Способ извлечения цинка и меди из пиритного огарка

Авторы патента:

КСАНДРОВ НИКОЛАЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

НИКАНДРОВ ИГОРЬ СЕМЕНОВИЧ

КИМ ПАВЕЛ ПАВЛОВИЧ

ОВЧИННИКОВ ВЯЧЕСЛАВ ДМИТРИЕВИЧ

ФИЛЬЧЕНКОВА ОЛЬГА ВЛАДИМИРОВНА

C22B19/24 - Получение цинка или оксида цинка

C22B15/10 - Получение меди

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА И МЕДИ ИЗ ПИРИТНОГО ОГАРКА путем обработки его водоаммиачйым раствором, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью селективного извлечения цинг ка и меди, обработку огарка проводят в две -стадии при соотношении Т:Ж 1:

„„Я0„„1157101

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5l) С 22 В 15/10. 19/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Iц .

Й ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕ 1АМ ИЗОВ ЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИй (21) 3693252/22-02 (22) 20.01.84 (46) 23.05.85. Бюл. В 19

:(72) Н.В. Ксандров, И.С. Никандров,1

;П,П. Ким, В,Д. Овчинников и О.В. Филь.:.ченкова (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический ин- . ститут им. А.А. Жданова .,(53) 669.334.73:669.536(088.8) (56) 1. "Цветные металль ", 1969, У 4, с. 45-51.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 812849, кл. С 22 В 15/10, 1981. (54)(57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА И

МЕДИ ИЗ ПИРИТНОГО ОГАРКА путем обработки его водоаммиачным раствором, отличающийся тем, что, с целью селективного извлечения цин-. ка и меди, обработку огарка проводят в две .стадии при соотношении Т:Ж

1:(15-20) на первой стадии раствором, содержащим 3-7Х аммиака и 0 020,05Х сульфида аммония, а на второй стадии вЂ” раствором, содержащим 1520Х аммиака.

1 11571

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам вьгщелачивания водоаммиачными растворами.

Известен способ извлечения цинка и меди из пиритного огарка с использованием хлорирующего обжига 1 ).

Недостатками этого способа янляются большие энергозатраты .и сложность многоступенчатой технологической схе- l0 мы ° . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения цинка и меди из пиритного 15 огарка путем обработки его водоаммиачным раствором f2).

Недостатком известного способа является совместное извлечение в раствор соединений цинка и меди, вслед- 20 ствие чего сохраняются трудности, связанные с извлечением цинка и меди из общего раствора. Прн осаждении извлеченных соединений цветных металлов из этого раствора образуются 25 смеси аксидан, разделение которых также представляет сложную техническую проблему.

Цель изобретения вЂ” селективное извлечение цинка и меди. 30

Поставленная цель достигается те1л, что согласно способу извлечения цинка и меди из пиритного огарка путем обработки ега вадоаммиачным раствором, обработку огарка проводят в две стадии при соотношении Т:Ж =

1:(15-20}, на.первой стадии раствором, содержащим 3-7% аммиака и .

0,02"0,05% сульфида аммония, а йа второй стадии вЂ” растцарам, содержащим 15-20Х аммиака.

Способ осуществляют следующим образом, Пиритный огарок, содержащий цинк и медь; обрабатывают при перемешнвапип нодоаммиачцым растворам, содержащ и 3-7% аммиака и 0,02-0„05X сульфида аммония в течение 2 ч при Т:Ж =

1:(15-20). Полученную суспензию фильтруют.

Осадок с фильтра обрабатывают в течение 2 ч при Т:Ж = 1:(15-20) рас1вором, содержащим 15-20% аммиака.

Полученную суспенэию также фильтруют. .Из первого фильтрата выделяют оксид 55 цинка отгонкой аммиака, затем осадок отделяют на фильтре. Из второго фильтрата, отгоняя аммиак, выделяют оксид

01 меди, который тоже отделяют на фильтре.

Пример. 50 г осадка, содержа" щего 0,45Х меди и 1,05Х цинка, обрабатывают водным раствором, содержащим 5% аммиака и 0,035% сульфида аммония в течение 2 ч при Т:Ж = 1:10.

