Способ переработки медеэлектролитных селенсодержащих шламов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может найти применение в производстве технического селена. Сущность способа заключается в том, что медный шлам обжигают при 700-720°С и образующуюся газовую фазу, содержащую диоксид селена, в системе пылегазоулавливания обрабатывают карбонатно-щелочным раствором для улавливания селена. Селенсодержащий раствор очищают от примесей тяжелых и благородных металлов и. очищенный раствор при перемешивании нагревают до 75-85° и вводят в него гидразин в количестве 40-60% или гидразин-гидрат в количестве 60-80% от массы селена в растворе. Процесс заканчивают при достижении потенциала (-700)- -(-750) мВ по платиновому электроду относительно хлор-серебряного электрода. После этого в раствор подают воздух для .разложения полиселенидов натрия до элементарного селена. Степень восстановления составляет 98-100%. 3 табл. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ю5 С 01 В 19/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ф и» (21) 4879006/26 (22) 30.10.90 (46) 30.03,93. Бюл. N 12 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им. А.П. Завенягина (72) В.Д. Чегодаев, А.Г. Рыжов, А,В. МинГажев и Ю.М. Николаев (73) Норильский горнб-металлургический комбинат им. А.П, Завенягина (56) Грейвер Т.Н. Селен и теллур. Новая технология получения и рафинирования. М.:

Металлургия, 1977, с. 73, 107, 1 17-1 19. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЕЭЛЕКТРОЛИТНЫХ СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИХ ШЛАМОВ (57) Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может найти применение в производстве технического селена. Сущность способа заИзобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может найти применение в производстве технического селена марок СТ-1 и СТ вЂ” О.

Целью изобретения является повышение извлечения селена в готовую продукцию, упрощение технологического процесса, улучшение качества продукции и оздоровление экологической обстановки при производстве селена, Цель изобретения достигается тем, что извлечение селена из растворов системы пылегазоулавливания после очистки их от примесей тяжелых и благородных металлов производится путем восстановления содержащегося в них селена (4+) до селена(2-) при

75-85 С гидразин-гидратом или гидрази. ном, причем гидраэин-гидрат вводится в ко„„ Д „„1806087 АЗ ключается в том, что медный шлам обжигают при 700 — 720 С и образующуюся газовую фазу, содержащую диоксид селена, в системе пылегаэоулавливания обрабатывают карбонатно-щелочным раствором для улавливания селена, Селенсодержащий раствор очищают от примесей тяжелых и благородных металлов и, очищенный раствор при перемешивании нагревают до 75-.85 и вводят в него гидразин в количестве 40 — 60% или гидразин-гидрат в количестве 60 — 80% от массе селена в растворе. Процесс заканчивают при достижении потенциала (-700)+750) мВ по платиновому электроду относительно хлор-серебряного электрода. После этого в раствор подают воздух для .разложения полиселенидов натрия до элементарного. селена. Степень восстановления составляет 98 — 100%. 3 табл. пй личестве 60-80% от массы содержащегося Со в растворе селена, а гидразин вводится 40 — (60% от массы содержащегося в растворе Q селена.

Использование в качестве восстановителя гидразин-гидрата или гидразина, в которых, кроме основного вещества, нет примесей, приводящих к загрязнению получаемого селена, позволяет получать полисеяенидные растворы без заражения ия примесями, как в случае применения алюминиевого порошка, что позволяет получить более чистый селен.

В отличие от процесса восстановления селена алюминиевым порошком, протекающего с образованием в качестве побочного продукта гидроксида алюминия, при восстановлении гидразин-гидратом или гидрази1806087 йа2ЯеОз+ йгН4 НгО- Na2Se2+ N2 1 + H20

20

40 ном не происходит образования продуктов, требующих дополнительной переработки или утилизации, что улучшает экологическую обстановку йагЯег+ 02+ НгО. - Se + NaOH

Растворы, образующиеся при восстановлении селена гидразином и последующей их аэрации, не содержат ничего кроме щелочи и небольшого количества соединений селена, переходящих в раствор,на последней стадии аэрации

Se + NaOH = йагЯеОз+ йагЯег

Отсутствие в растворах после выделения селена гидрооксоалюминитных комплексов позволяет многократно использовать также растворы в голове процесса для улавливания селена, что приводит к сокращению объемов отвальных растворов и, соответственно, к повышению извлечения селена в готовую продукцию.

В данном способе положительный эффект достигается не только за счет подачи гидразина сверх стехеометрического расхода, необходимого для йолучения элементарного селена, но и за счет выделения (наработки) свободной щелочи в самом процессе восстановления, .что в дальнейшем приводит к перевосстановлению селена в растворе до степени окисления (-2), то есть к 100%-ному получению полиселенидов щелочных металлов.

Способ осуществляется следующим образом.

Медный шлам обжигают в одноподовой печи при температуре 700 — 720 С. Образующуюся газовую фазу, содержащую диоксид селена, в системе пылегазоулавливания обрабатывают карбонатно-щелочным раствором для улавливания селена. Селеносодержащий раствор очищают от примесей тяжелых и благородных металлов. Очищенный селеносодержащий раствор закачивают в мешалку с механическим перемешиванием, нагревают до температуры 75 — 85 С, после чего нагрев прекращают и в раствор задают гидразин в количестве 40 — 60% от массы селена в растворе или гидразин-гидрат в количестве 6080% от массы селена в растворе для проведения восстановления. Процесс заканчивают при достижении потенциала (-700)— (-750) М8 по платиновому электроду относительно хлор-серебрянного электрода.

