Способ получения медного купороса

 

Изобретение относится к цветным металлургии и гидрометаллургии и может быть использовано в медеэлектролитном производстве, в кучном и подземном выщелачивании и в переработке шахтных вод. Сущность изобретения: способ получения медного купороса включает в себя предварительную очистку сернокислых растворов от примесных металлов, упаривание и кристаллизацию, причем упаривание ведут при массовом соотношении меди к серной кислоте (1 : 2) в исходном растворе до (1 - 3) : 1 - в упаренном, а кристаллизацию после выпарки проводят в течение 24 - 72 ч. 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и гидрометаллургии и может быть использовано в медеэлектролитном производстве, в кучном и подземном выщелачивании и в переработке шахтных вод.

При электролитическом рафинировании меди такие примеси, как железо, цинк и др. частично или полостью переходят и накапливаются в электролите, что приводит к ухудшению показателей процесса электрорафинирования и качества катодной меди. В медеэлектролитном производстве, а также при возврате оборотных растворов после электролиза в процессе выщелачивания либо на десорбцию необходимо очищать электролит от примесей или часть его выводить на получение побочных продуктов.

Известен способ выведения меди из сульфатных растворов на различных сорбентах. При этом наряду с медью из электролита сорбируются и ионы примесей. Однако в кислой среде сорбиция проходит плохо и поэтому метод непригоден для очистки медьсодержащих сточных вод [1] Основным недостатком способа является также недостаточно полное выделение целевого продукта.

По технической сущности к изобретению наиболее близок способ получения медного купороса упариванием и кристаллизацией с предварительной нейтрализацией, гидролизом и фильтрацией растворов [2] Для существующего способа характерны сложность процесса очистки растворов от примесей, большой расход реагентов и недостаточная эффективность процесса.

Технический результат изобретения повышение чистоты готового целевого продукта и интенсификации процесса получения медного купороса из шахтных вод.

Это достигается тем, что в способе получения медного купороса из шахтных вод, включающем предварительную очистку растворов от железа и цинка, упаривание и кристаллизацию; причем упаривание ведут от соотношения меди к серной кислоте 1:2 в исходном растворе до (1-3):1 в упаренном. Кристаллизацию после упарки проводят в течение 24-73 ч. При этом необходимо отметить, что проведение процесса получения медного купороса упариванием с последующей кристаллизацией при соблюдении указанных соотношений составляющих (меди и серной кислоты) системы позволило получить и ускорило достижение наибольшего эффекта за счет поддержки наиболее рациональных (оптимальных) взаимодействий параметров процесса. Неучет параметров взаимодействия на эффект технологического процесса в прототипе не позволяет достичь высокого выхода готового продукта.

Сущность изобретения заключается в следующем. Определяют концентрации основных компонентов исходного и выпариваемого растворов, их соотношения, рН, плотности и объемы выпариваемых растворов, регистрируют время кристаллизации.

Опыты 1 и 2.

Поддерживают соотношение концентраций меди и серной кислоты в исходном растворе: на уровне 1: 2 (45:(90-100) г/л); на уровне 0,5: 1 (22,5:(45-50)г/л); соотношение концентраций меди и серной кислоты в упаренном растворе: на уровне 3:1; на уровне 1:1; время кристаллизации: 1/72 ч; 2/24ч.

Усредненные показатели процесса по предлагаемому способу приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из приведенных данных, на выход и чистоту готового продукта при выпаривании концентрированных (исходных) растворов влияет соотношение меди и серной кислоты. Наибольший выход при соотношении меди к серной кислоте 1: 2 (45:(90-100)) в исходном растворе до его упарки (соотношение меди к серной кислоте 1:3). При выпаривании разбавленных растворов соотношение меди к серной кислоте 1:2, но концентрации соотносятся как (22,5:50) г/л, необходимо большее время кристаллизации. В свою очередь время кристаллизации также определяется соотношением концентраций меди и серной кислоты в исходном и выпариваемом растворах, т.е. все указанные факторы процесса взаимосвязаны.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить медный купорос высшего качества без примесей, интенсифицировать процесс в 2 раза и сократить расход реагентов в 2-3 раза по сравнению с прототипом.

Полученные маточники направляются на электролиз, а промывные воды на десорбцию, выщелачивание либо на электролиз, что позволяет организовать замкнутый водооборот и улучшить экологическую ситуацию на объектах.

П р и м е р (по прототипу). Нейтрализация, гидролиз, фильтрация предварительные стадии перед упариванием и кристаллизацией. Выход готового продукта 40-50% (40-50 г).

Предлагаемый способ имеет как научно-теоретическое, так и прикладное значение. Его использование позволит решить проблему очистки шахтных вод, комплексности извлечения наиболее ценных компонентов из них: меди, железа, цинка и др. с получением товарных продуктов. До настоящего времени эта проблема наиболее сложная и практически неразрешимая в комплексе.

Формула изобретения

Способ получения медного купороса из сернокислого раствора, включающий предварительную очистку его от примесных металлов, упаривание и кристаллизацию, отличающийся тем, что упаривание осуществляют при массовом соотношении меди к серной кислоте в исходном растворе 1 2 до 1 3 1 соответственно в упаренном, а кристаллизацию упаренного раствора ведут в течение 24 72 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1