Сотрудники Красноярского научного центра СО РАН нашли решение одной из самых сложных проблем металлургии: как извлекать сверхстойкие редкие платиновые металлы из продуктов металлургической переработки. Результаты исследования опубликованы в журнале «Цветные металлы».

Родий и иридий — ценные металлы платиновой группы, они широко используются в автомобильных нейтрализаторах, катализаторах для нефтепереработки, в химической промышленности, электронике и в качестве ювелирных сплавов. Ключевая проблема переработки металлов платиновой группы, таких как родий и иридий, — химическая стойкость. Их трудно растворить, и они почти не вступают в химические реакции.

Существующие промышленные методы извлечения этих металлов являются сложными, многостадийными и экологически грязными: часто сопровождаются выбросами вредных газов, требующими значительных усилий для их утилизации. Это делает извлечение родия и иридия из концентратов и вторичного сырья чрезвычайно сложной задачей.

Учёные Красноярского научного центра СО РАН вместо многоступенчатых процессов с применением токсичного хлора или азотной кислоты предложили использовать автоклавное растворение в соляной кислоте под высоким давлением кислорода.

Такая технология исключает использование токсичных реагентов и образование вредных выбросов, что делает метод безопаснее. Она позволяет эффективно извлекать родий и иридий из различных видов сырья: концентратов благородных металлов, отработанных автомобильных катализаторов, электронного лома. Это предложение имеет огромное значение для аффинажного производства, поскольку открывает новое решение для извлечения столь дефицитных металлов.

В лабораторных условиях исследователи проверили растворение двух материалов — чистого родиевого порошка и сплава родия с иридием. Опыты проходили в титановом автоклаве при температуре 190 °C. При этом удалось добиться почти полного извлечения в раствор драгоценных металлов из трудноперерабатываемых материалов. Порошок аффинированного родия, который обычно считается практически нерастворимым, 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 % родия и 95 % иридия.

«Родий и иридий — стратегически важные, но исключительно редкие металлы. 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, снижая зависимость от добычи нового сырья. Вместо того чтобы полагаться лишь на добычу из недр, промышленность получает безопасный инструмент для замкнутого цикла, сокращая потери ценных ресурсов, 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 титановое оборудование уже является стандартом для других процессов аффинажа» , — рассказал руководитель работы, ведущий научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН доктор химических наук Олег Белоусов.

Подобные разработки могут стать основой для планируемого в регионе научно-производственного кампуса. Интеграция фундаментальных исследований с передовыми промышленными предприятиями позволит быстрее внедрять перспективные и экологически безопасные технологии в аффинажное производство. В перспективе это может коренным образом преобразовать отрасль, укрепив технологический суверенитет России и сократив её зависимость от импорта стратегически важных металлов.

Исследование поддержано Российским научным фондом (проект № 25-29-00159). Материал подготовлен при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.

Источник: группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН.