Способ переработки медеэлектролитного шлама

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают. Из обезмеженного шлама удаляют соединения свинца и сурьмы, полученный шлам смешивают с катодным продуктом выщелачивания селена из медеэлектролитного шлама в соотношении 5÷10:1, затем ведут катодное выщелачивание в щелочном электролите из полученной смеси при плотности тока 2000-3000 А/м2. Для предотвращения кругооборота селена между катодом и анодом их разделяют проницаемой для электролита перегородкой. Обеспечивается повышение скорости катодного выщелачивания селена в 2-2,5 раза, а также уменьшение остаточного содержания селена в шламе в 1,5-2 раза. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке шламов электролитического рафинирования меди.

Анодные шламы являются важным источником благородных металлов и халькогенов. Многокомпонентность, многообразие химических соединений и фаз, существенные отличия шламов на разных предприятиях обусловливают наличие множества технологических схем и приемов извлечения селена и теллура в виде товарных продуктов, а также получение сплава серебряно-золотого. В любом случае переработка шлама включает ряд последовательных стадий, имеющих целью удаление меди и никеля, выделение селена и теллура с выпуском их в виде товарных продуктов (1. Металлургия благородных металлов: В 2-х кн. Кн. 1 / Ю.А. Котляр, М.А. Меретуков, Л.С. Стрижко. - М.: МИСИС, «Руда и металлы», 2005 г., - 432 с.; 2. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.Г. Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1987. - 366 с.; 3. Меретуков М.А., Орлов A.M. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. - М.: Металлургия, 1990. - 416).

Базовая стадия переработки шламов - плавка. Это универсальный прием отделения благородных металлов от многочисленных примесей, характеризуется высокой скоростью и качеством товарного сплава. Вместе с тем плавка является основным источником потерь драгоценных металлов в оборотных продуктах (пылях, шлаках, выломках). Содержание в шламах значительного количества свинца, мышьяка и сурьмы предопределяет их переход в газовую фазу в виде летучих оксидов, что обусловливает большие объемы незавершенного производства, повышенную вредность плавильного передела. Дополнением или альтернативой плавки могут рассматриваться различные гидрометаллургические операции.

Применяемые на практике и предлагаемые специалистами гидрометаллургические методы переработки шламов основаны на применении сульфатизирующих, окислительных, автоклавных и электрохимических технологий. Металлическую медь и оксидный никель выделяют из шламов преимущественно автоклавными методами или способами низко- и высокотемпературной сульфатизации. Соединения свинца удаляют из шлама выщелачиванием различными растворами или флотацией.

Для извлечения из шламов селена и теллура используют азотнокислое выщелачивание, гидрохлорирование, автоклавное выщелачивание в щелочных растворах (4. Беленький A.M., Петров Г.В., Бодуэн А.Я., Куколевский А.С. Азотнокислое выщелачивание медеэлектролитных шламов // Записки Горного института: Новые технологии в металлургии, химии, обогащении и экологии. - СПб, 2006. - Т. 169. - С. 53-56; 5. Пат. №2215801 РФ, МПК7 С22В 11/00. Способ получения селективных концентратов благородных металлов/ Грейвер Т.Н., Волков Л.В., Шнеерсон Я.М. и др.; опубл. 10.11.2003). Указанные приемы сопряжены с использованием агрессивных реагентов и сложной аппаратуры, не обеспечивают селективность.

В практике отечественных предприятий для извлечения селена применяют преимущественно окислительный обжиг, обжигово-селенидную схему или непосредственную плавку обезмеженных шламов. В любом случае селен переводят в газовую фазу и на последующих стадиях улавливают кислыми или щелочными растворами. При этом все проблемы, связанные с присутствием плавильной операции в технологической схеме, остаются.

Известен способ, выбранный в качестве прототипа и включающий катодное выщелачивание селена из обезмеженного шлама в щелочном электролите. Оптимальные условия процесса: концентрация NaOH>100 г/л, температура >70°C, отношение Т:Ж от 1:7 до 1:10, катодная плотность тока 800-1200 А/м2 (6. Авт.свид. №496963, СССР. Способ извлечения селена из селенсодержащих шламов электровыщелачиванием / Угорец М.З., Костиков А.И., Букетов Е.А. и др; опубл. 25.12.1975).