Суспенэию разделяют на воронке Бюхнера, полученные 0,5 л фильтрата содержат 0,775 г/л цинка и менее

0,002 г/л меди. Степень извлечения цинка 73,8Х. Осадок с фильтра обрабатывают в течение 2 ч при T:Ж =

1:18 14%-, ным водным раствором ам-, миака. Суспензию разделяют на воронке

Бюхнера. Полученные 0,9 л фильтрата содержат 0,118 г/л цинка и 0,165 г/л меди. Огарок после обработки содержит 0,16% меди и 0,07% цинка. Степень дополнительного извлечения цинка

20,2Х; Степень извлечения меди 66% °

Из первого фильтрата выделяют оксид цинка отгонкой аммиака, осадок оксида отделяют на фильтре. Вес цинка составляет 0,388 г. Содержание оксида цинка н осадке 99%. Осадок, отделенный отгонкай аммиака иэ второго фильтрата, содержит 41,3Х оксида цинка и 57,4% оксида меди. Вес. осадка 0,286 r.

Основные результаты экспериментов, характеризующие апробацию способа в лабораторных условиях, представлены в табл.1.

Из приведенных примеров видно, что с ростом .содержания сульфида аммония в растворе на первой стадии процесса степень извлечения цинка и меди снижается (примеры 9-13). При этом в интервале концентрации сульфида аммония 0,02-0,05Х степень извлечения цинка при достаточно высоких значениях Т:Ж и концентрации аммиака

5Х близка к 100Х а извлечение меди на первой стадии процесса практически не имеет места. При концентрации ( сульфида аммония 0,010% в указанных условиях изнлекается 15,2Х меди, в связи с чем концентрат, полученный из первого фильтрата (a дальнейшем

"первый концентрат") содержит некоторую примесь оксида меди и не может рассматриваться как технически чистый оксид цинка (содержит Zn 93X).

При концентрации сульфида аммония

0,06% не происходит полного извлечения цинка на первой стадии процесса, и связи с чем на второй стадии про11571

С ростом Т:Ж на первой стадии процесса (опыты 1-4 и 20) при постоянных концентрациях аммиака и сульфата аммония в экстрагирующем растворе степень извлечения цинка возрастает.

Однако существенное увеличение степени извлечения. цинка происходит с ростом Т:Ж с 10 до 15. В интервале изменений Т:Ж 15-20 степень извлече 50 ния цинка приближается .асимптотически к 100% при увеличении Т:Ж с 20 до 22 заметного увеличения степени извлечения цинка не происходит, а извлечение меди возрастает додолни- Ы тельно на 1,57. В связи с этим интервал изменений Т:Ж = 1:(15-20) можно считать содержащим оптимальные, 3 цесса при условиях, которые, как показано ниже, являются для нее оптимальными, извлекается не только оксид меди, но и остаток соединений цинка, и концентрат, получаемый из второго фнльтрата (далее "второй концентрат"), не может рассматриваться как технически чистый оксид меди (содержит СиО 73,2X). .Интервал концентраций сульфида 10 аммония 0,02-0,05Х является оптималь. ным, в связи с чем большинство опытов выполнены при концентрации сульфида аммония 0 035 равной среднему значению для данного интервала f5 (таблица) °

С ростом концентрации аммиака на первой стадии процесса существенно возрастает степень извлечения цинка (примеры 3 и 5-8).

При этом следует отметить, что начиная с концентрации аммиака более ЗХ степень извлечения цинка более 90Х и с. дальнейшим ростом концентрации аммиака приближается к

100Х. Однако при концентрации аммиака 7Х извлекается уже и некоторое количество меди, а при использовании на первой стадии процесса 1ОХ-ного раствора аммиака извлекается 8,57. меди, в связи с чем содержание оксида цинка в первом концентрате падает до 957.. Интервал концентраций аммиака 3-TX для первой стадии процесса рассматривается как оптимальный, в связи с.чем большая часть опытов, 35 характеризующих лабораторную апробацию способа, проведена при концентрации аммиака на первой стадии процесса 57. отвечающей среднему значению

40 указанного интервала.

