной смазкой.

Анод представляет собой отливку в виде пластины со специальными прили-

вами - ушками. Размеры анодов должны соответствовать форме и размеру электро-

лизной ванны. Розлив расплава металла осуществляют в анодные изложницы с помо-

щью разливочного графитового тигля. Полученные аноды выбивают из изложниц, зачи-

щают от шлака, заусениц, а затем клеймят, набивая номер и серию слитка, взвешивают

и направляют на электролиз.

2.2.2.1.2 Плавка восстановленного серебра

Восстановленное серебро, полученное в процессе аффинажа золота, плавят под

слоем флюсов (кальцинированной соды с небольшим добавлением буры) и разливают

в анодные или слитковые изложницы. В дальнейшем полученные слитки используют

для легирования анодов.

2.2.2.2 Электролитическое рафинирование

В качестве электролита при электролизе серебра применяют водный раствор нит-

рата серебра, содержащий свободную азотную кислоту. Электролит готовят растворе-

нием высокопробного серебра в растворе азотной кислоты. Полученный раствор нит-

рата серебра фильтруют, при необходимости разбавляют водой и используют в каче-

стве рабочего электролита электролиза серебра.

В процессе растворения лигатурного серебра при приготовлении электролита по-

лучают:

- электролит;

- шлам золотой;

- газовую фазу и пары, содержащие драгоценные металлы;

- остатки анодов.

Электролиз серебра основан на анодном растворении материала под действием

электрического тока в растворе нитрата серебра, содержащем свободную азотную кис-

лоту:

Ag⁰ - ē → Ag⁺,

и осаждении серебра на катоде:

Ag⁺ + ē → Ag⁰ Е0 = + 0,799 В.

Процесс электролиза можно рассматривать в следующей электрохимической си-

стеме:

Ag⁺│AgNO3, HNO3, H2O, примеси│^-Ag, примеси.

Примеси с более электроположительным потенциалом выпадают в шлам.

2.2.2.2.1 Основной электролиз

В ваннах основного электролиза проводится электролитическое рафинирование

серебра с целью получения готовой продукции, соответствующей требованиям государ-

ственных стандартов.

В ванны завешиваются аноды, электролитом служит раствор азотнокислого сере-

бра. Перемешивание электролита в ванне осуществляется сжатым воздухом. В про-

цессе электролиза контролируются плотность тока, напряжение на ванне, температура

электролита, выход по току (катодный). В процессе электролиза электролит обедняется

серебром и обогащается примесями, поэтому его постоянно заменяют.

В результате процесса основного электролиза получают:

- кристаллическое серебро, которое отправляют на плавку в готовую продукцию;

- остатки анодов, которые переплавляют в аноды основного электролиза;

- отработанный электролит, направляемый на очистку;

- шлам золотой;

- отработанные диафрагмы;

- газовую фазу.

Полученное кристаллическое серебро счищают с катода и по мере необходимости

утрамбовывают на дне электролизной ванны. Выгрузку кристаллического серебра из

электролизных ванн основного электролиза производят периодически, по мере накопле-

ния кристалла в ванне (кристалл не должен соприкасаться с диафрагмами и катодами).

2.2.2.2.2 Предварительный электролиз

Аноды, из которых нельзя получить готовую продукцию серебра, отвечающего

всем необходимым требованиям, направляют на стадию предварительного электро-

лиза.

В процессе предварительного электролиза получают:

- кристаллическое серебро, которое направляют на плавку в аноды основного

электролиза;

- остатки анодов, которые плавят в аноды предварительного электролиза;

- золотой шлам;

- отработанные диафрагмы;

- отработанный электролит, который направляют на переработку на ваннах до-

работки;

- газовую фазу.

Выгрузку кристаллического серебра из ванн предварительного электролиза также

производят периодически.

Кристаллическое серебро промывают, сушат и направляют на легирование и

плавку в аноды на соответствующую стадию электролиза или в готовую продукцию.

Остатки анодов зачищают щетками от шлама, промывают водой от электролита

и шлама, легируют кристаллами, полученными в результате предыдущей стадии элек-

тролиза, и плавят в аноды для стадии, в процессе которой остатки были получены.

Анодный шлам, полученный в процессе электролиза от зачистки и замывки водой

остатков анодов и диафрагм, по мере накопления направляют на переработку. Перера-

ботку анодного шлама производят с целью удаления из шлама серебра и примесей и

обогащения шлама по золоту.

Отработанные растворы, полученные в процессе переработки шламов, направ-

ляют на доработку с целью перевода примесей, находящихся в растворах, в нераство-

римые соединения и последующего отделения нитрата серебра. Полученный при этом

осадок, содержащий оксиды и основные соли МПГ, меди, висмута, свинца, теллуриды и

селениды серебра в виде пульпы помещают в реактор и обезмеживают концентриро-

ванной азотной кислотой. Обезмеженный осадок фильтруют, промывают, сушат и

направляют на получение концентрата МПГ.

2.2.2.2.3 Сорбционная очистка электролита от платины и палладия

Во время проведения процесса электролиза серебра металлы платиновой группы,

содержащиеся в анодах в значительных количествах, переходят в электролит, накапли-

ваются в нем и соосаждаются вместе с серебром на катоде, вследствие чего происходит

«заражение» катодного серебра. Соосаждение серебра, платины и палладия в процессе

электролиза серебра накладывает ограничения на используемую силу тока и содержа-

ние платины и палладия в аноде, так как увеличение указанных технологических пара-

метров ведет к повышению концентрации платины и палладия в электролите. Техноло-

гия сорбционной очистки электролита позволяет поддерживать производительность

электролиза анодов с высоким суммарным содержанием платины и палладия на уровне

производительности электролиза на анодах Доре с сохранением высокого качества по-

лучаемого катодного серебра за счет постоянного удаления платины и палладия из элек-

тролита.

Удаление платины и палладия осуществляется за счет непрерывной циркуляции

электролита через неподвижный слой сорбента, размещенного в сорбционной уста-

новке. Платина и палладий улавливаются сорбентом, после чего ценные компоненты

элюируют из него, и эдюат (десорбат) направляют на дальнейшую переработку в аффи-

наже платины и палладия. Очищенный от платины и палладия электролит, выходящий

из сорбционной установки, поступает в электролизные ванны, где вновь насыщается

платиной и палладием - и цикл очистки повторяется в непрерывном режиме.

2.2.2.2.4 Электроэкстракция серебра

Электроэкстракция - электролиз с нерастворимым анодом. При таком варианте

электролиза извлечение серебра происходит непосредственно из раствора (отсутствует

растворение серебряных анодов).

Электроэкстракция серебра основана на катодном восстановлении серебра:

Ag⁺ + e → Ag^o.

И анодном окислении воды с образованием кислорода

2Н2О - 4 e → 4H⁺ + О2.

Кроме того, на аноде могут происходить процессы окисления одновалентных ионов

серебра до серебра двух и трехвалентной формы:

Ag⁺ - e → Ag²⁺,

Ag⁺ - 2 e + H2O → AgO⁺ + 2H⁺.

Для получения марочного серебра методом электроэкстракции большое значение

имеет чистота электролита. Необходимо учитывать, что в электроэкстракции важны не

столько абсолютные значения концентраций, сколько соотношения концентраций при-

месных элементов и серебра, данное обстоятельство связано с технологической специ-

фикой процесса, а именно с тем, что концентрации примесных элементов при электро-

экстракции практически не изменяются, а концентрация серебра существенно снижа-

ется, поэтому при реализации процесса электроэкстракции, концентрацию серебра в

оборотном электролите поддерживают на уровне не ниже 50 г/дм³.

Еще один важный параметр, который нельзя не учитывать, - это кислотность

электролита. В процессе электроэкстракции она увеличивается пропорционально сни-

жению серебра в электролите. Рабочим диапазоном концентраций кислоты в электро-

лите является диапазон значений 10-70 г/дм³, в противном случае, интенсифицируется

процесс обратного растворения серебра с катода, что снижает выход по току и увеличи-

вает экологическую нагрузку на участок (выделение NOx).

Получение марочного серебра на основе сплавов Доре методом электроэкстрак-

ции предполагает несколько технологических операций, взаимосвязь между которыми

представлена на рисунке 2.7, а в таблице 2.1 приведены базовые условия метода.

Рисунок 2.7 - Схема получения марочного серебра методом электроэкстракции

Таблица 2.1 - Базовые условия для получения марочного серебра методом электро-

экстракции

Последствия при

Технологический

Операция для выпол-

Требование

риск при несоблюде-

несоблюдении

нения требования

нии требований

требований

Фракционный состав

Недовскрытие

Некондиционное

Измельчение

(-500 ÷ +125) мкм

материала

HO-Au

Примесный состав

Окислительное ра-

Грязный электролит

Некондиционное Ag

электролита

финирование

Обводнение, увели-

Высокая кислотность:

Увеличение затрат

АЗКР

чение солевого фона

C(HNO3) > 50 г/дм3

на переработку

электролита

Низкая кислотность:

Недовскрытие мате-

Некондиционное

АЗКР

C(HNO3) > 50 г/дм³

риала

HO-Au

2.2.2.3 Изготовление готовой продукции

Кристаллическое и прочее аффинированное серебро (возврат слитков с дефек-

тами внешнего вида, приемный металл, прокат и др.) плавят и разливают в слитки или в

гранулы. Гранулы используют для изготовления мерных слитков или отгрузки потреби-

телю.

2.2.2.3.1 Плавка в стандартные слитки

После установления марки в соответствии с ГОСТ 6836-2002 [23] металл загру-

жают в тигель, расплавляют и разливают в изложницы. При розливе металла в слитки

от каждой плавки (садки) отбирают одну огненно-жидкую пробу. Пробу отбирают, отли-

вая часть расплавленного металла в изложницу специальной формы. Сплавленные

слитки зачищают и производят набивку серии и номера слитка, года выпуска, товарного

знака и надписи «РОССИЯ». После получения анализа на слитки готовой продукции

набивают марку, проверяют внешний вид и передают на взвешивание и упаковку.

2.2.2.3.2 Плавка гранул аффинированного серебра

Для получения аффинированного серебра в виде гранул расплавленный металл

разливают тонкой струей в специальную емкость, заполненную проточной водой,

направляя струю расплавленного металла на специальный пруток (деревянный, вини-

пластовый, полиэтиленовый). Полученные гранулы сушат при периодическом переме-

шивании. После получения результатов анализа гранулы просеивают через сито с раз-

мером ячеек 10 мм, взвешивают, затаривают и передают на упаковку либо на плавку

мерных слитков. Для изготовления серебряного проката отливку металла производят в

специальные вертикальные изложницы.

2.2.2.3.3 Изготовление мерных слитков

Металлом для отливки мерных слитков служат гранулы аффинированного сере-

бра (см. предыдущий раздел). Для плавки мерных слитков набирают навески нужного

номинала, загружают в огнеупорные тигли и устанавливают в селитовые или индукцион-

ные печи. Розлив металла ведут в предварительно обработанные и подогретые излож-

ницы. Получение гладкой и чистой поверхности слитков обеспечивается за счет пламени

газовой горелки (пропан-воздух).

Для выполнения анализа отбирают среднюю пробу от всех навесок, набранных в

день плавки. Пробу плавят в режиме плавки слитков.

Полученные слитки нумеруют и зачищают. После получения результатов анализа

проверяют внешний вид мерных слитков и передают на взвешивание и упаковку.

2.2.2.3.4 Изготовление серебряных анодов и пластин

Изготовление серебряных анодов и другого проката аффинированного серебра

осуществляется из специально отлитых серебряных пластин. Химический состав, гео-

метрическая форма, толщина, маркировка и внешний вид серебряных анодов должен

соответствовать заданным требованиям.

Серебряный прокат получают путем проката литых серебряных пластин на про-

катном стане до необходимой толщины, разметки пластины и вырубки на гильотине (или

на вырубном штампе) необходимой геометрической формы.

2.3 Оборудование аффинажных заводов

Сведения о типичном оборудовании аффинажных заводов, на котором реализу-

ются основные и вспомогательные процессы производства драгоценных металлов, при-

ведены в приложении Г. Там же сведена воедино информация об оборудовании для

очистки газов. Следует отметить, что для решения конкретных технологических задач

отдельные виды оборудования производятся непосредственно на предприятиях.

2.4 Действующие технологии производства драгоценных

металлов в Российской Федерации

В настоящее время все аффинажные предприятия Российской Федерации произ-

водят золото и серебро и четыре (ОАО «Красноярский завод цветных металлов имени

В. Н. Гулидова», АО «Екатеринбургский завод по обработке цветных металлов», ЗАО

«Уральские инновационные технологии» и АО «Приокский завод цветных металлов»)

осуществляют также аффинаж МПГ.

На рисунке 2.8 приведена технологическая схема сорбционной технологии полу-

чения концентратов МПГ из растворов. Очевидно, что основным сырьем здесь служат

медные шламы, а конечной продукцией - золото в слитках, серебро в слитках, концен-

трат МПГ (и теллур). Следует отметить, что на данном предприятии - единственном в

отрасли - внедрена сорбционная технология получения концентратом МПГ из раство-

ров после растворения серебра.

Технологии производства золота и серебра сегодня включают все основные ста-

дии, указанные в 2.1-2.3, а именно получение лигатурных сплавов после опробования

сырья, электролиз и получение готовой продукции, однако отдельные промежуточные

стадии могут несколько различаться. Это касается способов вскрытия лигатурных спла-

вов (электрохимическое растворение, растворение в царской водке, гидрохлорирова-

ние) и выделения золота из растворов (электролиз или химическое восстановление).

2.5 Описание экономических аспектов применяемых технологий,

методов, решений

В настоящем разделе рассмотрены вопросы, касающиеся оценки затрат промыш-

ленных предприятий по производству драгоценных металлов - аффинажных заводов

- на реализацию отдельных природоохранных мероприятий, в том числе на приобре-

тение, монтаж, наладку и эксплуатацию оборудования, которое обеспечивает сокраще-

ние эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду.

Приводимые данные получены из различных источников: от предприятий, постав-

щиков технологий и оборудования, консультантов. Использованы открытые данные, по-

черпнутые из сети Интернет, корпоративных докладов и отчетов, научно-технической

литературы и др. Однако эта информация не является универсальной и не может быть

использована для достоверной оценки необходимых будущих вложений каждого кон-

кретного предприятия в технологии и оборудование, которые позволят сократить вы-

бросы загрязняющих веществ в окружающую среду. Она отражает лишь примерный мас-

штаб необходимых затрат для реализации природоохранных мероприятий.

