Исследователи из Красноярского научного центра нашли решение одной из самых сложных проблем металлургии. Они разработали эффективный способ извлечения стратегически важных благородных и драгоценных родия и иридия (металлы платиновой группы) из промышленных отходов. В новой технологии используются соляная кислота, кислород и автоклавная установка, которые вместе заменяют традиционные, но опасные из-за токсичности многоступенчатые процессы. Как отмечают в научном центре, изобретение открывает новые возможности для аффинажа платиновых металлов.

 

НЕ ТОКСИЧНЫЙ И ПРОСТОЙ

 

Родий и иридий — ценные металлы платиновой группы. Они широко используются в автомобилестроении, нефтепереработке, химической промышленности, электронике, в ювелирном деле. Эти металлы производят из концентратов и вторичного сырья, однако процесс этот достаточно сложный из-за химической стойкости родия и иридия. Существующие промышленные методы являются сложными, многостадийными и экологически грязными. Они сопровождаются выбросами вредных газов, которые проблематично утилизировать. Это делает производство чрезвычайно сложной задачей.

Над решением данной задачи и работали красноярские учёные из Института химии и химической технологии (входит в Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук). Вместо многоступенчатых процессов с применением токсичного хлора или азотной кислоты они предложили использовать новый метод — растворять сырьё в соляной кислоте под высоким давлением кислорода в автоклавной установке. Такая технология исключает использование ядовитых реагентов и образование вредных выбросов, что делает производство более безопасным. При этом извлекать металл можно как из концентратов благородных металлов, так и из вторсырья — отработанных автомобильных катализаторов, электронного лома.

 

РАБОТА В ЗАМКНУТОМ ЦИКЛЕ

 

В лабораторных условиях учёные проверили растворение двух материалов — чистого родиевого порошка и сплава родия с иридием. Опыты проходили в титановом автоклаве при температуре 190 градусов Цельсия. Исследователям удалось добиться почти идеального эффекта. Порошок родия, который практически не вступает в реакции с другими веществами, полностью переходил в раствор всего за два часа. Даже более сложный для переработки сплав родия с иридием показал хороший результат: за восемь часов в раствор переходило 87 процентов родия и 95 процентов иридия.

“Родий и иридий — стратегически важные, но исключительно редкие металлы, — рассказал руководитель работы Олег Белоусов, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН. — Разработанная технология крайне важна для промышленности, так как решает сразу несколько критических задач: снижает потери драгоценных металлов, устраняет необходимость утилизации вредных газов и позволяет вовлекать в хозяйственный оборот ценные вторичные ресурсы. Вместо того чтобы полагаться лишь на добычу из недр, промышленность получает безопасный инструмент для замкнутого цикла, что особенно актуально на фоне растущего спроса на редкие металлы платиновой группы во всём мире. К тому же мы показали, что титановый автоклав успешно выдерживает агрессивные условия процесса. А значит, эту технологию можно сразу масштабировать на существующих российских производствах, где такое оборудование уже является стандартом для других процессов аффинажа (получения благородных металлов высокой чистоты. — Ред.)”.

НАУКА ПЛЮС ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

 

Исследование поддержано Российским научным фондом, результаты опубликованы в журнале “Цветные металлы”. В Красноярском научном центре отмечают, что подобные разработки могут стать основой научно-производственного кампуса, который планируют создать в регионе. Данный проект позволит объединить фундаментальные исследования с передовыми промышленными предприятиями, а значит, быстрее внедрять в экономику перспективные и экологически безопасные технологии. В перспективе это может коренным образом преобразовать отрасль, укрепив технологический суверенитет России и сократив её зависимость от импорта стратегически важных металлов.

НЮАНС

Родий — редкий благородный металл, который стоит дороже золота. В природе он не встречается в чистом виде, получить его можно только как побочный продукт при добыче платины, палладия или никеля. В мире добывается всего 30 тонн родия в год. Основной поставщик — Южная Африка, Россия на втором месте по объёмам производства. Иридия на планете в несколько раз больше, чем родия, но добывается он также в виде примесей в платиновых или никелевых рудах. Иридий используется в медицине, авиации, а также в создании приборов, которые должны работать в экстремальных условиях, в том числе на океанских глубинах и в космосе.

В ТЕМУ

Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.