01 4 значения Т:Ж. Большая часть олытон выполнена при Т:Ж = 1:18, что близко к среднему значению указанного интервала

Влияние концентрации аммиака в растворе на второй стадии процесса на показатели процесса можно видеть из сопоставления результатов опытов

2, 14 и 17-19. Из результатов эксперимента видно, что с ростом концентрации аммиака на второй стадии процесса степень извлечения меди возрастает с бб до 927. (в интервале концентраций 10-15X), в интервале концентраций 15-20X вЂ” с 92 до 95% и при дальнейшем увеличении концентра-ции (с 20 до 22X) практически не меняется (96,5Х). Летучесть аммиака в интервале 20-22Х резко повышается„ что вместе с приведенными здесь величинами степени извлечения меди дает основание признать интервал концентраций аммиака на второй стадии процесса (15-20X) оптимальным. Большая часть опытов на 1I стадии процесса: проведена с использованием 17,5X"ïîãî водного раствора аммиака, что соответствует средней величине указанного интервала.

Степень извлечения цинка на 11 стадии процесса в опытах 14 и 17-19 незначительная, что связано только с практически полным извлечением цинка на первой стадии процесса в перечисленных опытах. Резкое увеличение степени извлечения цинка на 11 стадии процесса в опытах 1 и 2 обьясняется неполнотой его извлечения на первой стадии в этом опыте, проведенной не в оптимальных условиях. В связи с этим, содержание окс: да меди во втором концентрате в опытах 17-19 и 14 лежит в интервале 96,0-96,3Х, а низкое содержание СиО во втором концентрате в опыте 1 зависит, таким образом, от условий проведения первой стадии. Результаты опытов 5-8 также подтверждают, что степень извлечения цинка íà II стадии процесса при равных условиях (постоянные значения концентрации. аммиака и Т;Ж) опреде" ляется долей цинка, оставшейся неизвлеченной в отработанном огарке после первой стадии процесса.

Влияние Т:Ж второй стадии процесса на показатели процесса в целом, можно видеть из сопоставления результатов опытов 4, 5, 13-16, С pclctotf

5 115710

Т:Ж с 1:Я до 1: 15 степень извлечения меди при использовании на второй ступени водоаммиачного раствора с концентрациец 17,5Х возрастает с 40 до 92Х (при содержании сульфьща ам". S ,мония на первой стадии процесса 0,035Х при большем содержании сульфида аммония, как видно из сопоставления, Результатов опытов 14 и 12» степень извлечения может быть на 4-5Х меньше);

С ростом Т:Ж до 1:20 степент извлечения возрастает всего лишь иа

3,5, а при Т:Ж = 1:22 имеет место . практически то же значение, что и при Т:Ж 1:20. Содержание СиО во втором концентрате составляет в указанных опытах 95,8 - 96,4Х (кроме опыта 4, где при ТгЖ = 1 . 10 вследст-. вие неполного извлечения меди содержание ее оксида во 11 концентрате составляет 92,8 ).

Из изложенного видно, что Т:Ж на

11 стадии процесса нецелесообразно поддерживать ниже 1:15 или повышать выше 1:20. Большая часть опытов вы6 полнена при Т:Ж = 1:18, что близ к средней величине интервала 1:(1520) .

Из рассмотренных примеров видно, что осуществление предлагаемого изобетения позволяет извлекать до 98Х, содержащегося в огарке цинка и до

96Х,меди, получая при переработке водоаммиачных фильтров (первого и второго) концентраты, содержащие

99Х оксида цинка (t концентрат) и

96 оксида меди (il. концентрат).

Преимущества предлагаемого изооретения по сравнению с известньм способом заключается, во-первых, в раздельном получении водоаммиачных фильтратов, содержащих соединения цинка (1 фильтрат) Йли соединения меди (И фильтрат). При этом исключается осуществление любых технологических операций, направленных на селективное выделение соединений цинка и меди из совместного водоам-, миачного раствора.

1157101 3 ж

О aIII сь r e ьжb ю

I. O05

Pl IC Р 3

cV СO л Ф

СеЪ an

СЧ 00 00 л л л

iь cv

Ch О1 I!

Iae 3 ь

5а5 о б

I 3 3 3 I