Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп
Владельцы патента RU 2244032:
Общество с ограниченной ответственностью "Композиционные материалы" (RU)
Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для извлечения и концентрирования меди при переработке шахтных вод и других отходов медных производств. Способ включает сорбцию меди из пульп, содержащих 15-20 масс.% (NH4)2CO3, иминодиацетатным амфолитом без предварительного отделения твердой части, что обеспечивает увеличение степени очистки меди от примесей. 2 табл.
Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для извлечения и концентрирования меди при переработке шахтных вод и других отходов медных производств.
Широко известен цементационный способ извлечения меди из кислых шахтных вод, основанный на восстановлении меди железным скрапом [1]. Основными недостатками этого способа являются низкая степень извлечения меди (не более 50%) и невысокое содержание ее в цементном осадке (не более 30%).
Известен также способ сорбционного извлечения меди из шахтных вод, включающий в себя нейтрализацию кислых стоков, осаждение и фильтрацию железа, сорбцию меди из осветленного раствора иминодиацетатным амфолитом АНКБ-35 с последующей десорбцией ее раствором серной кислоты [2]. Существенным недостатком указанного способа является наличие стадии фильтрации гидроксида железа. Эта стадия является трудоемким и энергоемким процессом, что делает экономически невыгодным извлечение меди из шахтных вод этим способом. Кроме этого, происходит частичная потеря меди за счет соосаждения ее с гидроксидом железа. Недостаточна и селективность извлечения, связанная с сорбцией ряда примесей при рН более 3,5.
Известен способ (прототип) сорбционного извлечения меди из шахтных вод и пульп [3]. По указанному способу сорбцию меди из шахтных вод ведут после их реагентной обработки до рН 3,0-3,5 иминодиацетатным амфолитом в статических условиях без предварительной фильтрации растворов при отношении Ж:Т (жидкое: твердое) = 5-7, времени контакта фаз 5-7 часов, отношение твердое : ионит - 5-6. Указанный способ взят в качестве прототипа как наиболее близкий к заявляемому и отличающийся высокой эффективностью. Существенным недостатком указанного способа является недостаточная степень чистоты получаемого при десорбции раствора меди. Поскольку при рН 3-3,5 в раствор из осадка переходят многие элементы ( железо, цинк, алюминий и т.д.), они частично сорбируются на ионите и при десорбции загрязняют раствор меди.
Технический результат предлагаемого способа достигается путем проведения сорбции меди из пульп, содержащих 15-20 мас.% (NH4)2CO3, иминодиацетатным амфолитом без предварительного отделения твердой части при соотношении твердое : жидкое 1:5-1:7, времени контакта фаз 5-7 часов, соотношении твердое : ионит 5-6, с последующей ее десорбцией серной кислотой. В данных условиях происходит селективный переход ионов меди из твердой части шлама в раствор и одновременная сорбция меди на амфолите. В то же время железо, цинк, алюминий и прочие компоненты шлама остаются преимущественно в нерастворимых формах и амфолитом не сорбируются.
Уменьшение и увеличение концентрации (NH4)2CO3 сверх указанных нецелесообразно. В первом случае резко уменьшается степень извлечения меди. При концентрации (NH4)2CO3 более 20 массовых % практически не происходит увеличения степени извлечения меди из шламов. В то же время увеличиваются материальные затраты на проведение процесса.
Пример 1. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 4 грамм ( в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж:Т =5 и выдерживали при перемешивании в течение 5 часов при различных концентрациях (NH4)2CO3 при комнатной температуре. Результаты исследований приведены в табл.1.
| Таблица 1. Влияние концентрации (NH4)2CO3 на степень извлечения меди из шлама. | ||
| № п/п | Концентрация (NH4)2CO3 маc.% | Степень извлечения меди,% |
| 1 | 12 | 42 |
| 2 | 15 | 49 |
| 3 | 17,5 | 50 |
| 4 | 20 | 51 |
| 5 | 22 | 51,2 |
Пример 2. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 4 грамм ( в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж:Т=5 и выдерживали при перемешивании в течение 5 часов при рН 3 (способ-прототип) и концентрации (NH4)2CO3 - 15 мас.% (заявляемый способ) при комнатной температуре. После этого проводили процесс десорбции серной кислотой с концентрацией 200 г/дм3. Результаты исследований приведены в табл.2.
| Таблица 2. Сравнение заявляемого способа и способа-прототипа | ||||
| Способ | Содержание ионов элементов в элюате (к общему числу),% | |||
| Медь | Железо | Цинк | Алюминий | |
| Прототип | 56,4 | 5,1 | 23,0 | 12,2 |
| Заявляемый | 85,5 | 3,5 | 10,2 | 0,4 |
Таким образом, совокупность заявленных признаков позволяет решить задачу, обеспечив эффективное и более селективное извлечение меди из шахтных вод и пульп. Предложенный способ прост и позволяет решить экологические проблемы за счет утилизации тяжелых металлов из сбросных растворов и пульп.
Список использованных источников
1. Рогов Б.М., Пинигин В.К. Совершенствование технологии очистки рудничных вод Кировградского медеплавильного комбината. Свердловск, 1990.
2. Рычков В.Н., Черный М.Л. //Химия, технология и промышленная экология неорганических соединений, Пермь, 2000, вып. 3, с.140-143.
3. Рычков В.Н., Черный М.Л., Кириллов Е.В. Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп //Патент РФ №2213154 от 27.09.03. Опубл. в бюл. №27, 27.09.03.
Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп, включающий в себя сорбцию меди из растворов и пульп иминодиацетатным амфолитом без предварительного отделения твердой части при соотношении твердое: жидкое 1:5–1:7, времени контакта фаз 5-7 ч, соотношении твердое: амфолит 5-6 с последующей ее десорбцией серной кислотой, отличающийся тем, что процесс сорбции ведут из пульп, содержащих 15-20 мас.% (NН4)2CO3.
