Способ переработки медеэлектролитного шлама



Способ переработки медеэлектролитного шлама
Способ переработки медеэлектролитного шлама

 


Владельцы патента RU 2550064:

Открытое акционерное общество "Уралэлектромедь" (RU)

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке шламов электролитического рафинирования меди. Способ переработки медеэлектролитного шлама включает обезмеживание, обогащение и выщелачивание селена из обезмеженного шлама или продуктов его обогащения в щелочном растворе. Выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем восстановитель, в качестве которого используют водорастворимые органические или неорганические соединения, обеспечивающие нормальный окислительно-восстановительный потенциал системы в щелочной среде положительнее -0,3 В по отношению к водородному электроду. При этом выщелачивание осуществляют в растворе, содержащем 50-200 г/л сахара в качестве восстановителя и 20-100 г/л щелочи, при температуре 70-90°C. Техническим результатом является повышение скорости и предельной степени выщелачивания селена. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

 

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

Сложность состава шламов, многообразие химических соединений и фаз обусловливают наличие широкого спектра технологических схем переработки в целом и, в частности, приемов извлечения благородных металлов, селена и теллура в виде товарных продуктов. На большинстве предприятий проводят последовательное удаление из шлама меди и никеля, выделение селена и теллура с выпуском их в виде товарных продуктов. В некоторых случаях из шлама гидрометаллургическими методами выделяют свинец, но в любом случае основным компонентом предварительно обработанного шлама является селенид серебра Ag2Se.

Заключительная стадия переработки шлама - плавка, основной задачей которой является получить золото-серебряный сплав. Плавка сопровождается образованием большого количества пылегазовых продуктов и шлаков. Оборот драгметаллов в этих продуктах является существенным недостатком плавки (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).

Дополнением или альтернативой плавки могут рассматриваться различные гидрометаллургические технологии переработки шламов, основанные на применении сульфатизирующих, окислительных, автоклавных и электрохимических процессов. В частности, 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). Отличительной особенностью перечисленных методов является окислительный характер воздействия используемых реагентов на халькогениды, при этом продуктами окисления являются селенит - и селенат, теллурит - и теллурат ионы, Указанные процессы сопряжены с использованием агрессивных реагентов и сложной аппаратуры, не обеспечивают селективность.

Известен способ, выбранный в качестве прототипа и включающий выщелачивание селена в щелочном растворе, при этом выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем восстановитель, в качестве которого используют электроотрицательные металлы, например алюминий, цинк (6. SU 165309А, МПК С22В 61/00, от 23.11.1964).

Рассмотренный способ принципиально отличается восстановительным характером переработки сырья.

В основе способа реакция, протекающая в объеме реакционной массы:

l,5Ag2Se+4NaOH+Al=3Ag+1.5Na2Se+NaAlO2+2H2O

l,5Ag2Se+4NaOH+Zn=3Ag+1.5Na2Se+Zn(OH)2+2H2O

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. Из щелочных растворов селен извлекают известными методами с получением товарного продукта.

Достоинствами рассмотренного способа являются «мягкость» режимов, достаточно высокая скорость и высокое извлечение селена из шлама. Основным недостатком прототипа является накопление алюминия (или цинка) в растворе и необходимость утилизации таких растворов. Кроме того, при взаимодействии щелочных растворов с цементирующими металлами велика вероятность выделения водорода:

NaOH+Al+H2O=NaA1O2+1,5Н2

Данная нежелательная реакция приводит к непродуктивному расходу металлов и выделению взрывоопасного газа.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков. Технический результат заключается при замене восстановителя.

Технический результат достигается при использовании способа, включающего обезмеживание, выщелачивание селена из обезмеженного шлама или продукта его обогащения в щелочном растворе, отличающегося тем, что выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем восстановитель, в качестве которого используют водорастворимые органические или неорганические соединения, обеспечивающие нормальный окислительно-восстановительный потенциал системы в щелочной среде положительнее -0,3 В по отношению к водородному электроду. В частности, выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем 50-200 г/л сахара, 20-100 г/л щелочи, при температуре 70-90°С.

Принципиальное отличие предлагаемого способа от прототипа сводится к восстановительной обработке шлама реагентами, при использовании которых не происходит выделение водорода и накопление нежелательных продуктов в условиях оборота растворов. Термодинамическим анализом установлено, что основной компонент обезмеженного шлама -серебро - может быть восстановлен непосредственно из твердой фазы селенида разнообразными восстановителями. С большей вероятностью процесс протекает в щелочной среде, в которой селен образует хорошо растворимый селенид натрия. Теоретически твердофазное восстановление реализуется при использовании гидразина:

2Ag2Se+N2H4+4NaOH=4Ag+4H2O+2Na2Se+N2; сульфита натрия:

Ag2Se+2NaOH+Na2SO3=2Ag+Na2Se+Na2SO4+H2O; и некоторых других реагентов.

Расчетами и лабораторными исследованиями показано, что указанный процесс требует некоторой энергии активации и на практике в щелочной среде реализуется при достижении окислительно-восстановительного потенциала системы, более положительного, чем -0,35 В. Данная характеристика определяется, прежде всего, произведением растворимости селенида серебра и зависит от характера образующихся продуктов реакции.

Расчетами и практикой установлено, что при использовании газообразных (пропан, водород) или твердых (уголь, мука) восстановителей процесс невозможен. Поэтому выбор ограничивается водорастворимыми реагентами.

