Способ переработки металлических медьсодержащих отходов

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ , отличающийся ,тем, что, с целью повышения производительности процесса и снижения затрат, медьсодержащие отходы подвергают анодному окислению в растворах солей минеральных кислот выбранных из группы: азотная, серная, соляная при плотности тока 200-16|О А/м2-в течение 1-3 ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„,3 013502 А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЬПМИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г

L 4

1 (2l) 3354194/22-02 (22) 13.11.81 (4 б) 23.04„83. Бюл. 4Р 15

" (72) У.И. Куркчи, А.A. Юсупходиаев и Г.И. Куртмаметова (71) Среднеазиатскйй научно-исследовательский и проектный институт цветной

Металлургии. .(53) бб9.33(088.8) (56) 1. "Цветная металлургия", 1978, и 1, с. 27, 31.

2. Авторское свидетельство..СССР по заявке It 3285610, кл. C 25 С, Q)2.,:

1Я81. i5 С 22 В 7/00; С 25 С l/ f2 (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ИЕТАЛЛИЦЕСКИХ ИЕДЬСОДЕРЯАЦИХ ОТХОДОВ ЭЛЕКТРОЛИЗОИ., о т л и ч а ю ц и и с я . тем, что, с целью повышения. производитель ности процесса и сни1хения затрат, медьсодерх<ащие отходы подвергают анодному окислению в растворах солей минеральных кислот, выбранных из группы: азотная, серная, соляная при плотнос" ти тока 200-1640 А/и 2- в течение 1-3 ч.

1013502

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к переработке металлических отходов, содержащих медь, Известен гидрометаллургический способ переработки биметаллоо в аммиачр ном или сульфатно-аммиачном электролитах Р 1).

Недостатком этого, способа является . высокая летучесть аммиака, что приводит к повышенному расходу этого реагента. Кроме того, скорость анодного растворения плакирооанной меди больше скорости ее катодного осаждения, что вызывает необходимость вывода определенной части электролита на оанны обеднения с последующим цементационным осаждением остаточного металла.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки иеталлических медь-20 содержащих отходов электролизом, в котором переработка иедьсодержащих отходов осуществляется электролчзом путем анодного сульфидирооания вторичного сырья в сульфидно-щелочном электролите при плотности тока -10300 Л/м - о течение 4"12 ч Р 2).

Недостатками известного способа яоляется значительный расход сернистого натрия, затрачиваемый на образо- з0 вание сульфида меди (1 кг/l кФ C05)> что увеличивает себестоимость продукции. Кроме того, анодное сульфидирование медьсодержащих отходов про-,. текает при сравнительно низких плот" ностях тока. Дальнейшее увеличение . плотности тока приводит к образованию более плотных осадков сульфида меди, которые трудно удаляются с поверхности железной основы. Это снижает производительность процесса.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и снижение затрат.

Поставленная цель достигается тем, 45 что согласно способу переработки металлических медьсодержащих отходов электролизои, иедьсодержащие отходы подгергают анодному окислению в растворах солей минеральных кислот, выбранных из группы: азотная, серная, соляная при плотности тока 2001640 Л/и о течение 1-3 ч.

Сущность способа состоит в том, .что при анодном окислении плакирован ная медь превращается в ее гидроокись и окись, которые практически полностью отделяются от поверхности железной основы, остающейся о неизменном виде. Полученная при этом сиесь гидроокиси и окиси меди может быть переработана на металл иэвестныи способом.

Эффективность анодного окисления медных отходоо зависит о основном от плотности анодного тока, продолжительности процесса и концентрации солей о электролитах. Способ лучше всего протекает при энодных плотностях тока 200-1640 Л/и, продолжительности процесса 1-3 ч и концентрации солей о растворах, равной 5-153.

8 табл. 1 показано влияние плотности тока на извлечение стальной основы и меди из биметаллических отходов (Со 5,74; CNaNQ 5Ф; и 3 ч), в табл. 2 - влияние продолжительности процесса на извлечение стальной основы и меди из биметаллических отходов (С 1 1,„О 5Ф, Ъд 820,0 А/м в табл. 3 - влияние концентрации азотнокислой соли на извлечение сталь. ной основы и меди из биметаллических отходов (СО 5,7Ъ; Эд 8?О Л/t« ; <, 1 ч ; в табл. 4 — влияние природы солей на извлечение железа и меди из биметаллических отходов (Со 5,7i,"

ССоли l моль/л < 3 ч 55 2 см

gä 500-820 А/м>

При этом использование растворов солей азотной, серной или соляной кислот практически не изменяет извле-. чение меди из бииеталла, которое составляет 98-1003.