Технически способ сводится к катодной поляризации шлама, помещенного на донный катод. В основе способа реакция, протекающая в объемном (насыпном) катоде:

в результате которой серебро восстанавливается до металла и остается в порошкообразном виде в составе твердого продукта, а селен переходит в раствор в форме селенида натрия Na2Se. При этом извлечение селена из шлама >95%. Из щелочных растворов селен извлекают известными методами с получением товарного продукта. Электровыщелачивание селена в две стадии позволяет уменьшить содержание селена в кеке до 0,7-1,0%. Благородные металлы при электровыщелачивании в раствор не переходят, а кек обогащается по ним на 30-40%. Одновременно происходит обогащение кека по свинцу и сурьме. Выход кека составляет 76-80%.

Технологическая простота, «мягкость» режимов, отсутствие газовых выбросов на стадии выделения селена из шлама являются существенными достоинствами прототипа. Вместе с тем переработка шламов по способу-прототипу сопряжена с существенными сложностями. Основные компоненты обезмеженного шлама - халькогениды серебра и меди, сульфаты и антимонаты свинца, оксиды сурьмы, мышьяка, висмута - являются диэлектриками или полупроводниками. Токоподвод к отдельным частицам шлама от металлического катода затруднен. При достижении некоторой критической плотности тока (в прототипе 800-1200 А на 1 м2 площади токоподвода) - получает развитие побочный процесс выделения водорода:

Дальнейшее повышение плотности тока скорость целевого процесса (реакция 1) не увеличивает и даже уменьшает вследствие ухудшения контакта частиц шлама с токоподводом при разрыхления слоя газообразным водородом.

Сульфат свинца, содержание которого в шламе достигает 20-30%, при катодной поляризации восстанавливается с образованием металлического свинца:

На протекание этого процесса расходуется значительная часть тока, скорость целевого процесса падает, а при плавке катодного продукта сохраняются проблемы, сопровождающие перевод свинца в шлак или в газовую фазу.

Основным процессом, протекающим на аноде в способе-прототипе, является образование кислорода:

По мере накопления селенид-иона в растворе получают развитие процессы его окисления на аноде и окисления кислородом с образованием элементного порошкообразного селена и селенит-иона:

При донном расположении катода, анод располагают над ним. Элементный селен с поверхности анода осыпается на катод, где вновь восстанавливается до селенид-иона:

В результате подобного «круговорота» селена эффективность электролиза заметно падает, а катодный продукт выщелачивания селена из медеэлектролитного шлама в любом случае содержит некоторое количество селена.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков и направлено на повышение скорости и степени выщелачивания селена при восстановительной электрохимической переработке медеэлектролитного шлама.

Указанная цель достигается при использовании способа переработки медеэлектролитного шлама, включающего его обезмеживание и катодное выщелачивание селена в щелочном электролите, отличающегося тем, что из обезмеженного шлама удаляют соединения свинца и сурьмы, полученный шлам смешивают с катодным продуктом выщелачивания селена из медеэлектролитного шлама в соотношении 5÷10:1, затем ведут катодное выщелачивание селена в щелочном электролите из полученной смеси при плотности тока 2000-3000 А/м2, при этом для предотвращения кругооборота селена между катодом и анодом их разделяют проницаемой для электролита перегородкой.

Первой особенностью предлагаемого способа является выведение соединений свинца и сурьмы из шлама перед катодным выщелачиванием селена. В числе известных гидрометаллургических методов выделение свинца из шлама выщелачивание солевыми растворами (7. РФ №2109823 от 27.04.1998; 8. РФ №2071978 от 20.01.1997), этилендиамином (9. Взородов С.А., Шевелева Л.Д. и др. Получение свинцового сурика при переработке медеэлектролитного шлама. / Цветные металлы, №7, 1982, с. 21-2), флотация (10. РФ №2451759 от 27.05.2012) и др. Каждый из отмеченных методов имеет свои достоинства и недостатки, но в любом случае позволяет снизить содержание свинца в шламе с 20-30% до 2-3%. Исследования показали, что при таком содержании негативное влияние свинца на катодное выщелачивание селена сводится к минимуму.

Для повышения электронной проводимости шлама и допустимой плотности тока с первых минут электролиза целесообразно увеличить в нем содержание металлической фазы. С этой целью перед электролизом в шлам рекомендуется добавлять ранее полученный продукт. Анализ показывает, что после катодного выщелачивания в оптимальных условиях содержание хорошо проводящего ток металлического серебра в шламе поднимается до 70-80%. Добавка такого материала к исходному шламу резко меняет характер поляризации, даже при очень высоких плотностях тока протекание побочных процессов (реакция 2) минимально. Установлено, что оптимальное соотношение шлама и катодного продукта в смеси должно составлять 5÷10:1. При меньшей дозировке катодного продукта допустимая плотность тока невелика, а большая дозировка не дает ожидаемого эффекта, но увеличивает массу оборотного шлама. После выделения из шлама свинца и подмешивания катодного продукта в рекомендуемом соотношении плотность тока может быть увеличена до 2000-3000 А/м2, соответственно возрастает скорость целевого процесса (реакция 1).