Зачастую имеющиеся данные не позволяют дифференцировать затраты по от-

дельным их компонентам, т. е. разделить общую сумму на затраты, относящиеся к при-

родоохранным мероприятиям, и на затраты, связанные с общей модернизацией произ-

водства и пуско-наладочными работами. Таким образом, оценка фактического объема

ресурсов, направленных на охрану окружающей среды, крайне затруднительна, по-

скольку природоохранные мероприятия, как правило, сопряжены с производственным

процессом. Единственными чистыми затратами являются затраты и технологии, кото-

рые не имеют иных целей, кроме как уменьшение и предотвращение эмиссий загрязня-

ющих веществ в окружающую среду.

Однако само по себе наличие более детальной информации не является одно-

значной гарантией применимости имеющихся сведений для оценки требуемых предпри-

ятиям вложений в технологии и оборудование природоохранного значения. Помимо мас-

штаба предприятия и особенностей технологического процесса производства драгоцен-

ных металлов, существенное влияние на потенциальные расходы оказывают и другие

факторы:

- логистика и развитость транспортной инфраструктуры, оказывающие непо-

средственное воздействие на поставку материалов и продукции;

- прямые операционные издержки, связанные, например, с особенностями тру-

дового законодательства и местного рынка труда, климатическими условиями, удален-

ностью отдельных цехов и участков, наличием и стоимостью энергии и инфраструктуры,

специальными требованиями по охране окружающей среды;

- расходы, связанные со сбытом и доступом на рынок, на масштаб которого вли-

яет также развитость транспортной инфраструктуры, климатические условия, структура

рынка и ограничения, обусловленные выходом на новые рынки;

- принципиально важна для производства драгоценных металлов конъюнктура

рынка: стоимость сырья и используемых в производстве материалов, цена конечной

продукции и ее динамика, объем спроса и возможности для расширения производства;

- индивидуальные особенности конкретного инвестиционного проекта: график и

протяженность инвестиций во времени, условия поставки и различные сроки эксплуата-

ции оборудования, доступность энергетической и иной инфраструктуры, процентная

ставка и доступность кредитных ресурсов, корпоративная структура.

Указанные факторы свидетельствуют о том, что полные и достоверные экономи-

ческие расчеты возможны только с учетом местных условий и ключевых параметров,

влияющих на финансовые показатели предприятий.

В настоящее время в Российской Федерации немаловажную роль в оценке досто-

верности сведений о затратах аффинажных предприятий оказывает высокая волатиль-

ность валютных и финансовых рынков. Поэтому требуется корректировка данных, ибо

годовая процентная ставка, расходы на ссудные выплаты, уровень инфляции и валют-

ные курсы в текущий момент времени могут быть несопоставимы с условиями, в которых

ранее предприятия осуществляли соответствующие вложения.

Необходимо принимать во внимание и тот факт, что затраты на модернизацию

предприятия, с одной стороны, могут содержать значительный валютный вклад, связан-

ный с приобретением, монтажом, наладкой и зачастую эксплуатацией природоохранного

и иного оборудования (и технологий). Ввиду существенного изменения курса валют в

рублевом эквиваленте этот вклад значительно увеличивается. С другой стороны, руб-

левые затраты на строительство, приобретение работ и услуг на местном рынке, адми-

нистративные расходы подвержены инфляции. Все это важно учитывать при оценке бу-

дущих затрат на модернизацию предприятия и его экологическую результативность.

Нельзя не считаться с тем, что строительство отдельных объектов затягивается на годы

с момента выделения средств, инфляция влияет на заработную плату, растут админи-

стративные расходы и стоимость материалов, следовательно, объем затрат увеличива-

ется по сравнению с первоначально утвержденным.

Подытоживая вышесказанное, важно подчеркнуть, что фактические расходы на

внедрение природоохранных мероприятий и технологий в производство драгоценных

металлов зависит от общей экономической ситуации, налогового режима, доступности

финансовых ресурсов, наличия льгот и субсидий, конкретного предприятия и конкрет-

ного оборудования.

Ресурсы, которые предприятие может направить на модернизацию производства

и реализацию природоохранных мероприятий, зависят в первую очередь от конъюнк-

туры рынка драгоценных металлов. На этом рынке отдельные предприятия не имеют

возможности влиять на цену конечной продукции и хотя бы частично компенсировать

затраты на внедрение эффективных технологий и реализацию природоохранных меро-

приятий. Они не могут также переложить часть своих издержек на поставщиков сырья за

счет снижения ими цен на сырье. Цены на драгоценные металлы регулируются котиров-

ками на Лондонской бирже металлов (исключение - палладий, поскольку Российская

Федерация является основным производителем палладия в мире и может влиять на

конъюнктуру рынка). Отсюда можно заключить, что затраты предприятий могут быть

компенсированы практически единственным способом - за счет увеличения объемов

производства.

Средства, выделяемые на экологические мероприятия различного рода, неиз-

бежно приводят к увеличению эксплуатационных расходов, но, как правило, не дают та-

кого повышения эффективности производственного процесса, которое может быть по-

лучено в результате внедрения мер, направленных на коренную модернизацию произ-

водственного процесса. Вместе с тем такой подход связан со значительными капиталь-

ными вложениями, остановкой производства и прочими негативными факторами.

Собственный экономический потенциал природоохранных мероприятий незначи-

телен. Сюда можно отнести и внедрение малоотходных технологий, и производство по-

бочной продукции, и полезное использование отходов, образующихся в основном про-

изводстве. Однако производство побочных продуктов не имеет устойчивого спроса, по-

тенциал выхода на внешние рынки практически бесперспективен с экономической точки

зрения. Затраты же на такое производство неизбежны, поскольку существует необходи-

мость поддержания оборудования в рабочем состоянии, выделения средств на матери-

алы и энергию.

Таким образом, с точки зрения возмещения затрат наиболее целесообразны ком-

плексные меры, предусматривающие экологическую модернизацию производства с пе-

ренастройкой производственного процесса в целом, оптимизацией отдельных его зве-

ньев и расширением объемов производства.

Ниже приводятся данные о природоохранных мероприятиях, проводимых пред-

приятиями - производителями драгоценных металлов и затратах на них. Следует ого-

вориться, что по большинству заводов, которым разрешен аффинаж драгоценных ме-

таллов, какая-либо информация о природоохранных мероприятиях отсутствует. Некото-

рые предприятия официально подчеркивают важность и социальную ответственность

своих коллективов за сохранение окружающей среды и стремление максимально сни-

зить негативное воздействие на природу. Созданы аккредитованные лаборатории, ос-

новным направлением деятельности которых является контроль за содержанием вред-

ных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, сточных водах, в почвенном по-

крове. В целях предотвращения негативного воздействия деятельности предприятий

устанавливаются нормативы допустимого воздействия на окружающую среду. Контроль

за соблюдением установленных нормативов осуществляется уполномоченными орга-

нами государственной власти в рамках своих компетенций.

Деятельность аффинажных предприятий по сбору, транспортировке, обработке,

утилизации, обезвреживанию, размещению отходов I-IV классов опасности подлежит

лицензированию. Обращение с отходами осуществляется в соответствии с установлен-

ными требованиями природоохранного законодательства. Замкнутый технологический

цикл, современная система очистки газов, охватывающая все технологические про-

цессы, систематический контроль соблюдения параметров процесса аффинажа - вот

три главных фактора, которые обеспечивают надежную защиту природы.