При плотностях тока ниже 200 А/и снижаетсл производительность процесса, а при плотностях тока выше

1640 Л/м< образуются, преимущественно, плотные осадки окиси меди, которые трудно удаляются с поверхности желез,ной основы. При постоянной плотности тока извлечение меди в окисленный концентрат зависит от, продолжительности процесса. Так, при анодной плотности тока, равной 820 А/м, увеЯ. личение времени процесса с 0,5 до

3,0 ч. приводит к повышению извлечения меди из биметалла о оСадок с

54,1 до 100, а затеи остается практически без изменения (табл. 2).

Аналогичным образом, увеличение концентрации соли в растворе с 1,0 до 15,03 сначала приводит к повышению извлечения плакированной меди с

35,5 до 97,5 - 1003. При дальнейшем повышении концейтрации соли в растворе до .254 извлечение меди со стальной основы в осадок понижается до и <к проводят при плотности тока 500 А/м в 14,23-ном растворе сульфата натрия в течение 3 ч. По истечению указанно-. го времени. получают 26,8 r стальной осипам 1,8 г окисленного медного пороика <си и3,8Æl и 0,7 г катодной меди. Извлечение. полезных компонентов составляет, Ж: стальная основа 97,5; медь 100.

Пример 5. Анодное окисление биметаллических гильз <масса 28,3 г) проводят при плотностлх тока 500 А/м в 5,94-ном растворе хлорида натрия в течение 3. ч. По истечении указан,ного времени получают 27,2 r стальной основы, 1,8 г окисленного медного порошка и 0,8 .г катодной меди. Извлечение полезных компонентов из биметалла составляет,Ж: железная основа 97,5;

Анодное окисление плакированной меди при переработке биметаллических отходов осуществляетсл, в конечном счете, за счет электролиза воды и описывается суммарным уравнением

Сц+20Н-- {:цОф+2И О;

Gu+2OK Gv(0K) g.

Следовательно,при переработке биметаллических отходов описанным способом, используемые в качестве электролитов, соли минеральных кислот практически не расходуются, что снижает себестоимость полученной продукции.

Кроме того, при анодном окислении биметаллических медны;: отходов образуют ся рыхлые, хорошо удаляемые с поверхности <:TBJlbHoN основы, порошки гидрооксида меди. Это позволяет повысить производительность процесса.

Предлагаемый способ дает возь ожность осуществить процесс комплексной переработки биметаллических отходов с высоким извлечением полезных компонентов; железа 96-993, меди на 981003. Полученная в процессе электролиза биметаллических отходов с. блестящей поверхностью железная основа может быть использована в черной металлургии в качестве лома или в качест" ве восстановителя в процессе цементации меди из растворов кучного выщелачивания забалансовых руд, как постоянный и неограниченный источник сырья длл цементации, которал постолн55 но испытывает нужду в железном скрапе хорошего качества.

3 .1013502 4

93,8Ф эа счет частичного растворения меди в электролите (табл. 3).

B качестве примера приведены данные по анодному окислению биметаллических гильз, плакированных медью э с внутренней и внешней поверхности железной основы, содержащей 5,7Ô меДИе

Все опыты проводят в электролитической ванне емкостью 0,5 л без циркуляции электролита.. 8 качестве анодов используют биметаллические гильзы (3 шт.), непосредственно присоединенные к проводнику, в качестве катодов используют сталь марки ст.3.

Пример 1, Анодное окисление биметаллических гильз («<асса 27,5 r) проводят при анодной плотности тока

200 А/м в 53-ном растворе азотнокислого натрии в течение 3 ч. По. ис- медь 100. течению указанного времени процесс прекращается. Неизменная ocHoBd « abl павшая на дне ванны смесь .голубого осадка гидроокиси меди, а также частично осажденный на катоде медный по- г рошок отделяют, промывают водой и сушат в шкафу при 80--1 20ОС в течение

6-12 ч. Получают 26,5 г стальной основы, 2 r.îêèñëåèíîé меди (Со 47,5Ъ и 0 7 r катодной меди. Извлечение по- зв лезных компонентов составляет, Ж . стальная основа 96; медь 10.

Пример 2. Анодное окисление биметаллических гильз.(масса 28,2 r) проводят при анодной плотности тока

820 А/м в 153-ном растворе азотнокислого натрия в течение 1 ч. По истечению указанного времени получают

97, l г стальной основы, 2,0 г окисленного медного порошка (Cu 48,5Æ ) и

0„6 r катодной меди. Извлечение полезных компонентов из биметалла со,. ставллет, 4; стальная основа 96,1; медь 97,5.

