Способ переработки медьсодержащих лома и отходов

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к способам гидрометаллургической переработки медьсодержащих лома и отходов, и может найти применение при переработке отходов биметаллов сталь-медь, амортизационного лома, загрязненного включениями меди и ее сплавов. Цель изобретения - повьппение производи-. тельности процесса. Лом и отходы черных металлов подвергают противоточному выщелачиванию в серной кислоте с концентрацией 90-98 3% при 230-290°С и непрерывном перемешивании газокислородной смесью, содержащей окислы серы. Очищенные от меди на 90-97% лом и отходы промывают в серной кислоте, имеющей температуру 15-25°С. После промывки в серной кислоте лом и отходы направляют в емкость с раствором сульфата и гидроокиси аммония. Тетрааминосульфат меди, образующийся при промывке, направляют на выщелачивание остатков меди в отработанном растворе тетрааминосульфата меди (по известному способу). Образующиеся сульфаты меди и цветных металлов выводят из зоны выщелачивания при 260-290°С и разла гают яри 290- 1000°С с образованием окислов металлов и газокислородной смеси. Окислы металлов восстанавливают углеродом при 900-1000°С, а газокислородную -смесь подают на выщелачивание противоточно движению сульфатов при 290-1000 С. 1 а.п. ф-лы. 2 табл. с S СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111

i 1!

1

$!"P I ь !

БАВА,i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3887093/22-02 (22) 25,04,85 (46) 23.02,87. Бюл. У 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский ипроектный институт по вторичным черным металлам и Институт металлургии им. А.А. Байкова (72) А.И. Манохин, В.А. Резниченко, Н.С, Юров, А.В, Кузнецова и З.И. Мураховская (53) 669.334(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 973649) кл. С 22 В 15/10, 1981.

Снурников А.П. Комплексное ис" пользование сырья в цветной металлургии, M,: Металлургия, 1977, с, 221, (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ЛОМА И ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам гидрометаллургической переработки медьсодержащих лома и отходов, и может найти применение при переработке отходов биметаллов сталь-медь, амортизационного лома, загрязненного включениями меди и ее сплавов. Цель изобретения — повьппение производи" (51)4 С 22 В 15/00//С 22 В 7/00 „.. 1а,, ( тельности процесса, Лом и отходы черных металлов подвергают противо- . точному выщелачиванию в серной кислоте с концентрацией 90-98 3Х при

230-290 С и непрерывном перемешивании газокислородной смесью, содержащей окислы серы. Очищенные от меди на 90-977, лом и отходы промывают в серной кнслоте, имеющей температуру 15-25 С, После промывки в сер" ной кислоте лом и отходы направляют в емкость с раствором сульфата и гидроокиси аммония, Тетрааминосульфат меди, образующийся при промывке, направляют на выщелачивание остатков меди в отработанном растворе тетрааминосульфата меди (по известному способу). Образующиеся сульфаты меди и цветных металлов выводят из зоны выщелачивания при 260-290 С и разлагают нри 290- 1000 С с образованием окислов металлов и газокислородной смеси, Окислы металлов восстанавливают углеродом при 900-1000 C а газокислородную -смесь подают на выщелачивание противоточно движению сульфатов при 290-1000 С. 1 з,п. ф-лы. 2 табл.! 129161

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам гидрометаллургической переработки медьсодержащих лома и отходов, и может найти применение при переработке отходов биметаллов сталь — медь, амортизационного лома, загрязненного включениями меди и ее сплавов, Цель изобретения — повышение производительности процесса, 50

Пример 1. 7 г медьсодержащих отходов черных металлов, имеющих

17,9Х меди и 2,43% цинка в виде покрытия, и 0,07% меди, растворенной в железе, выщелачивают в 50 мл концентрированной серной кислоты, После промывки в воде черные металлы взвешивают и анализируют на медь.

Условия и результаты выщелачивания представлены в табл.1.

Как видно иэ табл,1, ниже 230 С степень выщелачивания иэ медьсодержащих отходов слишком низка, При температуре вьпче 290 С часть серной кис- 25 лоты может испаряться в виде моногидрата серной кислоты, что может привести к бесполезному расходу электроэнергии на перекачивание серной кислоты иэ верхней части емкости в 30 зону вьппелачивания, При концентрации Н SO ниже 90Х снижается степень

4 выщелачивания» например, при концентрации Н SO 85X степень выщелачивания на 8,7% ниже. При выщелачивании меди в серной кислоте из отходов в течение 90 с степень выщелачиваHHH 70 ° 1X» при 180 c — 77»,7%» при !

080 с — 91,4Х, при 3900 с — 97,7%.