На предприятиях действует система экологического менеджмента в соответствии

с ISO 14000. Так, в АО «Кыштымский медеэлектролитный завод» решены следующие

экологические проблемы:

- введена в строй насосная станция оборотной воды и градирен, что позволило

организовать замкнутый цикл водоснабжения предприятия;

- установлены новые фильтр-прессы (производства Италии) для очистки про-

мышленных стоков, ливневых стоков;

- на вытяжных вентиляциях медеплавильного и электролизного цехов постав-

лены импульсные рукавные фильтры, гальванические волокнистые фильтры, скруб-

беры, каплеуловители (производства России и Финляндии), что обеспечивает допусти-

мый уровень концентраций пыли, аэрозолей меди, никеля, свинца, серебра, серной кис-

лоты в выбросах в атмосферный воздух;

- котельные используют природный газ вместо мазута, за счет чего снизилось

содержание в выбросах угарного зава, оксидов азота, диоксида серы;

- смонтированы камеры дожига газов с целью снижения содержания в газовых

выбросах оксида углерода и углеводородов.

К сожалению, конкретные показатели затрат на столь важные природоохранные

мероприятия на данном заводе отсутствуют.

Раздел 3 Воздействие на окружающую среду

3.1 Общая характеристика производства

На рисунке 3.1 представлена типовая схема производства драгоценных метал-

лов - золота и серебра. Фактически она включает три основные стадии:

- приемка сырья и его опробование;

- электролитическое рафинирование с получением катодного металла;

- плавка кристаллического золота (серебра) с получением слитков и гранул.

Безусловно, эти три стадии сопровождаются промежуточными операциями, без

которых невозможна реализация процесса в полном объеме, как-то:

- получение лигатурных сплавов;

- очистка технологических растворов;

- переработка отходов производства (шлаки, пыли, кеки);

- пыле- и газоочистка.

На каждом предприятии есть свои приемы переработки, которые дополняют дан-

ную схему. Так, например, переработка золотосодержащего сырья может включать гид-

рометаллургические стадии растворения лигатурных сплавов в царской водке или мето-

дом гидрохлорирования; пирометаллургический процесс Миллера, обеспечивающий

удаление основной массы серебра и цветных металлов, сопутствующих золоту, плавку

бедных серебросодержащих материалов с флюсами и получение сплавов, пригодных

для аффинажа методом электролиза.

хранения, приготовление рабочих растворов устанавливаются в специальных инструк-

циях, строгое соблюдение которых является неотъемлемой частью организации общего

технологического процесса. Помещения, в которых выполняются работы с драгоцен-

ными металлами, являются режимными и оборудованы в соответствии с требованиями

режима обеспечения сохранности и конфиденциальности. Все они оборудованы при-

точно-вытяжной вентиляцией с локальными отсосами от печей, реакторов и другого

вспомогательного оборудования.

Процесс аффинажа сопровождает служба отдела технического контроля (ОТК),

которая контролирует соблюдение технологических и рабочих инструкций, проводит от-

бор проб и выполняет анализ технологических растворов и промежуточных продуктов

аффинажа.

3.2 Материальный и энергетический баланс процесса

производства драгоценных металлов

3.2.1 Сырье, поступающее на переработку

Современный завод по производству драгоценных металлов перерабатывает в

среднем от 150 до 2500 кг сырья в сутки.

Исходным сырьем для получения драгоценных металлов служит:

- содержащее драгоценный металл сырье, добытое из недр, и содержащие дра-

гоценный металл материалы (лигатурное золото в виде слитков, самородное золото), а

также промежуточные продукты обогатительно-металлургического производства

(шламы, катодные осадки, цинковые осадки);

- содержащее драгоценный металл вторичное сырье - лом и отходы, получен-

ные в результате использования драгоценного металла при производстве из него гото-

вой продукции, в технике и быту (ювелирный лом, лом радиоэлектронной аппаратуры),

собираемые (сдаваемые) для последующей переработки и частично переработанные;

- аффинированные драгоценные металлы - золото или серебро в виде стан-

дартных или мерных слитков, анодов с маркировкой, нанесенной аффинажными орга-

низациями-производителями, либо в виде гранул в таре, опечатанной пломбами органи-

зации-изготовителя, и имеющих соответствующие документы качества.

Перед проведением приемного опробования проверяется радиационный фон по-

ступившего сырья, проводится контроль содержания магнитных компонентов, отбира-

ется проба и выполняется лабораторный анализ на определение массовой доли ртути,

мышьяка, сурьмы, свинца.

Схема материальных потоков производства драгоценных металлов представлена

на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Схема материальных потоков производства драгоценных металлов

3.2.2 Оборотные продукты

Помимо приемного исходного сырья, которое в зависимости от состава и содер-

жания в них драгоценных металлов подвергается либо приемной, либо лигатурной

плавке, в процессе участвуют и оборотные продукты. К ним относятся промпродукты

производств золота и серебра (шламы электролиза серебра, остатки анодов электро-

лиза золота и серебра, оборотные остатки катодного золота, цементное золото после

осаждения из маточных растворов), отливки, полученные в результате плавки отходов

производства. В процессе плавки шихту легируют, добавляя серебряный или медный

лом либо порошок этих металлов, на заданный состав по расчету с целью получения

анодов, соответствующего по составу требованиям, предъявляемым к сплавам для ос-

новного или предварительного электролиза и доработки (рисунок 3.2).

3.2.3 Вспомогательные материалы и реагенты

В производстве драгоценных металлов используются пирометаллургические, гид-

рометаллургические, электрохимические процессы, без которых их реализация невоз-

можна. К ним относятся: соляная кислота и азотная кислота (растворение, выщелачива-

ние, электролиз), хлор (гидрохлорирование, процесс Миллера, аффинаж МПГ), серная

кислота (выщелачивание, электролиз), кальцинированная сода, бура, сажа, кремнезем,

медный порошок (плавка приемная и лигатурная), аммиак, хлорид аммония (аффинаж

МПГ), пиросульфит натрия, сульфат железа(II), нитрит натрия, гидроксид натрия (аффи-

наж золота и МПГ), гидразин гидрат, мочевина, персульфат аммония, железный порошок

(переработка отходов, цементация).

Кроме указанных реагентов, необходимы вспомогательные материалы, без кото-

рых невозможно осуществлять производство: фильтры бумажные и тканевые, салфетки,

мешки, фильтры, газы в баллонах (кислород, пропан, аргон), изложницы, электроды и

подобные материалы.

Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 кг драгоценных метал-

лов - 0,92 т.

3.2.4 Потребление энергии

Производство драгоценных металлов не является ресурсо- и энергоемким про-

цессом. Средний удельный расход электроэнергии за 2020 год составил 7,1 кВт/кг.

В производстве драгоценных металлов используются такие виды топлива, как

природный газ, дизельное топливо, мазут, кокс и др. Удельный расход топлива -

17,7 кг/кг драгоценных металлов.

Дополнительно данные по ресурсной и энергоэффективности, включая удельный

расход сырья, электроэнергии и топлива, приведены в приложении В.

