Способ утилизации медьсодержащих отходов

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к извлечению меди из медьсодержащих отходов сверхпроводниковых материалов. Способ утилизации медьсодержащих отходов включает растворение меди погружением корзины с ломом в медно-кальциевый сплав в процессе электролиза кальция при температуре 650-715°С. Растворение меди проводят из брикетов, полученных из медной стружки путем прессования с последующим вакуумным отжигом при температуре 720-750°С. Обеспечивается высокая степень извлечения меди из медьсодержащих отходов сверхпроводниковых материалов, а также уменьшение времени растворения меди из медьсодержащих отходов и повышение производительности и безопасности процесса электролиза кальция. 1 пр.

 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к извлечению меди из медьсодержащих отходов сверхпроводниковых материалов.

Известны гидрометаллургические способы растворения меди в горячей концентрированной серной кислоте [Реми Г. Курс неорганической химии. М.: Мир, 1974, т. 2] или азотной кислоте [патент РФ № 2243163, МПК C01G 3/08]. Недостатками данных способов являются использование агрессивных реагентов и образование токсичных газов.

Известен способ переработки металлического лома, содержащего ниобий-титановую проволоку в медной основе [Авторское свидетельство №1669194, МПК С22В 7/00], включающий растворение меди погружением корзины с ломом в кальцийсодержащий расплав. Недостатком способа является образование сплавов меди с компонентами проволоки, что снижает выход меди из лома.

Медный лом, преимущественно в виде стружки, как правило, содержит остатки смазочно-охлаждающей жидкости и/или жидкости для прессования. Известный способ переработки металлической стружки, включающий обезжиривание стружки, промывку в воде, сушку (Металлургия циркония. Под редакцией Г.А.Меерсона. М.: Издательство иностранной литературы, 1959, с. 157), снижает, но не исключает опасность взаимодействия указанных жидкостей с солевым и металлическим расплавами.

Наиболее близким к заявляемому изобретению аналогом является способ переработки медьсодержащих отходов [патент РФ № 2393247, МПК С22В 15/00, С22В 7/00], включающий обезжиривание стружки, промывку в воде, сушку, растворение меди погружением корзины с ломом в медно-кальциевый сплав в процессе электролиза кальция при температуре 650-715°С.

В условиях производства кальция электролитическим способом [Доронин Н.А. Металлургия кальция. М.: Госатомиздат, 1959] усвоение меди из «бедного» медно-кальциевого сплава происходит, как правило, за 0,5-1,0 ч. При осуществлении способа процесс растворения меди длится до 1,5 ч.

Поэтому к недостаткам данного способа следует отнести длительность цикла электролиза между сливами «богатого» сплава, а также недостаточно высокую производительность электролизера.

Техническим результатом предлагаемого способа является сокращение времени растворения меди, за счет чего уменьшается время цикла электролиза и повышается его производительность, а также исключение опасности взаимодействия солевого и металлического расплава электролизера с остатками жидкостей, имеющихся в медьсодержащих отходах.

Технический результат достигается тем, что в способе переработки медьсодержащих отходов в виде стружки, включающем обезжиривание стружки, промывку в воде, сушку, растворение меди погружением отходов в медно-кальциевый сплав и растворение меди в процессе электролиза кальция при температуре 650-715°С, медьсодержащие отходы предварительно под давлением 70-100 МПа прессуют в брикеты, которые затем подвергают вакуумному отжигу при температуре 720-750°С.

Медьсодержащие отходы в виде лома и стружки образуются в большом количестве при изготовлении сверхпроводящих проводов. Стружка меди может быть получена из лома путем известных способов обработки резанием.

Нижний предел усилия прессования стружки в брикеты выбран достаточным для получения брикетов, не склонных к рассыпанию. Верхний предел - из условия рассыпания брикетов на отдельные элементы стружки при погружении в расплав медно-кальциевого сплава. Предельные значения интервала подобраны экспериментально с учетом заявляемого интервала температуры последующего вакуумного отжига.