Дальнейшее увеличение времени выще- 40 лачивания в серной кислоте не приводит к существенному повышению степе.ни выщелачивания, так как при последующей промывке в воде вся медь, которая находится в растворе на поверх- 4 ности лома и отходов черных металлов, эа счет цементации железом переходит в металлическое состояние и остается на этом железе, Для сравнения можно привести примеры, подтверждающие эффективность выщелачивания меди из медьсодержащих лома и отходов черных металлов в концентрированной серной кислоте по сравнению с тетрааминосульфатом меди. При выщелачивании меди на 97,7Х из образца массой 7 r, содержащего

17,90Х ìåäè и 2,43% цинка в виде покрытия, и 0,07% меди, растворенной

6 c в железе, в тетрааминосульфате меди при перемешивании раствора кислородом и аммиаком при температуре 30ОС. потребуется 64 ч, а меди из образца, покрытого чистой медью, при тех же условиях — 8 ч, П р " м,е р 2, 7 г медьсодержащих отходов черных металлов, имеющих

17,90% меди и 2,43% цинка в виде покрытия и 0,07Х меди, растворенной в железе, выщелачивают в 50 мл концентрированной серной кислоты (94»6%

И SO ) при температуре 290 С в тече4 ние 3400 с ° После промывки в 50 мл концентрированной кислоты, имеющей температуру ) 5-25О С, в течение 30 с, в 50 мл раствора сульфата аммония

160 г/л и аммиака 30 г/л в течение

30 с, имеющего температуру 15-25 С, и выщелачивания в 50 мл раствора тетрааминосульфата меди, содержащего 100 г/л тетрааминосульфата меди и 30 г/л аммиака, при непрерывном перемешивани . воздухом в течение

410 с с последующем промывкой водой в течение 30 с получают блестящий образец, который не ржавеет на воздухе. Масса образца 5,6 r. Концентрация меди в образце 0,073%. Степень обеэмеживания 99,6%. Степень выщелачивания меди 99,7%. Степень выщелачивания меди иэ покрытия — более

99,9%, Степень вьш елачивания железа

0 5%.

В табл.2 представлены показатели выщелачивания меди иэ образцов, выполненного с промежуточной промывкой в холодной серной кислоте и в холодном растворе сульфата аммония и аммиака и без промежуточной промывки, Как видно иэ табл.2, промежуточная промывка в течение 60 с повышает степень выщелачивания на 14%.

Пример 3 ° 0,2 кг медьсодержащих отходов черных металлов, содержащих 18,4Х меди, выщелачивают в

500 мл концентрированной серной кислоты (94»6% H SO„ ) при 230-290 С.

Для перемешивания и окисления раствора используют кислород, После

4800 с установку отключают, образцы промывают в 50 мл концентрированной серной кислоты, имеющей температуру

15-25 С, и в 50 мл раствора сульфата аммония 160 г/л и аммиака 30 г/л, имеющего температуру 15-25 С, в течение.20 с на каждой операции, Масса полученных отходов 0,158 кг ° Кон12 центрация меди 1,89Х, Степень обезмеживания 89,7Х. Степень вьпцелачивания меди 91,9 . Эти отходы обрабатывают 2 л раствора тетрааминосульфата меди 100 г/л аммиака 30 г/л при перемешивании кислородом в течение

1600 с. В полученных отходах концентрация меди 0,1167. Масса отходов

0,156 кг, Общее вьпцелачивание меди из медьсодержащих отходов 99,5Х, Общее вьпцелачивание железа 4,47. Общий расход времени 6440 с (1,79 ч), Пример 4, 2 кг медьсодержащих отходов черных металлов, содержащих 27,4Х меди и 0,88Х цинка, в непрерывном режиме вьш елачивают в

500 мл концентрированной серной кислоты (98,3X H SO ), нагретой до

290 С. Образующийся сернистый газ,,газы от разложения сульфатов и кис лород непрерывно перемешивают зону вьш елачивания. Непрореагировавшая гаэокислородная смесь накапливается в верхней части емкости, откуда циркуляционным насосом ее возвращают на выщелачивание, Образующиеся сульфаты осаждаются на дне емкости, откуда их непрерывно при 260-290 С выводят шнеком на разложение в зону температур 290-1000 С.

Вывод сульфатов из емкости при

260-290 С на разложение при 290 1000 С объясняется тем, что необходимо эти сульфаты выводить в виде безводных, так как при диссоциации моногидратов сульфатов расходуется дополнительная энергия на дегидратацию .

Навстречу движению медьсодержащих отходов черных металлов непрерывно. подают концентрированную серную кислоту циркуляционным насосом из части емкости, обогащенной безводной серной кислотой (вблизи ввода в емкость гаэокислородной смеси с разложения сульфатов), и из емкости, в которой проводят промывку отходов черных металлов в холодной концентрированной серной кислоте, Очищенные от меди отходы черных металлов непрерывно промывают в 100 мл концентрированной серной кислоты, имеющей температуру 15-25 С. После промывки в серной кислоте отходы непрерывно направляют на промывку в 100 мл раствора сульфата аммония (160 г/л) и аммиака (30 г/л) . Масса полученных отходов 1450 г, Концентрация меди в

91616 отходах 1,13Х цинка — 0,02Х ° Степень обезмеживания — 95,97, степень обезцинкования 97,7%, Степень вьпцелачивания меди 97Х, цинка — 98,47., Полученные отходы вьпцелачивают в

2 л раствора тетрааминосульфата меди (100 г/л) и аммиака (30 г/л) при непрерывном перемешивании кислородом. После вьпцелачивания концентра- .