3.3 Эмиссии

В результате реализации технологических процессов получения драгоценных ме-

таллов и протекания различных химических реакций образуются газообразные продукты

(газовые эмиссии, выбросы), отработанные растворы (сбросы), содержащие следы дра-

гоценных металлов, и отходы производства, которые должны быть переработаны и ути-

лизированы. Кроме того, практически на всех технологических переделах принципи-

ально возможны выбросы пыли, содержащей следы металлов. летучих соединений ме-

таллов и летучих органических веществ.

В результате анкетирования предприятий, имеющих право осуществлять аффи-

наж драгоценных металлов, были собраны данные по выбросам загрязняющих веществ

в атмосферу и выявлены наиболее характерные из них для данной отрасли промыш-

ленности (таблица 3.1).

3.3.1 Газовые выбросы

3.3.1.1 Выбросы оксидов азота

Основными газообразными соединениями, образующимися при аффинаже драго-

ценных металлов, являются оксиды азота (NOx). Их можно дифференцировать на NO и

NO2, хотя это деление на большинстве заводов не осуществляется. Оксиды азота обра-

зуются в гидрометаллургических процессах растворения драгоценных металлов в азот-

ной кислоте (серебро, палладий) и царской водке (золото, платина, палладий), в про-

цессе электролитического рафинирования серебра, при упаривании царсководочных

растворов, при удалении азотной кислоты, при переработке маточных растворов. Ос-

новным антропогенным источником являются процессы горения при температуре выше

1000 °C, поэтому оксиды азота в производстве могут образовываться при горении топ-

лива. Оксиды азота относятся к кислотным газам, и занимают второе место после диок-

сида серы по вкладу в кислотность осадков. ПДК максимальная разовая NO - 0,4 мг/м³,

NO2 - 0,2 мг/м³.

Как правило, выбор методов очистки определяется постоянно меняющимися кон-

центрациями NOx.

Оксиды азота улавливают в скрубберах, причем для их поглощения используют

растворы щелочи или соды. Целесообразно вводить окислитель кислород или пероксид

водорода для окисления малых количеств NO.

Таблица 3.1 - Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ аффинажных предприятий Российской Федерации

Предприятие

Технологический показатель

Загрязняющее вещество

в справочнике ЕС, мг/нм³

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

№ 5

№ 6

№ 7

Итого

Диоксид азота

70-150

Оксид углерода

Хлористый водород

≤ 5-10

Неорганическая пыль с содержанием кремния менее

2-5

20 %, 20-70 %, а также более 70 %

50-100

Диоксид серы

50-480¹⁾

Хлор

0,5-2

Свинец и его соединения, кроме тетраэтилсвинца, в

пересчете на свинец

Оксид азота

70-150

Аммиак

1-3

Взвешенные вещества

Кадмий и его соединения

Диоксид теллура

Керосин

Ртуть и ее соединения, кроме диэтилртути

Серная кислота

Мышьяк и его соединения, кроме водорода мышья-

ковистого

¹⁾ От процессов получения сплава Доре, включая процессы сжигания, обжига и сушки.

ИТС 14-2016

3.3.1.2 Выбросы SO2 и H2SO4

Выбросы диоксида серы для собственно аффинажного производства малохарак-

терны. Они образуются при сгорании топлива и в том случае, когда электролитическое

рафинирование серебра осуществляется в сернокислых электролитах. В то же время

они являются типичными при переработке шламов в процессах обжига (особенно) и вы-

щелачивания и могут достигать около 900 мг/м³ при ПДК максимальной разовой SO2 -

0,5 мг/м³, H2SO4 - 0,3 мг/м³.

Указанные выбросы губительно влияют на здоровье человека, растительный и

животный мир, разрушающим образом действуют на оборудование, сооружения, по-

стройки. Свести выбросы к минимуму позволяет контроль исходного сырья и примене-

ние мокрых скрубберов.

3.3.1.3 Выбросы хлора и HCl

Хлор используют для растворения металлов методом гидрохлорирования, а

также при сухом хлорировании при высоких температурах в процессе аффинажа. Эти

газы образуются в процессах упаривания и электролиза. При упаривании растворов об-

разуется азеотропная смесь с концентрацией примерно 20 масс. %. Этот факт учитыва-

ется на различных переделах. Хлор широко применяется в процессе Миллера. Хлор ути-

лизируют для повторного использования там, где это возможно, например в герметич-

ных ваннах для электролиза золота и МПГ. Скрубберы служат для удаления остаточных

количеств хлора и HCl. ПДК максимальная разовая HCL - 0,2 мг/м³, CL2 - 0,1 мг/м³.

Заметим, что присутствие хлора в сточных водах может привести к образованию

органических соединений хлора, если в них присутствуют растворители и тому подоб-

ные вещества.

3.3.1.4 Выбросы аммиака

Аммиак используют в производстве драгоценных металлов, кроме того, он обра-

зуется в технологических процессах аффинажа МПГ, а также на тех переделах, где при-

меняют соли аммония. Подобно углекислому и угарному газу, он относится к малоопас-

ным веществам (IV класс опасности), его ПДК в воздухе рабочей зоны составляет

20 мг/м³. Повышенная концентрация ионов аммония в воде может быть использована в

качестве индикаторного показателя, отражающего ухудшение санитарного состояния

объекта.

Эффективными процессами утилизации аммиака являются процесс абсорбции

и процесс каталитического окисления аммиака до азота.

3.3.1.5 Выбросы пыли и металлов

Пыль может возникнуть в результате проведения таких операций, как:

- смешение компонентов шихты в смесителе для сыпучих материалов до начала

плавки;

- очистка драгоценных металлов и других металлосодержащих отливок следов

шлака до начала отбора проб или плавки;

- дробление шлака, отработанных тиглей и огнеупорных материалов в дробилке;

- смешение, дробление, просеивание сырья, содержащего драгоценные ме-

таллы, в виде порошков;

- измельчение (дробление) и хранение промежуточных продуктов, полученных

при сушке и прокаливании.

Пыль и металлы принципиально могут выделяться в любых пирометаллургиче-

ских процессах, таких как сжигание, обжиг, плавка и купелирование, присутствовать в

неорганизованных выбросах.

В состав пыли могут входить некоторые металлы и их летучие соединения. Напри-

мер, свинец, который использовали в процессе переработки серебра еще со времен

Средневековья и используют до настоящего времени. Расплавленный свинец является

хорошим растворителем драгоценных металлов, особенно серебра. Свинец, обогащен-

ный драгоценными металлами, окисляется в печах или кислородных конверторах. Кад-

мий, входящий в состав специальных сплавов, концентрируется в пылях. Ртуть в неболь-

ших концентрациях входит, например, в состав зубных амальгам, порошков или шламов,

отходов от растений, аккумуляторных батарей и специальных полароидных пленок. Для

переработки таких материалов целесообразно применять высокотемпературную ди-

стилляцию либо вакуумную дистилляцию.

Важным фактором предотвращения выбросов пыли является герметизация печей

и вторичный сбор из желобов. В некоторых электрических печах как дополнительный

фактор уменьшения выбросов имеются полые электроды.

3.3.1.6 Прочие выбросы

Помимо перечисленных выше компонентов, в газовых выбросах не исключено

присутствие оксида углерода и летучих органических соединений.