При вакуумном отжиге происходит повышение прочности брикетов за счет частичного спекания. Температура вакуумного отжига выбрана таким образом, чтобы, с одной стороны, нижний ее предел был выше температуры электролиза для удаления легколетучих жидкостей, например, смазочно-охлаждающей, а, с другой стороны, весь заявляемый интервал в целом, подобранный экспериментально, способствовал формированию связей между элементами стружки в брикете, легко разрывающихся при погружении в расплав медно-кальциевого сплава.

При погружении подготовленных в заявляемой последовательности при заявляемых условиях медьсодержащих отходов в электролизер происходит их нагрев и рассыпание на элементы стружки, имеющие развитую поверхность. Поэтому время растворения меди сокращается до 15 мин.

Таким образом, предлагаемый способ, в отличие от ближайшего аналога, сокращает время растворения меди и исключает опасность активного взаимодействия смазочно-охлаждающей жидкости или жидкости для прессования с солевым и металлическим расплавами в процессе электролиза.

Совокупность существенных признаков заявляемого способа при анализе научно-технической и патентной литературы не выявлена, что подтверждает изобретательский уровень заявляемого технического решения.

Пример

Исходную стружку меди в виде путанки, полученную обработкой резанием при изготовлении сверхпроводящих материалов, с остатками смазочно-охлаждающей жидкости и механической примеси ниобий-титанового сплава (НТ47) предварительно обезжиривают в водном растворе моющего средства с концентрацией 0,05-0,07 кг/л при 70-80°С в течение 10-15 мин и промывают в горячей воде при 40-60°С в течение 3-5 мин. Промывают в холодной воде в течение не менее 3 мин. Затем осуществляют сушку. Далее стружку прессуют при давлении около 85 МПа с получением цилиндрических брикетов диаметром 190 мм и высотой 100-150 мм. Затем брикеты отжигают в вакууме при остаточном давлении 13,3 Па (0,1 мм рт.ст.) и температуре 720-750°С. Полученные брикеты имеют прочность, достаточную для их транспортировки и загрузки в электролизер.

При загрузке в медно-кальциевый сплав работающего электролизера брикеты массой 4,8-6,2 кг растворяются в течение 1-2 мин. Процесс растворения брикетов протекает спокойно, с небольшим газовыделением за счет выхода воздуха из пор. Нерастворившиеся остатки ниобий-титанового сплава извлекают из электролизера вместе со шламами.

Способ утилизации медьсодержащих отходов, включающий обезжиривание стружки, промывку в воде, сушку, растворение меди погружением корзины с ломом в медно-кальциевый сплав в процессе электролиза кальция при температуре 650-715°С, отличающийся тем, что растворение меди проводят из брикетов, полученных из медной стружки путем прессования и последующего вакуумного отжига при температуре 720-750°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к переработке медесодержащих осадков, полученных в результате цементации медесодержащих шахтных и подотвальных вод, в черновую медь. Цементные медесодержащие осадки нейтрализации шахтных и подотвальных вод предварительно просушивают в барабанном сушиле при температуре 100-200°C до полного удаления механической влаги, полученный огарок в количестве 70-75 мас.% смешивают с восстановителем в виде дробленого медного штейна фракции -1 мм, взятым в количестве 25-30 мас.%, полученную смесь плавят в электродуговой печи, скачивают шлак, затем расплав перегревают до температуры 1200°C и сливают черновую медь.
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля.
Изобретение относится к способу получения свинца. Способ включает обработку свинецсодержащего сырья раствором хлорида щелочного металла и соляной кислоты, отделение нерастворимого осадка от раствора, кристаллизацию из раствора хлористого свинца, его отделение, очистку полученного маточного раствора от сульфат-иона и возвращение его на обработку свинецсодержащего сырья, получение свинца и соляной кислоты, которую возвращают на обработку свинецсодержащего сырья.