10 ция меди в отходах 0 19X цинка

0,0127. Степень обеэмеживания 99,0Х; степень обесцинкования 98,6Х, Степень выщелачивания меди 99,5Х пинка — 99,07.; железа — 0,57, Общее время на вьпцелачивание 2 ч.

Сульфаты разлагают в зоне температур, изменяющихся от 290 до 1000 С. Образующуюся при этом газокислородную смесь направляют на вьпцелачива20 ние ° Концентрация серы в сульфатах при температуре 290 С вЂ” 247, в окис- . лах при температуре 700 С вЂ” 1,0X

IOOO С вЂ” 0,1Х; 1100 С вЂ” 0>IX т.е. выше 1000 C разлагать сульфаты бесполезно.

Восстановление окиси меди проводят при 1200 С, При соотношении массы окиси меди к массе углерода, равном 12, концентрация железа в меди

30 0 67.; 12 9 — О 27; 13,1 — 0 06Х;

l3,2 — 0 047 ° При большем соотношении возрастают потери меди со шлаком. Общая масса полученной меди

540 г. Извлечение меди в товарную

35 медь составляет 98,5Х Извлечение железа в виде отходов черных металлов, пригодных к плавке, составляет

99,5Х. Расход концентрированной серной кислоты (98,37 Н $0 ) составил

40 0,1 кг, кислорода 0,26 кг и аммиака0,02 кг на 1 кг меди, С учетом рас,хода аммиака на газоочистку общий его расход составил 0,04 кг на 1 кг меди.

Как видно из приведенных примеров, использование предлагаемого способа по сравнению с известным дает возможность повысить производительность выщелачивания меди иэ медьсодержащих лома и отходов черных металлов в 4-59 раза ° Этот способ позволяет очищать лом и отходы черных металлов не только от меди, но и от сплавов меди с другими цветными металлами, например цинком, оловом, свинцом и т,д. Расход на 1 т меди, составит 100 кг серной кислоты, 260 кг кислорода и 40 кг аммиака в

Та блица

Концент рация н Бо в серно кислоте

Время выщела чиваСтепень обеспинСтепень обеэмеживания, Х кования, 7 ния, с

14,5

12,0

28,4

32,5

59,4

64,0

69,9

74,2

73,6

77,7

0,06

65,7

70 1

89,5

9114

97,2

97,7

0,07

98,1

290 90,0 1080

85,5

86,0

88,4

290 85,0 1080

290 9813 900

75,0

79,3

90,5

92,4

92,7

5 129161 то время, как. по известному способу он составляет 2,2 т сульфата аммония и 1,3 т аммиака, формула изобретения

1, Способ переработки медьсодержащих лома и отходов черных металов, включающий выщелачивание меди в тетрааминосульфате меди с одновременной 10 продувкой кислородом и аммиаком, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, лом и отходы предварительно подвергают противоточному выщела- 15 чиванию в серной кислоте с концентрацией 90-98,3Е при 230 — 290 С и непрерывном перемешивании газокислородной смесью, содержащей окислы серы, после чего их промывают в серной 20 кислоте той же концентрации при 15

150 94,6 180

210 94,6 180

230 94,6 180

270 94,6 180

290 94рб 180

290 94,6 90

290 94,6 !080

290 94,6 3900 б 6

254С, а затем в растворе сульфата и гидроокиси аммония с пОследующим использованием промывных растворов серной кислоты и сульфата аммония при выщелачивании, а образующиеся сульфаты меди и цветных металлов выводят иэ зоны выщелачивания на производство товарной меди.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юm и и с я тем, что сульфаты меди и цветных металлов выводят из эоны выщелачивания при 260 -290 С, разлагают при 290-1000 С с образованием окислов металлов и газокислородной смеси, окислы металлов восстанавливают углеродом при 900 -1000 С, а газокислородную смесь подают на выщелачивание противоточно движению сульфатов при температурах 290—

I 1000" С, Степень выщелачивания, 7. меди железа цинка меди из покрытия

Таблица 2

1291616

Степень вьпцелаСтепен обезме

Остаточ

Вьпцелачиная медь, 7. чивания меди, 7. живания, I ванне ратуру

1525 С, с ратуру

230—

290 С, промывкой 3400 30

0,073 99,6 99,7

30 410

Без промывки 3400

82,7 85,7

410 3,1

Составитель Л. Рякина

Техред И.Попович Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Егорова

Заказ 206/30 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Время вьпцелачивания в Нп$04, имеющей темпеВремя на промывку в Н $0, имеющей темпеВремя на промывку в (11Н ) ЯО и NH ОЙ, с

Время на выще лачивание в

CCu(NH )

«S0 с

Время на про мывку

Н,O, с