Оксид углерода выделяется в результате неполного сгорания топлива. Летучие

органические соединения могут выделяться в процессах экстракции, в процессах плавки

сырья и промпродуктов. Для процессов экстракции объемные расходы потоков, как пра-

вило, невелики, что позволяет использовать герметичные или экранированные реак-

торы и осуществлять сбор и регенерацию растворителей, которые возвращаются в про-

цесс. Кроме того, источником таких веществ является вторичное сырье, содержащее

фрагменты органических полимерных соединений. Это обстоятельство необходимо учи-

тывать и осуществлять сортировку сырья.

3.4 Текущие уровни эмиссий на аффинажных предприятиях

Российской Федерации

Данные по выбросам вредных веществ в зависимости от применяемых способов

производства и технологий на аффинажных предприятиях Российской Федерации при-

ведены в таблицах 3.2-3.9.

Таблица 3.2 - Применяемые технологии и уровни эмиссий на аффинажном предприятии № 1

Наименование этапа

Наименование

Способ

технологического про-

Применяемая

Кср,

Кмакс,

используемого

ЗВ¹⁾

Г, т

производства

цесса (продукт/полупро-

технология

мг/м³

пыле-газоочистного оборудо-

дукт)

вания

1. Золото - гид-

1. Хлорирование (рас-

1. Вскрытие сырья мето-

NOx

61,4

18,1

19,5

Газы проходят локальные си-

рохлорирование

твор после хлорирова-

дом гидрохлорирования

стемы газоочистки, включая

NH3

21,9

4,9

ния).

с последующей филь-

одно- и двухстадийную очистку

2. Восстановление (аф-

трацией пульпы.

в аппартах абсорберах, скруб-

SO2

10,5

1,7

3,3

финированное золото).

2. Восстановление зо-

берах (полых и насадочных),

3. Плавка готовой про-

лота из полученного зо-

70,4

20,1

22,3

капле-отстойниках. После

дукции (золото в слит-

лотосодержащего рас-

этого применяется двухступен-

Cl2

6,6

1,13

2,1

ках)

твора.

чатая пылегазоочистка.

3. Плавление золота. По-

HCl

2,4

0,1

0,8

Первая ступень включает

лучение слитков

шесть электрофильтров типа

КМ-21, установленных парал-

лельно. После первой ступени

газы направляются во вторую

ступень очистки, состоящую из

десяти пенных аппаратов, рас-

положенных также парал-

лельно.

Очищенные газы выбрасыва-

ются в атмосферу через вен-

тиляционную трубу высотой

120 м, с диаметром устья 4 м

Окончание таблицы 3.2

Наименование этапа

Наименование

Способ

технологического про-

Применяемая

Кср,

Кмакс,

используемого

ЗВ¹⁾

Г, т

производства

цесса (продукт/полупро-

технология

мг/м³

пыле-газоочистного оборудо-

дукт)

вания

2. Серебро -

1. Плавка (аноды).

1. Плавка с флюсами на

технология с

2. Электролиз (аффини-

серебрянозолотой сплав,

электроэкстрак-

рованное серебро).

который направляется

цией целевого

3. Плавка готовой про-

на аффинаж.

компонента

дукции (серебро в слит-

2. Электролитическое

ках)

рафинирование серебря-

нозолотого сплава с по-

лучением катодного се-

ребра.

3. Плавка на слитки (при

необходимости)

¹⁾ В анкете предприятие указало данные по выбросам по производству в целом из-за невозможности разделить их на отдельные этапы или по про-

дукции.

Таблица 3.3 - Применяемые технологии и уровни эмиссий на аффинажном предприятии № 2

Наименование

источника выброса

Наименование этапа тех-

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

(объем отходящих га-

нологического процесса

ЗВ¹⁾

Г, т

производства

технология

мг/м³

зов) и используемого

(продукт/полупродукт)

пыле-газоочистного

оборудования

1. Серебро -

Этап 1

Сернокислотное выще-

0,022

2,052

Нет дан-

Дефлектор (0,011

получение се-

лачивание огарков мед-

ных

млн м³) - пресс-

ребряного кон-

ных шламов после окис-

фильтр

Пыль

0,018

1,677

Нет дан-

центрата из

лительного обжига

ных

медно-никеле-

Этап 2

Осаждение серебра из

вых шламов

сернокислых растворов.

Полученный концентрат

направляется на аффи-

наж

Этап 3

Отделение нераствори-

мого остатка фильтра-

цией пульпы, его про-

мывка и сушка

¹⁾ В анкете предприятие указало данные по выбросам по производству в целом из-за невозможности разделить их на отдельные этапы

или по продукции.

Таблица 3.4 - Применяемые технологии и уровни эмиссий на аффинажном предприятии № 3

Наименование источника

Наименование этапа тех-

выброса (объем отходя-

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

нологического процесса

ЗВ

Г, т

щих газов) и используе-

производства

технология

мг/м³

(продукт / полупродукт)

мого пыле-газоочистного

оборудования

1. Золото - цар-

1. Приемная плавка лига-

1. Плавление сырья

Взвеш. в-ва

0,01/ 0,018

сководочный аф-

турного золота (слитки или

СО

0,25/ 0,346

250

400

финаж

гранулы)

Индукционная печь -

0,00001/

SO2

0,011

0,016

фильтр ФВГ-Т-0,37

0,000006

0,0007/

NOx

0,9

1,0

0,0035

2. Плавка золотосодержа-

2. Плавка золотосо-

Взвеш. в-

Индукционная печь -

щих материалов на гра-

держащих материа-

0,047/0,066

19,730

25,860

ва

фильтр ФВГ-Т, ЦБА

нулы (гранулы)

лов

3. Растворение гранул зо-

3. Растворение сырья

NO2

0,65/3,004

743,7

1225

лотых в царской водке (зо-

в царской водке с по-

Реактор растворения -

лотосодержащий раствор)

следующей фильтра-

фильтры ФАВ-2000,

цией полученной

ФВГ-Т-0,37

HCl

0,007/0,012

9,265

пульпы

4. Разрушение азотной

4. Упаривание золо-

кислоты карбамидом (зо-

тосодержащего рас-

лотосодержащий раствор)

твора до полного уда-

ления азотной кис-

Нет данных

лоты

Продолжение таблицы 3.4

Наименование источ-

Наименование этапа тех-

ника выброса (объем от-

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

нологического процесса

ЗВ

Г, т

ходящих газов) и исполь-

производства

технология

мг/м³

(продукт / полупродукт)

зуемого пыле-газоочист-

ного оборудования

5. Осаждение золота аф-

5. Восстановление

Реактор осаждения -

финированного пиросуль-

золота из получен-

Нет данных

фильтры ФАВ-2000,

фитом натрия (аффиниро-

ного золотосодержа-

ФВГ-Т-0,37

ванное золото)

щего раствора

6. Осаждение золота обо-

6. Восстановление

Реактор осаждения -

ротного пиросульфитом

золота из получен-

Нет данных

фильтры ФАВ-2000,

натрия (оборотное золото)

ного золотосодержа-

ФВГ-Т-0,37

щего раствора

7. Цементация драгметал-

7. Цементация золота

Баковая аппаратура -

лов из золотосодержащих

железом

Нет данных

фильтры ФАВ-2000,

растворов железом (в виде

ФВГ-Т-0,37

пластин, трубок) (цементат)

8. Плавка золота в слитки

8. Плавление золота.

0,0007/

NOх

0,9

(золото в слитках)

Получение слитков

0,0035

Взвеш. в-ва

0,01/0,018

6,793

12,987

Индукционная печь -

0,00001/

фильтр ФВГ-Т-0,37

SO2

0,011

0,016

0,000006

0,25/0,346

250

400

2. Серебро - тех-

1. Растворение сереб-

1. Растворение сырья

Реактор растворения се-

нология с элек-

ряно-золотого сплава (зо-

в азотной кислоте

NO2

0,45/2,974

458,237

789,474

ребряно-золотого

троэкстракцией

лотистый шлам, раствор)

сплава - абсорберы, ЦБА

целевого компо-

2. Сорбционная очистка

2. Сорбционная

Ванна электролиза ме-

нента

растворов азотнокислого

очистка полученного

таллов платиновой

серебра от металлов пла-

раствора нитрата се-

0,0025/

группы (0,001 млн м³)

NH3

4,970

8,333

тиновой группы (раствор)

ребра от палладия и

0,034

- фильтр ФВГ-Т-0,37

платины

(выбросы совместные

от этапов 2 и 3)

Продолжение таблицы 3.4

Наименование источ-

Наименование этапа тех-

ника выброса (объем от-

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

нологического процесса

ЗВ

Г, т

ходящих газов) и исполь-

производства

технология

мг/м³

(продукт / полупродукт)

зуемого пыле-газоочист-

ного оборудования

3. Гидролитическая

очистка растворов азотно-

очистка раствора нит-

Реактор гидролитиче-

кислого серебра (раствор)

рата серебра от при-

NO2

0,006/0,34

1,1

1,34

ской очистки - фильтр

месей меди, теллура

ФВГ-Т-0,37

и прочих неблагород-

ных примесей

4. Электроэкстракция се-

4. Электроэкстракция

ребра из электролита про-

серебра из очищен-

Ванна электроэкстрак-

изводства серебра (кри-

ного раствора нит-

ции - фильтр ФВГ-Т

сталлическое серебро)

рата серебра

5. Плавка кристалличе-

5. Плавление катод-

Взвеш. в-

Индукционная печь

0,03/0,018

ского серебра в слитки

ного серебра. Полу-

ва

(0,0026 млн м³) -

(серебро в слитках)

чение слитков

0,035/0,018

31,800

фильтр ФВГ-Т-0,37

3. Серебро -

1. Сульфатизирующая

1. Перевод содержа-

H2SO4

0,016/0,093

12,503

18,750

производство зо-

разварка необезмежен-

щихся в необезме-

лотосеребряного

ного шлама в серной кис-

женном шламе нерас-

Реактор обезмежива-

сплава

лоте

творимых соединений

SO2

1/7,776

919,750

1100

ния (0,0035 млн м³)

меди в воднораство-

римые соединения

(пульпа, раствор)

2. Выщелачивание суль-

2. Перевод водорас-

Выщелачиватель

фатизированного необез-

творимых соединений

SO2

1/7,776

919,750

1562,500

(0,0035 млн м³) (сов-

меженного шлама

меди в раствор

местно с 1 этапом)

(пульпа, раствор)

Окончание таблицы 3.4

Наименование источ-

Наименование этапа тех-

ника выброса (объем от-

Способ

Применяемая

Кмакс,

нологического процесса

ЗВ

Г, т

Кср, мг/м³

ходящих газов) и исполь-

производства

технология

мг/м³

(продукт / полупродукт)

зуемого пыле-газоочист-

ного оборудования

3. Фильтрация раствора

3. Получение отфиль-

установки выщелачивания

трованного обезме-

женного шлама (обез-

меженный шлам)

4. Сушка обезмеженного

4. Снижение влажно-

Нет выброса

шлама

сти обезмеженного

Выброс идет в отделение пылеулавливания

Нет данных

шлама (обезмежен-

и газоочистки

ный шлам)

5. Плавка обезмеженного

5. Плавка сырья (зо-

шлама

лотосеребряный

сплав)

6. Пылеулавливание и га-

6. Достижение норм

NOх

0,279/5,4

зоочистка

ПДВ (отходящие

0,0015/

0,045

0,085

Плавильные печи, ще-

газы)

0,047

ковая дробилка, шаро-

0,02/0,315

0,500

0,903

вая мельница, электри-

0,646/

Пыль

25,378

30,756

ческая печь, возгоноч-

14,311

ный аппарат, электро-

0,012/0,283

0,51

0,63

лизная ванна, вакуум-

H2SO4

0,2/6,307

7,434

11,287

сушилка, циркуляцион-

SO2

5/2,8

100

282,167

ный бак (0,06 млн м³) -

TeO2

0,015/0,205

0,323

0,9

электрофильтры -

15,516

34,399

56,433

2 шт., скруббер Вен-

Seобщ

0,031/0,59

1,5

1,8

тури - 3 шт., скруббер

Сu

0,0025/0,05

0,1

0,15

орошения - 2 шт.

0,00015/

0,02

0,03

0,05

Таблица 3.5 - Применяемые технологии и уровни эмиссий на аффинажном предприятии № 4

Наименование

Наименование этапа

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

используемого

технологического процесса

ЗВ

Г, т

производства

технология

мг/м³

пыле-газоочистного

(продукт / полупродукт)

оборудования

1. Золото - Цар-

1. Плавка (гранулы)

1. Плавка гранул

NO2

0,054

8,011

16,022

Модульный фильтр с

сководочный аф-

автоматической очист-

0,009

1,950

3,899

финаж

кой кассет

4∙10^-6

5∙10^-4

0,001

1,2∙10^-7

3∙10^-6

3∙10^-5

Пыль

1,2∙10^-4

0,026

0,053

0,087

19,369

38,526

2. Аффинаж (губка)

2. Получение золота

NO2

0,002

0,064

0,128

Центробежно-барбо-

тажный аппарат - 2

2,8∙10^-4

0,01

0,021

ступени

0,019

0,800

1,600

Cl2

0,003

0,121

0,242

HCl

0,002

0,273

0,447

3. Плавка (слиток)

3. Плавка золотой губки

10^-5

0,014

0,028

Стационарный механи-

ческий фильтр MF-3000

10^-6

5∙10^-4

0,001

Пыль

4∙10^-4

0,314

0,628

Производство в целом

NO2

0,056

8,075

16,150

0,009

1,960

3,920

1,4∙10^-5

0,0145

0,029

1,1∙10^-6

0,0005

0,001

Пыль

5,2∙10^-4

0,340

0,681

0,106

20,169

40,126

Cl2

0,003

0,121

0,242

HCl

0,002

0,273

0,447

Продолжение таблицы 3.5

Наименование

Наименование этапа

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

используемого

технологического процесса

ЗВ

Г, т

производства

технология

мг/м³

пыле-газоочистного

(продукт / полупродукт)

оборудования

2. Серебро -

1. Аффинаж - растворе-

1. Электролиз серебра

NO2

0,537

0,064

0,128

0,004 млн м³

электролиз

ние серебра на электролит,

Центробежно-барбо-

2,8∙10^-4

0,010

0,021

электролиз серебра, про-

тажный аппарат

0,019

0,800

1,600

мывка катодных осадков,

Cl2

0,003

0,121

0,242

сушка (катодный осадок)

HCl

0,002

0,200

0,500

2. Плавка - плавка сере-

2. Плавка серебра

NO2

0,054

23,865

0,006 млн м³

бра (слиток)

Модульный фильтр с

0,009

3,878

1,500

автоматической очист-

5∙10^-6

10^-4

0,004

кой кассет

10^-6

10^-4

0,001

Пыль

6∙10^-5

0,005

0,053

0,043

19,300

38,317

Производство в целом

NO2

0,591

12,064

23,993

0,001

1,500

3,900

5∙10^-6

10^-4

0,004

10^-6

10^-4

0,001

Пыль

6∙10^-5

0,005

0,053

0,062

39,917

27,300

Cl2

0,0033

0,242

0,121

HCl

0,002

0,500

0,200

3. Палладий -

1. Аффинаж (губка палла-

1. Аффинаж палладия

NO2

0,001

0,100

0,200

Центробежно-барбо-

осадительная тех-

дия)

тажный аппарат

10^-4

0,015

0,030

нология

0,001

0,120

0,250

HCl

0,003

0,400

0,790

Продолжение таблицы 3.5

Наименование

Наименование этапа

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

используемого

технологического процесса

ЗВ

Г, т

производства

технология

мг/м³

пыле-газоочистного

(продукт / полупродукт)

оборудования

2. Плавка (слиток)

2. Плавка палладия

NO2

0,050

0,460

0,925

Модульный фильтр с

автоматической очист-

0,005

0,750

1,500

кой кассет

0,050

4,850

10,500

4∙10^-6

0,001

0,002

Пыль

10^-4

0,010

0,020

Производство в целом

NO2

0,051

0,560

1,125

0,005

0,765

1,530

0,051

4,970

10,750

10^-6

0,001

0,002

Пыль

10^-4

0,010

0,020

HCl

0,003

0,400

0,790

4. Платина - оса-

1. Аффинаж (губка пла-

1. Аффинаж платины

NO2

0,001

0,100

0,200

Центробежно-барбо-

дительная техно-

тины)

тажный аппарат

10^-4

0,015

0,030

логия

0,001

0,120

0,250

HCl

0,003

0,400

0,790

2. Плавка (слиток)

2. Плавка гранул

NO2

0,050

0,460

0,925

Модульный фильтр с

автоматической очист-

0,005

0,750

1,500

кой кассет

0,050

4,850

10,500

4∙10^-6

0,001

0,002

Пыль

10^-4

0,010

0,020

Окончание таблицы 3.5

Наименование этапа

Наименование

Способ

технологического про-

Применяемая

Кср,

Кмакс,

используемого

ЗВ

Г, т

производства

цесса (продукт / полу-

технология

мг/м³

пыле-газоочистного

продукт)

оборудования

Производство в це-

NO2

0,051

0,560

1,125

лом

0,005

0,765

1,530

0,051

4,970

10,750

4∙10^-6

0,001

0,002

Пыль

10^-4

0,010

0,020

HCl

0,003

0,400

0,790

Таблица 3.6 - Применяемые технологии и уровни эмиссий на аффинажном предприятии № 5

Наименование

Наименование этапа

используемого

Способ

технологического

Применяемая

Кср,

Кмакс,

ЗВ

Г, т

пыле-газоочистного

производства

процесса (продукт /

технология

мг/м³

оборудования (объем

полупродукт)

отходящих газов)

1. Золото - хло-

1. Приемное опробо-

1.1. Плавка сырья с флюсами

NO2

0,001

0,387

0,550

рирование рас-

вание золотосодер-

(сода, бура, селитра, уголь

Пылевой 2-ступенча-

2∙10^-4

0,063

0,090

плава золотосо-

жащего сырья (при-

и др.).

тый малогабаритный

Взвеш.

держащего сы-

емная плавка, при-

1.2. Кислотное выщелачивание

0,521

3,570

6,690

фильтр ВЭМ-II-б, аб-

в-ва

рья + электрохи-

емное растворение)

золотосодержащего сырья.

сорбер ФАБ-2000,

0,001

0,0179

0,0318

мическое рафи-

(слитки, гранулы,

1.3. Фильтрация растворов.

скруббер

0,002

0,037

0,070

нирование золота

раствор, нераство-

1.4. Сушка нерастворимого

(155,83 млн м³)

римые остатки)

остатка

0,328

6,970

Продолжение таблицы 3.6

Наименование

этапа

используемого

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

технологического

ЗВ

Г, т

пыле-газоочистного

производства

технология

мг/м³

процесса (продукт /

оборудования (объем

полупродукт)

отходящих газов)

2. Хлорное рафини-

2.1. Подача газообразного хлора

NO2

0,023

1,469

2,330

рование расплава

в расплав золота с примесями.

0,004

0,230

0,370

(процесс Миллера)

2.2. Удаление из расплава

(120,51 млн м³) рукав-

Взвеш. в-ва

0,164

4,800

9,400

(аноды для электро-

(слив) примесей в виде первич-

ный фильтр КФЕ-144А,

0,001

0,034

0,064

лиза, первичные

ных хлоридных шлаков.

рукавный фильтр

хлоридные шлаки)

2.3. Отливка анодов для элек-

0,893

7,459

КФЕ-48Б

тролиза из рафинированного

Cl2

0,004

0,373

0,690

золота

HCl

0,002

0,495

0,840

3. Приготовление

3.1. Приготовление электролита

NO2

1,012

19,585

39,060

электролита (элек-

растворением гранул золота в

98,07 млн м³ - волок-

тролит)

растворе царской водки (смесь

нистый фильтр, наса-

азотной и соляной кислот).

Взвеш. в-

0,035

0,690

1,180

дочный скруббер, пле-

3.2. Фильтрация электролита с

ва

ночные абсорберы

последующей корретировкой

содержания золота и кислот

Продолжение таблицы 3.6

Наименование

этапа

используемого

Способ

Применяемая

Кср,

Кмакс,

технологического

ЗВ

Г, т

пыле-газоочистного

производства

технология

мг/м³

процесса (продукт /

оборудования (объем

полупродукт)

отходящих газов)

4. Переработка от-

4.1. Разложение остаточной

работанного элек-

азотной кислоты карбамидом.

тролита (восстанов-

4.2. Селективное осаждение

ленный осадок зо-

золота из раствора восстано-

лота, маточный рас-

вителями, передача маточного

Выбросы от оборудования по данному

твор, содержащий

раствора для последующего

этапу в связи с невозможностью более

МПГ, аноды, гра-

извлечения металлов платино-

детального их разделения по этапам

нулы)

вой группы.

учтены в составе выбросов от обору-

4.3. Фильтрация, сушка осадка

дования, указанных в третьем этапе

восстановленного золота.

4.4. Плавка восстановленного

золота в аноды для электро-

лиза или в гранулы для приго-

товления электролита

5. Электрохимиче-

5.1. Электролиз с растворимыми

Выбросы от оборудования по данному

ское рафинирова-

анодами в царсководочном

этапу в связи с невозможностью более

ние золота (царско-

электролите с получением ка-

детального их разделения по этапам

водочный электро-

тодного золота требуемой для

учтены в составе выбросов от оборудо-

лиз) (катодное зо-

готовой продукции чистоты.

вания, указанных в третьем этапе

лото)

5.2. Промывка, сушка катодного

золота.

5.3. Электрохимическое рафини-

рование золота (царсководоч-

ный электролиз).

5.4. Фильтрация, промывка,

сушка катодного золота

ПРОИЗВОДСТВО ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ (ИТС 14-2020) - часть 1