Способ отгонки осмия в газовую фазу из сернокислотных шламов медного производства

 

Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для эффективного извлечения такого редкого элемента, как осмий, из отходов медного производства. Из исходного сырья – сернокислотных шламов медного производства предварительно осуществляют отгонку органических компонентов в восстановительной среде. Затем осуществляют отгонку металлов гидрометаллургическим методом в реакторах с добавлением разбавленной серной кислоты и окислителя. Оставшийся кек гранулируют, сушат при температуре 40-50°С и нагревают в шахтной печи при 450-500°С. В дальнейшем из отходящих газов известными методами извлекают осмий. Использование заявленного решения, по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения, обеспечивает возможность селективного и высокоэффективного (до 98%) извлечения осмия в газовую фазу из бедных по этому компоненту отходов медного производства. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии редких металлов и может быть использовано для эффективного извлечения такого редкого элемента, как осмий, из отходов медного производства.

Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков.

Известен способ восстановительной электроплавки свинцовистых пылей медного производства, включающий предварительную грануляцию пыли, добавку в шихту соды, загрузку коксика и железного скрапа и обеспечение отгонки осмия и рения в газовую фазу при 1150°С, см. Смирнов М.П. и др. Комплексная переработка свинец-ренийсодержащих пылей медных заводов, -Цветные металлы, 1984, №6, с.3-6.

Недостатком данного способа является то, что осмий преимущественно остается в расплаве и высокого его извлечения в газовую фазу не происходит.

Известен способ отгонки рения и осмия в газовую фазу из свинцовистых ренийсодержащих пылей и сернокислотных шламов медного производства, включающий грануляцию исходного сырья и его нагрев, который характеризуется тем, что нагрев производят до 750-850°С с пропусканием через слой гранулированного сырья газов, содержащих не менее 5% сернистого газа, см. патент РФ №2051192.

Эта технология позволяет повысить селективность извлечения осмия в газовую фазу.

Известен способ отгонки рения и осмия в газовую фазу из свинцовистых ренийсодержащих пылей и сернокислотных шламов медного производства, включающий грануляцию исходного сырья и его нагрев, который характеризуется тем, что нагрев ведут до 800-900°С с пропусканием газов через слой гранулированного сырья, см. патент РФ №2051193.

Данная технология позволяет несколько повысить показатели извлечения осмия из достаточно бедного сырья.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.

В известном способе окислитель в первую очередь расходуется на окисление находящегося в исходном сырье сульфида свинца, после чего появляется возможность отгонки до 75% осмия в газовую фазу.

Изобретение решает задачу совершенствования технологии переработки сернокислотных шламов медного производства с целью повышения показателя извлечения такого редкого элемента, как осмий, уникальность и многообразие свойств которого обеспечивают постоянный высокий спрос на него на внутреннем и на международном рынке. Технический результат, получаемый при использовании изобретения, при обработке бедного по осмию сырья заключается в том, что предварительная отгонка металлов, в том числе осмия, гидрометаллургическим методом позволяет вскрыть соединения осмия, т.е. ослабить их физико-механические связи, и вести в дальнейшем обжиг при сравнительно невысоких температурах, избегая спекания кека, что в результате позволяет довести степень извлечения осмия до 97-98%, а также снизить энергозатраты, себестоимость продукции, обеспечивает возможность использования более дешевых материалов и оборудования.

Данный технический результат достигается тем, что способ отгонки осмия в газовую фазу из сернокислотных шламов медного производства, включающий грануляцию и нагрев, характеризуется тем, перед грануляцией проводят предварительную отгонку органических компонентов в восстановительной среде и последующую отгонку металлов гидрометаллургическим методом в реакторах с добавлением разбавленной серной кислоты и окислителя, грануляции подвергают полученный после гидрометаллургического метода кек, который сушат и подвергают нагреву в шахтной печи при 450-500°С.

Кроме этого, заявленное решение имеет ряд признаков, характеризующих изобретение в частных случаях его реализации, а именно:

- в качестве окислителя используют хромовый ангидрид,

- в качестве окислителя используют марганцовокислый калий.

Способ реализуют следующим образом.

Перед грануляцией из исходного сырья - сернокислотных шламов медного производства предварительно осуществляют отгонку органических компонентов в восстановительной среде (азот, углекислый газ и т.п.).

Затем осуществляют отгонку металлов гидрометаллургическим методом в реакторах с добавлением разбавленной серной кислоты и окислителя, в качестве которого используют хромовый ангидрид или марганцовокислый калий. Полученный после гидрометаллургического метода кек гранулируют, сушат при температуре 40-50°С и подвергают нагреву в шахтной печи при 450-500°С.

В дальнейшем из отходящих газов известными методами извлекают осмий.

Отгонка металлов гидрометаллургическим методом, которая предшествует отгонке осмия, снижает вероятность нежелательного спекания металлов в последующем процессе отжига, повышает селективность отгонки осмия и степень его извлечения.

Результаты испытаний заявленной технологии отгонки осмия в газовую фазу из сернокислотных шламов медного производства с низким содержанием осмия 40-50 г/т приведены в таблице.

Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает возможность селективного и высокоэффективного (до 98%) извлечения осмия в газовую фазу из бедных по этому компоненту отходов медного производства.

Формула изобретения

1. Способ отгонки осмия в газовую фазу из сернокислотных шламов медного производства, включающий грануляцию и нагрев, отличающийся тем, что перед грануляцией проводят предварительную отгонку органических компонентов в восстановительной среде и последующую отгонку металлов гидрометаллургическим методом в реакторах с добавлением разбавленной серной кислоты и окислителя, грануляции подвергают полученный после гидрометаллургического метода кек, который сушат и подвергают нагреву в шахтной печи при 450-500°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют хромовый ангидрид.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют марганцово-кислый калий.