Прекращают подачу восстановителя, раствор перемешивают в течение 5-10 мин и в мешалку подают воздух через диспергирующее устройство для разложения полиселенидов натрия до элементарного селена.

Процесс разложения заканчивают при полном обесцвечивании раствора. Примеры выполнения заявляемого способа приведены в табл.1.

Из таблицы и. 3-5 вйдно, что оптимальный расход гидразина лежит в интервале

40-60% к массе селена в растворе.

Подача на восстановление гидразина менее 40, как видно из п.2, не позволяет достичь полноты восстановления и приводит к обороту большого количества селена, Подача гидразина более 60% п,6, приводит к перерасходу реагента и не отражается по- ложительно на степени извлечения селена в готовую продукцию.

Использование гидразин-гидрата в качестве восстановителя менее 60% от массы

25 селена в растворе также не обеспечивает полноту восстановления селена и, 7, а оптимальный расход лежит в интервале 60 — 80% пп 8 — 10. Использование гидразин-гидрата в количестве более 80% приводит к перерасЗ0 ходу реагента и не отражается положительно на степени извлечения селена в готовую продукцию.

Преимущества заявляемого способа, по сравнению с прототипом, заключаются в 5 следующем, Повышение извлечения селена достигается как за счет сокращения объема отвальных растворов, так и за счет отсутствия твердых отходов, содержащих селен, Улучшение качества товарного селена достигается тем, что при восстановлении раствор не подвергается дополнительному загрязнению примесями из восстановителя.

45 Упрощение технологической схемы происходит также из-за отсутствия при восстановлении твердых продуктов, что дает возможность сократить количество оборудования на 5 единиц в количестве операций, проводить восстановление и разложение полиселенидовых растворов в одном аппарате.

Улучшение экологических показателей обусловлено снижением объема технологи55 ческих растворов как за счет отсутствия бедных селенидных промывных растворов, так и за счет использования растворов в системе п ылегазоулавливания.

Исследования показали, что возможен по крайней мере десятикратный оборот рас1806087 полученного диоксида селена щелочно-карбонатными растворами, очистку последних от примесей металлов, восстановление селена в растворе до полиселенидов, получе5 ние элементарного селена аэрацией раствора, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения извлечения селена и чистоты его. упрощения процесса и снижения загрязнения окружающей среды, перед вос10 становлением селена раствор нагревают до

75 — 85 С, а в качестве восстановителя используют гидразин в количестве 40 — 60 или гидразин-гидрат в количестве 60-80 от массы содержащегося в растворе селена, Таблица 1

Кон ент а ия селена, г/л

Содержание алюминия в р-ре, г/л

Расход восстановителя к массе селена, В виде Степень полиселе- восстанидов новления, О

Конечная в виде селенита

Исходная в виде селенита пп

Прототип

Алюминиевый порошок

100

78,5

78,5

Заявляемый способ

Гидразин

91,3

91,3

91,3

91,3

91,3

87,5

96,0

97,7

100

89,8

97,6

89,2

91,3

91,3

11,5

3,7

2,1

2

4

6

Гидразингидрат

90,3

100,5

101,8

103,0

103,0

103

103

103

103

103

87,7

97,6

98,8

100

12,7

2,5

1,2

8

11 творов беэ ухудшения качества получаемого селена. Поэтому, с учетом промвод, объем выводимых растворов снижается в 20 раз, что обеспечивает утилизацию сбросных растворов, и т.к. отсутствуют соединения алюминия, утилизация сбросных растворов значительно упрощается.

Сравнительные технико-экономические показатели заявляемого способа-прототипа приведены в табл.3.

Формула изобретения

Способ переработки медеэлектролитных селенсодержащих шламов, включающий окислительный обжиг, улавливание

Не учтены потеPN селена при фильтрации

AI(OH)a, равные

2,2

1806087

Таблица 2

ЕН

Температура, С

ЬИФ пп

Примечание

Начальный

Конечный

Мв

-1,93

-520

1,5

0,42

-450

-443

4,0

3,0

-707 ,-720 -127

-740

93

98

100

1,0

0,25

0,17

0,14

0,06

0,05

0,06

0,04

2,0 . 1,2

0,83

0.75

-394

-440

-448

-451

3

5

Сильное выделение аэозоля

* Расход гидразин-гидрата на восстановление во всех опытах был 70 от массы селена в растворе.

Таблица 3

Сравнительные технико-экономические показатели

Базовый способ

Заявляемый способ

Показатель

Стоимость реагентов на 1 т селена, тыс. руб.

Стоимость готовой продукции, тыс, руб/т

Стоимость селена, полученного за счет повышения извлечения, тыс, руб

Количество образующихся отходов íà I т товарного селена растворов, м твердых, тн

Количество па тий селена ма ки СТ-О, 1,05

19.0

2,1

22,0

100,0

1,0

Составитель В. Чегодаев

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 960 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Время появления окраски (от начала опыта), ч

Время появления элементарн. селена (от нача-. ла опыта), ч

Продолжительность

ПОЛНОГО восстд новления селена, ч

-eo селена в форме полиселенидов, $

Восстановние не призошло, 45 селена в элементарном виде