С целью предотвращения кругооборота селена между катодом и анодом электроды разделяют проницаемой для электролита перегородкой, например фильтротканью. В результате остаточное содержание селена в катодном продукте может быть снижено до 0,4-0,6%.

Примером реализации предложенного способа могут быть результаты следующих опытов.

Обезмеженный шлам электролиза меди (УГМК) содержал 29% Pb; 19% Ag; 7,5% Se. После флотации (11) содержание свинца в шламе снизилось до 2,5%. К подготовленному указанным образом шламу подмешивали катодный продукт от ранее проведенных опытов. Навески подготовленной смеси, содержащей 100 г исходного шлама и заданное количество катодного продукта, помещали на донный катод лабораторного электролизера, заливали электролит (1 л) с концентрацией NaOH=120 г/л и проводили катодное выщелачивание при различной плотности тока и температуре 80°C.

В первой серии опытов через 5 часов электролиза катодный осадок выгружали из ванны, фильтровали, промывали, сушили и анализировали на содержание селена. По результатам анализа определяли степень выщелачивания селена из шлама. В случае заведомо незавершенного процесса по целевой реакции (1) данный показатель характеризует его скорость или, другими словами, скорость перехода селена в раствор.

Во второй серии опытов электролиз проводили в течение 20 часов. Количество израсходованного за это время электричества (А·час) было в 2 раза больше, чем по расчету требуется для полного выщелачивания селена в навеске. Полученное остаточное содержание селена в тщательно промытом продукте электролиза принято за конечное, достигнутое при тех или иных условиях. Для сравнения в обеих сериях проведены опыты по способу прототипа, в т.ч. при температуре 80°C без предварительного удаления свинца, без подмешивания катодного продукта и без разделения электродов перегородкой.

Результаты опытов приведены в таблице 1. Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предполагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения дает возможность повысить скорость катодного выщелачивания селена в 2-2,5 раза по сравнению со способом-прототипом, а остаточное содержание селена в шламе по сравнению с известными методами уменьшить в 1,5-2 раза.

Способ переработки медеэлектролитного шлама, включающий его обезмеживание и катодное выщелачивание селена в щелочном электролите, отличающийся тем, что из обезмеженного шлама удаляют соединения свинца и сурьмы, полученный шлам смешивают с катодным продуктом выщелачивания селена из медеэлектролитного шлама в соотношении 5÷10:1, затем ведут катодное выщелачивание в щелочном электролите из полученной смеси при плотности тока 2000-3000 А/м2, при этом для предотвращения кругооборота селена между катодом и анодом их разделяют проницаемой для электролита перегородкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения коллективного концентрата для извлечения благородных металлов из глинисто-солевых отходов предприятий, перерабатывающих калийно-магниевые руды и каменную соль.

Изобретение относится к отражательной печи для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, накопительную ванну и наклонную площадку, ограниченные подом и стенками, свод, две сливные летки, поворотную чашу, газоход и сварной каркас, на котором все размещено.

Изобретение относится к гидрометаллургии, а именно к выщелачиванию молибдена из техногенных минеральных образований, и предназначено для извлечения молибдена. Способ включает электрохимический и фотохимический синтез в выщелачивающем растворе активных окислителей и комплексообразователей с получением анолита и католита.
Изобретение относится к способу комплексной переработки красного шлама - отходов глиноземного производства, содержащего гематит, шамозит, гетит, магнетит, алюмосиликаты, для получения железосодержащего концентрата и алюмосиликатного продукта и изготовления строительных материалов.
Изобретение относится к способу переработки медно-ванадиевых отходов процесса очистки тетрахлорида титана. Твердые медно-ванадивые отходы выщелачивают водой с получением медно-ванадиевой пульпы, в которую подают гипохлорит кальция или осветленную пульпу газоочистных сооружений титано-магниевого производства с концентрацией активного хлора, равной 15-90 г/дм3, при соотношении гипохлорита кальция к медно-ванадиевой пульпе, равном (1,5-2,0):1.

