КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 23-29-00768
НазваниеИсследование процесса вскрытия упорного сырья металлов платиновой группы и разработка эффективных способов переработки образующихся промпродуктов
Руководитель Кузас Евгений Александрович, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" , Свердловская обл
Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-204 - Равновесие и кинетика процессов в химически реагирующих системах
Ключевые слова Вскрытие, упорное сырье, металлы платиновой группы, переработка, промпродукты, термодинамика, кинетика, механизм, математическая модель
Код ГРНТИ53.03.13
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Целью планируемых исследований является изучение физико-химических закономерностей и механизмов вскрытия упорного сырья металлов платиновой группы (МПГ), а также переработки образующихся промпродуктов. Актуальность решения данной научной проблемы обусловлена необходимостью увеличения объемов производства МПГ за счет вовлечения в процесс переработки вторичного сырья. Основные виды такого сырья - продукты плавки автомобильных и промышленных катализаторов. Их отличительной особенностью является высокая упорность, обусловленная тонкой вкрапленностью МПГ в кристаллической решетке фаз, образующихся в процессе кристаллизации получаемых при плавке сплавов. Традиционные технологии аффинажа не обеспечивают требуемых показателей на этапах вскрытия сырья и переработки промпродуктов. Поэтому требуется разработка новых эффективных технологий. Научная новизна планируемых исследований заключается во впервые определенных термодинамических и кинетических особенностях указанных процессов, механизмах взаимодействия компонентов в изучаемых гетерогенных системах и полученных результатах оптимизации разработанных процессов посредством построения и использования математических моделей.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Сандалов И.П., Крицкий А.В., Кузас Е.А.
Kinetics of iron collector leaching in hydrochloric and hydrofluoric acid solutions
Металлургия цветных, редких и благородных металлов [Электронный ресурс]: сборник докладов XVI международной конференции имени члена-корреспондента РАН Геннадия Леонидовича Пашкова (Красноярск, 5-8 сентября 2023 г.), PP. 400-411 (год публикации - 2023)
10.47813/sfu.mnfrpm.2023.400-411
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Исследована кинетика выщелачивания промышленного железного коллектора, содержащего МПГ (Pd, Pt, Rh), в растворах HCl и HF. Изучено влияние концентрации HCl (2,74–6,86 моль/л), концентрации HF (1,46–7,50 моль/л), температуры (323–363 К) и продолжительности выщелачивания (0–210 мин) на извлечение Fe в раствор и Si в газовую фазу из железного коллектора. Концентрация HCl отрицательно влияет на извлечение Si, которое снижается с 78,2% до 58,1% и с 97,4% до 87,2% во временных диапазонах 0–30 мин и 30–120 мин соответственно. Это происходит за счет накопления Fe2+ в растворе и его взаимодействия с HF, что приводит к снижению как концентрации HF, так и извлечения Si. Кроме того, наблюдаются диффузионные затруднения извлечения Fe и Si, поскольку Fe осаждается на поверхности кеков в виде тонкопленочных конгломератов FeF2. Это подтверждается результатами РФА и ЭДС, указывающими на присутствие F на поверхностях кеков. Процессы извлечения Fe и Si протекают в переходном и диффузионном режимах – кажущиеся энергии активации снижаются с 26,9 до 7,8 кДж/моль и с 2,2 до 2,0 кДж/моль во временном диапазоне 0–120 мин соответственно. С использованием модели сжимающегося ядра и модели полного факторного эксперимента были определены кинетические уравнения, оптимальные параметры выщелачивания железного коллектора и скорости извлечения Fe и Si. Оптимальные параметры обеспечивают извлечение Fe и Si на уровне 95 % при достаточно высоких скоростях выщелачивания: концентрация HCl 4,36 моль/л, концентрация HF 6,93 моль/л, температура 363 К, продолжительность выщелачивания 80 мин.
Публикации
1. Сандалов И.П., Крицкий А.В., Кузас Е.А. Механизм взаимодействия ферросилиция с соляной и фтористоводородной кислотами при выщелачивании железного коллектора АО "Уралмеханобр", Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Современные тенденции в области теории и практики добычи и переработки минерального и техногенного сырья». АО «Уралмеханобр», г. Екатеринбург, 6–7 ноября 2024 г. 2024. 403 с. С. 369–373. (год публикации - 2024)
2.
Кузас Е.А., Сандалов И.П., Каримов К.А., Крицкий А.В., Фоменко И.В., Жидков И.С., Абрамов А.В.
Kinetics of Iron Collector Leaching in HCl and HF Media
Metals, Metals 2024, 14(9), 1077 (год публикации - 2024)
10.3390/met14091077
3. Кузас Е.А., Сандалов И.П., Крицкий А.В., Каримов К.А. Leaching Kinetics of Iron Collector Containing PGMs Metals (год публикации - 2024)
Возможность практического использования результатов
Информация представлена в п. 5.10.