Пример 3. Анодное окисление биметаллических гильз 4масса 28,5 г) проводят при анодной плотности тока

500 .А/м в 9,23-ном растворе азотнокислого калия в течение 3 ч. По истечению указанного времени получают

27,1 r стальной основы, 1,8 г окисленной меди t Cv 43,53) и 0,9 г мед ного порошка. Извлечение полезных ком. . понентов из биметалла составляет,3: стальная основа 96,4; медь 98,9.

Пример 4. Анодное окисление биметаллических гильз (масса 27,5 г).

l013502

1

1

I.

С> о е

>» 01

1 (I Ф

С.>

1 LOv х о ес нос

vzm

О (X I» еоэ

XXX

I.о

«Есг о

z 3 с о (О X

l- v

О .О с е

Ф

Э

lO

8 о о с с е (О>

X ч> о л A

Сп L0

Ш 01

CD л о

0 О а л л

01 4

01 01

00 О

° 1

Л О

0О Щ

X I о а( х (X Э

Э Э

z to е

Ф Y а

1 X

m aO

m)cX а X с: (Р о х

М Ф а X

Э

N Э о z (> х

СЧ О М

° 1 л О Сч

-4 EA. О л л

Ч:> CD

«О

M Э

Х 1о е

Y O.

I

1

I ! (! (1

l

l (I

1

1

1

1

1 (1 !

I .1

1

I

I

1

I

I

1

1

I

I

I (I

1

1

1

I

1

1 (1 л (g о

О I (О (K 1

1

1

I.

1 !

1 .!

1, л

l lCD

1

I

I

1 (О

СЧ

1

t

I а л ! О

1 сч

I е е>к гмо

» z x

С >Х СХ С(oooe

c z t1

X 1

Э (О >Х ххо

» z О ° Л

° л о с>

СЧ л

Q >X СХ ооо (= х (0 л ° I о о

0О Л л л о о

CX Х

Ф о

X М

»о о

С L.(ооо

czz

>,О л

СЧ б

0О т» л

СЧ л л

;3> 1 с-. о е z

1- V

О О

I

1

1

1

1

t

I

1

>х о х 3 с о е х

t- v

О О

X

Э

0 а л а

СЧ СЧ л- М л

L л е

О о е

Ф м

° I

Ч:> О

СЧ л» л с >z >z о о.о

L Х Х

О О

СЧ СЧ

1

I

l (а

СЧ

I о m

Е(-С (ООС е X (О, аэ 1Э Е Э а(g X

Э З X

C (-(О о

:X ! Э (О

mmfQ. (f(Э

Э Б Е а 3эео

ClO l а

СЧ -Ф

° л л.л

С4 СЧ а а л ° I л л

СЧ СЧ

CD л

00 сч

-3 л

01

СЧ

СЧ Lh л

О Л

СЧ СЧ

I 1

I 1

3 t

1 I ! 1

I . I ! l

I 1

1 I

I c I

1 Х I

Х ! "1 с

v ! х о

М

I 1

I I о, о

I х 1 о

CC

I

I

Ш

I о! с

О !.

»

1

I

> (lg ао

eo

Э Е

3- О.

I

I

1 (О м

1 а

СЧ

СЬ О 1 .

I 1

Л О

СЧ СЧ

0о а м а

1 I а

СЧ СЧ

I, о л

00 л! СЧ

1

1

1 о (Ю сч

С>

Ф.

CD

1

mu а

Ф Ол с е

X а

Э»

3- 1СЧ л л

-4 О

1 I.

CD л л м О о л

01

1 о л

0О о с>

° ь л о о

СЧ

00 г а а О сч Н

I.I Э, I X е Х д (>

I Э

У е с о

I (И

С 1 С>7 С

1 Х.(О

lOl Э 3l е Э (gt X о,3 lO

I (» о

>х О о

1 X Д3

I Л О3 Д с о о

ЕХО

t-vm

v OX (zzm х э о (э X Y m

r а

»ОО(с ((х оооэ (=ХХ=С

> о

1 о

1 °

1 I

X I (О . ! о е

I» С

ОС(., z m 1 о

Ct I- I

O e 1®

X X!

СЧ

I

1 !, е

1 !

=3, I

I

1 (О 1 (ml

I 1

1 !

1

I I

I

I

I

I

1

l

Il, t

1 !

I t

1

I

1 I

I !

1

1

1

I

1

1 (I

1

I

1

1

I

1

I

I I

1

1

I

l

I

I

1

1 !

1

1

1

1

I

1

I

1

I л е о л л ° \

«О LA Л <У а m 0

-О -4 л .л л л о о о о

Ф -4 а о о о л л л Ю

О е»

О 033 0О сО а - I 1 I О О (а

СЧ сч сч сч о о о а л л л л О (. l ! а а о

° \ л л л

4 3 О

Ю л

С ф

Сб

I

Э

I . S

tA л л сп м

Ц (О

I1

I

I

X I

Э 1

ЭдФ

Ц I

3- X

О 3 (О

>е о

О SO ttl

X З лвлоц

C. -O V Z ttI

Ф-х о tz 3(- о е а э оОXX-X

I

I. I !

1

I.

1 л

Э I

О

С I

I S

1

1 1

Э Ц 1

Э Ф 1 ЯГ I- I

lQ Ф 1

X !

I

I

1

4

1 ! т х

31I дФ л о Ф (С I»

Щ (S

Ю tt % Ф

aX

Э сК l3I о s

1

I

)

1

I м л л м

-з.

° »

tD

I X

3 Ф

I

1 3. о

4! (»

I

3.

I

1 О л

CD л

LA л

3 I

4 Z

I,Ô

3 У

3 0ъ

Ц о

l С

О

I» .Х

-О Ф

9 X MttI (-f X 1 хX9а.

Ю

СЧ

° »

СЧ

z

Э

1 j. э ( л

ttI и

-!

I

1

LA

С(Ъ л О

C 4 (Ф

X:

СЧ

I

I

I

I о а (4 о а

X Ф

Э I«

Ф Ф ш X

2i ..X

I- (О (I ! m

I (О

1 ttl а

1 Э

I Ф с

I

1

1

I

CV л О

СЧ О

° » л

СЧ

СЧ л

СЧ

СЧ л

СЧ.(1

1

I

I

I

-1

l

I

3

1 (1

1 (1

I

СС

С(_#_ а

2!.

С (tD л

Ю л

К

X

Э с о

S х о о о х

ИЪ

СЧ

I

1

I !

l . (!

tII, о

Э л

X Q;

Э:>(l- lCD О л О

СЧ

CD . (-1.

СЧ

CD

I.

«»

СЧ

l

1

3

3 ! !

I !

1

1

4

3

I

I

1

I

1 б

4 .3

1

I (о х

4(С о

Ц о

ЬЪ

I (I

3

1

I

3 !

CD

° »

Ю

Ю л л

СЧ л

°

I О

° »

° . ф

СЧ

° \

« !

Ln л

° . -Ф

1. LA л

1 ——

Ф IS

ы о

tX tX сС, ОО Э

zI»X

>Х >Й Cl о-о о

zzz

1013/02

Ю

LA л О со

Д»

Л С=3,. CD

° 1 л л О . ъО- са

С(Ъ О1 Ш м м. л л

CV «4

4 3

СЭ

° » о

МЪ л л сО О

СЧ CV

iО Ln л л л л

СЧ CV

О LA л ° »

СО

CD a О О л О Л

CV СЧ

CO л л

СО LA

1 I О О

° » л

СС\

Ln «1» . л л ао .o

° 4 LA

I

1 (!

I. .1

1 !

I

1 !

l

1

I

1

1 (I

l !

I ( (1

3

3

3

3

I

1

t (! (1

1

1 !

1

1

l

1

1

t ( (1

4

I (l

1013502

10 Т а б л и ц а 4

Масса, г

Природа овия анодного окисления

Температура оС

Нитрат натрия

5,0-5,4 27-65

26 5

27>5

Нитрат калия

2,6-4,0 27,60

28,5

27,1

Хлорид натрия >+

2,6-6,4 27-.63

28,3

Сульфат натрия

26,8

27-65

2,6-5 0

27 5

Продолжение табл.4, Масс

Общее извлечение металла, 3 стальной основы от массы исходйого биметалла

Нитрат натрия

96,0

100

44,3

1,0

1 3

Нитрат калия+1

98,9

96,4

43,5

0 9

Хлор ид натрия 1,8

96,0

100

0,8

Сульфат натрия Н

100

43,8

97 5

0 7

/

820 А/и, Катоды изготовлены из стали марки СТ-3»

2.

500 А/и . Катоды изготовлены из матричной меди.

ВНИИПИ Заказ 2946/35 Тираж 625 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул; Проектная, 4

Ф

З„= М р

А олученого м®дого кон ентрата

Содержание меди в медном концентрате, 3 перерабатываемого биметалла получен- ной сталь,ной ос" новы