Изобретение относится к способу извлечения металлов из потока, обогащенного углеводородами и углеродистыми остатками, при помощи секции обработки. Способ включает направление указанного потока на экстракцию путем смешивания указанного потока с подходящим гидрофилизирующим агентом, способным устранять гидрофобные свойства указанного потока, направление смеси, состоящей из указанного потока и указанного гидрофилизирующего агента, на разделение с отделением жидкой фазы, содержащей большую часть гидрофилизирующего агента и углеводородов, растворенных из твердой фазы.

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор.

Изобретение относится к области переработки отходов. Установка содержит последовательно установленные загрузочный бункер, мартеновскую печь, камеру дожигания, рекуператор нагрева воздуха горения, теплоутилизатор, дымосос и дымовую трубу, средство подачи топлива.

Группа изобретений относится к утилизации твердых ртутьсодержащих отходов, в частности люминесцентных ламп. Способ утилизации твердых ртутьсодержащих отходов включает стадию окисления с последующей выдержкой, обработку смеси отходов с демеркуризационным раствором полисульфида щелочного металла с последующим выдерживанием реакционной смеси.

Изобретение относится к двухванной отражательной печи с копильником для переплава алюминиевых ломов. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, две сливные летки, газоход и постамент, на котором все размещено.

Изобретение относится к способу извлечения рения и платиновых металлов из отработанных катализаторов на носителях из оксида алюминия. Способ включает окислительный обжиг, перколяционное выщелачивание огарка водным раствором окислителя или смеси окислителей с получением ренийсодержащего раствора и нерастворимого остатка, сорбцию рения из ренийсодержащего раствора в отдельном аппарате, сушку нерастворимого остатка, последующее шихтование с флюсами и плавку на металлический коллектор.
Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для извлечения рения из растворов и пульп. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения на анионах.
Изобретение относится к способу извлечения рения из кислых растворов. Способ включает осаждение сульфидов рения обработкой сульфидсодержащим осадителем в присутствии реагента-восстановителя в виде гидразинсодержащего соединения и прогревание реакционной смеси.
Изобретение относится к области металлургии редких тугоплавких металлов. Способ получения металлического рения путем восстановления перрената аммония включает размещение порошка перрената аммония в лодочке и его восстановление противотоком остро осушенного водорода с непрерывным продвижением лодочки в трубчатой печи при температуре 300-330 °С.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и благородных металлов. Способ включает растворение платины и рения соляной кислотой, обработку раствора в две ступени гидроксидом натрия на первой ступени с образованием частиц Pt(OH)4 и тиосульфатом натрия на второй ступени с образованием частиц ReS2.
Изобретение относится к способу разделения сульфидов платины и рения. .
Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способу переработки дезактивированных катализаторов на носителях из оксида алюминия, содержащих металлы платиновой группы и рений, и может быть использован при переработке вторичного сырья.
Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава.
Изобретение относится к области извлечения редких элементов из горных пород, в частности из пород и руд черносланцевых формаций и продуктов их переработки, и может быть использовано в области прикладной геохимии, при поиске месторождений полезных ископаемых, в частности для извлечения рения.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке концентратов флотации шламов электролиза меди, содержащих селенид серебра, и может быть использовано при производстве серебра и солей селена из шламов медного производства. Способ включает выщелачивание исходного флотоконцентрата при комнатной температуре раствором щелочи в присутствии реагента-окислителя при соотношении Ж:Т, равном 10, с переводом благородных металлов в осадок. При этом селен переводят в раствор в виде селенитов натрия. В качестве реагента-окислителя используют пероксид водорода в количестве 20-30% от массы перерабатываемого концентрата. Техническим результатом является упрощение процесса за счет сокращения стадий при сохранении высоких показателей извлечения и разделения серебра и селена. Кроме того, способ позволяет использовать экологически безопасные и недорогие реагенты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают. Из обезмеженного шлама удаляют соединения свинца и сурьмы, полученный шлам смешивают с катодным продуктом выщелачивания селена из медеэлектролитного шлама в соотношении 5÷10:1, затем ведут катодное выщелачивание в щелочном электролите из полученной смеси при плотности тока 2000-3000 Ам2. Для предотвращения кругооборота селена между катодом и анодом их разделяют проницаемой для электролита перегородкой. Обеспечивается повышение скорости катодного выщелачивания селена в 2-2,5 раза, а также уменьшение остаточного содержания селена в шламе в 1,5-2 раза. 1 табл., 1 пр.

Наверх