При выборе восстановителя следует исходить из его восстанавливающей способности (потенциала), доступности (стоимости), возможности и сложности переработки образующихся продуктов, экологической чистоты и безопасности при использовании. С учетом данных соображений существенными преимуществами в качестве восстановителя в предлагаемом способе обладает сахар и его технические производные. Процесс в данном случае сопровождается образованием воды и диоксида углерода:

C12H22O11+24Ag2Se+48NaOH=48Ag+24Na2Se+12CO2(g)+35H2O

Стехиметрический и практический расход сахара на протекание данной реакции не превышает 1 г на 15 г селенида серебра.

Увеличение содержания сахара в растворе от 50 до 200 г/л ускоряет реакцию. При более высоких концентрациях вязкость растворов возрастает и процесс замедляется. Концентрация щелочи оказывает положительное влияние в диапазоне 20-100 г/л. Нагрев реакционной смеси благоприятен, но излишний нагрев приводит к выделению токсичных и агрессивных паров.

Примером реализации предложенного способа могут быть результаты следующих опытов.

Пример

Проводили выщелачивание селена из обезмеженного шлама электролиза меди (УГМК), содержащего 29% Pb; 19% Ag; 7,5% Se. В других опытах из обезмеженного шлама флотацией отделяли окисленную фазу (сульфат свинца) от халькогенидов и благородных металлов. Выщелачивание селена проводили из флотоконцентрата, содержащего более 80% селенида серебра Ag2Se.

В 100 мл раствора щелочи NaOH (50 г/л) добавляли 10 г шлама или флотоконцентрата и растворы, содержащие по 10 г различных восстановителей. Реакционную смесь нагревали до температуры 80°С и проводили выщелачивание с перемешиванием в течение 1 часа. В ходе процесса измеряли окислительно-восстановительный потенциал системы по стандартной методике с использованием платинового и х.с.э. сравнения. По окончании процесса раствор отделяли от нерастворенного остатка, определяли в нем содержание селена и рассчитывали степень выщелачивания. Результаты опытов представлены в таблице 1.

Во второй серии опытов проводили восстановительное выщелачивание шлама сахаром при различных параметрах в течение 15 минут; при этом сравнивали скорости процессов. При тех же условиях процесс вели в течение 1 часа, в нерастворенном остатке определяли содержание селена и оценивали степень выщелачивания селена. Результаты опытов приведены в таблице 2. Для сравнения был проведен опыт по способу-прототипу, при этом в качестве восстановителя использовали порошкообразный алюминий и гранулированный цинк.

Сопоставительный анализ известных технических решений, в т.ч. способа, выбранного в качестве прототипа, и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод, что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение усматриваемого технического результата. Реализация предложенного технического решения дает возможность исключить выделение водорода при выщелачивании селена и необходимость утилизации алюминий (цинк)содержащих растворов.

1. Способ переработки медеэлектролитного шлама, включающий обезмеживание, обогащение и выщелачивание селена из обезмеженного шлама или продукта его обогащения в щелочном растворе, при этом выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем восстановитель, в качестве которого используют водорастворимые органические или неорганические соединения, обеспечивающие нормальный окислительно-восстановительный потенциал системы в щелочной среде положительнее -0,3 В по отношению к водородному электроду.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание селена проводят в растворе, содержащем 50-200 г/л сахара в качестве восстановителя и 20-100 г/л щелочи, при температуре 70-90°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии. Способ включает дозирование цинксодержащих отходов металлургического производства, твердого топлива, связующего и флюсующих добавок, смешивание и окомкование полученной шихты, сушку и термическую обработку окатышей.
Изобретение относится к способу кислотной переработки красных шламов, получаемых в процессе производства глинозема, и может применяться в технологиях утилизации отходов шламовых полей глиноземных заводов.

Изобретение относится к способу плавления твердой шихты алюминиевого лома в печи с осуществлением сжигания топлива в условиях распределенного горения. Способ включает плавление твердой шихты путем сжигания топлива в условиях распределенного горения за счет отклонения пламени по направлению к твердой шихте в продолжение фазы плавления посредством воздействующей струи окислителя, перенаправляющей пламя в направлении, противоположном шихте, и ступенчатого изменения распределения ввода окислителя между первичной и вторичной порциями в продолжение фазы распределенного горения.

Изобретение относится к утилизации активного материала оксидно-никелевого электрода никель-кадмиевого аккумулятора. Для этого проводят растворение активной массы в 1M растворе хлорида аммония.
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов жаропрочных сплавов на основе никеля (суперсплавов).

Изобретение относится к технологии переработки вторичного минерального сырья, в частности красного шлама и может быть использовано при производстве восстановленных железорудных окатышей и цемента.

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.
Изобретение может быть использовано при переработке вторичного сырья, включающего отработанные катализаторы, содержащие металлы платиновой группы и рений, и концентраты.

Изобретение относится к установке для получения шлакового щебня из расплава. Установка содержит устройства для приемки и распределения шлакового расплава, охлаждения и формирования крупности шлакового щебня во вращающейся вокруг горизонтальной оси емкости, набранной из колосников, с расположенными в ней шарами, устройство для отвода парогазовой смеси и устройство для доохлаждения и транспортировки щебня.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков энергетических предприятий. Способ включает подготовку золошлаков, смешение их с выщелачивающим раствором, накопление биомассы микроорганизмов, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов, разделение полученной суспензии на осадок и осветленную жидкость с выделением из последней редкоземельных и благородных металлов.

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.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают.

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 металлургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки молибденитовых концентратов с получением соединений молибдена.
Наверх