Изобретение относится к области переработки отходов полупроводниковых соединений на основе галлия. Способ заключается в том, что отходы смешивают с селитрой и содой в соотношении 1:(1-1,25):(1-1,25), теоретически необходимом для реакции окисления.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и может быть использовано на предприятиях вторичной металлургии по переработке радиоэлектронного лома и при извлечении золота или серебра из отходов радиоэлектронной промышленности.
Изобретение относится к пирометаллургии благородных металлов. Способ извлечения металлов платиновой группы из катализаторов на огнеупорной подложке из оксида алюминия, содержащей металлы платиновой группы, включает размол огнеупорной подложки, приготовление шихты, плавку ее в печи и выдержку металлического расплава с периодическим сливом шлака.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу обезвреживания хромового шлака. Способ включает приготовление ядер окатышей из хромового шлака, угольной пыли или коксика и связующего.

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.

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 области биогидрометаллургии, в частности к биотехнологии извлечения ценных компонентов и редкоземельных элементов из продуктов сжигания угля - зольно-шлакового материала. Способ выщелачивания ценных компонентов и редкоземельных элементов из зольно-шлакового материала включает приготовление пульпы в биореакторе с соотношением твердой и жидкой фаз (Т:Ж)=1:5, соотношением зольно-шлакового материала и элементной серы 10-20:1. Затем доводят pH пульпы концентрированной серной кислотой до значений 2,0-3,0, добавляют в пульпу питательные соли и проводят инокуляцию пульпы внесением 10% культуральной жидкости, содержащей сообщество ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов. Далее проводят процесс биоокисления элементной серы микроорганизмами при перемешивании пульпы, аэрации воздухом и при температуре 44-46°C, сопровождающийся образованием серной кислоты, снижением pH и выщелачиванием ценных компонентов и редкоземельных элементов. Техническим результатом является снижение расхода реагента (серной кислоты) на выщелачивание ценных компонентов и редкоземельных элементов из зольно-шлакового материала и снижение расхода электроэнергии на поддержание температуры реакционной смеси. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.
Изобретение может быть использовано для растворения меди при переработке медьсодержащих материалов, преимущественно для производства сульфата меди пятиводного. Способ обработки медьсодержащих материалов включает растворение меди раствором серной кислоты и кристаллизацию из раствора сульфата меди пятиводного. Далее осуществляют корректировку состава маточного раствора для его повторного использования. При этом растворение меди осуществляют в присутствии нитрата меди, являющегося катализатором процесса растворения и который готовят путем растворения меди в растворе азотной кислоты, концентрация которого не превышает 200 г/л. Корректировку состава маточного раствора осуществляют контролированием концентрации нитрата меди путем качественной реакции с дифениламином в маточном растворе. Техническим результатом является интенсификация процесса растворения меди в серной кислоте за счет присутствия в системе катализатора и исключение загрязнения целевого продукта. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к переработке отходов полупроводниковых соединений на основе галлия. Вакуумный аппарат для разложения фосфида галлия содержит вакуумную камеру, размещенный внутри камеры по оси цилиндрический нагреватель, установленную коаксиально внутри нагревателя на подине колонку испарительных тарелей для фосфида галлия, цилиндрические экраны, концентрично установленные снаружи колонки тарелей и герметично закрытые крышками, трубчатый спиральный водоохлаждаемый конденсатор, установленный над крышками экранов, скруббер для паров пятиокиси фосфора, полученных при разложении фосфида галлия, при этом конденсатор выполнен с эжекторной камерой смешения, содержащей фланцевое соединение с соплом подачи в нее для окисления паров фосфора до пятиокиси фосфора и диффузором для отвода пятиокиси фосфора в скруббер. Обеспечивается совмещение разложения, окисления и поглощения пятиокиси фосфора, а также снижение накопления фосфора на конденсаторе. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к пирометаллургии. Способ извлечения серебра из лома серебряно-цинковых аккумуляторов, содержащих свинец, включает плавку лома при температуре нагрева 1150-1200°C, охлаждение полученного расплава со скоростью от 1950°C/час до 2050°C/час до температуры 400°C и плавку полученного охлажденного сплава при температуре нагрева 1150-1200°C. Плавку лома ведут с добавлением рафинирующего флюса в количестве 10-15% от массы лома, после охлаждения расплава отделяют цинковый шлак, а плавку охлажденного сплава ведут с добавлением покровного флюса в количестве 2-3% от массы лома с получением свинцового шлака и чернового серебра. В качестве рафинирующего флюса используют смесь карбоната натрия и кремнезема, а в качестве покровного флюса используют смесь хлорида магния и хлорида натрия. Обеспечивается повышение содержания серебра в черновом сплаве и уменьшение потерь серебра. 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов. Отработанные катализаторы на носителях из оксида алюминия шихтуют с флюсами, плавят полученную шихту на металлический коллектор при температуре 1500÷1800°C в несколько стадий со сливом после каждой стадии образовавшегося шлака и плавлением очередной порции шихты на коллекторе от предыдущей плавки с выделением сплава платиновых металлов с коллектором. В качестве флюсов используют отходы и промпродукты аффинажного производства, состоящие из шлаков, пылей вентиляционных систем и солей от упаривания маточных растворов, при соотношении, мас. ч.: отработанные катализаторы : шлаки : пыли вентиляционных систем : соли от упаривания маточных растворов = 1 : 0,5÷1,5 : не более 0,3 : не более 0,3. Обеспечивается повышение степени извлечения металлов платиновой группы, в том числе из отходов с низким содержанием благородных металлов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Группа изобретений относится к извлечению дисперсного золота из упорных руд и техногенного минерального сырья. Способ включает агломерацию золотосодержащей минеральной массы исходного сырья путем добавки к ней связующего материала, формирование штабеля, выщелачивание золота подачей в штабель раствора реагента, выщелачивающего золото, сбор рабочих растворов с последующим выделением из него золота. В первом варианте способа при агломерации золотосодержащую минеральную массу разделяют на две навески, причем первую навеску обрабатывают карбонатно-пероксидным раствором, а вторую - активным цианидным раствором. После агломерации навески смешивают и укладывают в штабели, выдерживают и проводят выщелачивание путем подачи в штабели накислороженной воды или слабого щелочного раствора цианида натрия или калия в инфильтрационном, фильтрационном или пульсационно-статическом режиме. Во втором варианте способа золотосодержащую массу не разделяют на навески. Обеспечивается повышение эффективности извлечения золота из руд и техногенных минеральных образований. 2 н.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к экстракции металлов из красного шлама. Красный шлам измельчают до размера частиц 5-500 мкм. Полученный порошкообразный красный шлам соединяют с углеродистым восстановителем для получения смеси с соотношением порошкообразного красного шлама и углеродистого восстановителя 88:12-95:5. Полученную смесь прессуют с получением формованного материала, выбранного из группы, включающей пеллеты, блоки и брикеты. Формованный материал плавят, по меньшей мере частично, для получения масс железа и шлака, содержащего массу по меньшей мере одного металла из алюминия и титана. Отделяют массу железа от шлака и отделяют из шлака по меньшей мере одну массу металла, выбранного из группы, включающей алюминий и титан. Обеспечивается эффективная экстракция масс металла высокой чистоты. 8 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к получению стального порошка для производства спеченных изделий из шлифовального шлама ШХ15. Шлифовальный шлам ШХ15 отмывают, сушат, проводят рассев полученного шлифовального шлама на сите 0,05 мм с получением фракции +0,05 мм, а затем проводят размол и магнитовибрационную сепарацию. Обеспечивается повышение качества получаемого порошка. 7 ил., 1 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке алюминиевых отходов, таких как бывшая в употреблении алюминиевая тара из-под напитков и продуктов, и может быть использовано для получения вторичных алюминиевых сплавов, алюминиевых раскислителей для выплавки сплавов, в том числе сталей. Способ включает дефрагментации пакетированных алюминиевых отходов до размера частиц с фракционным составом +50-100 мм, магнитную сепарацию вторичного алюминиевого сырья для удаления магнитной фракции, магнитно-вихретоковую сепарацию, дефрагментацию до размера частиц с фракционным составом +5-30 мм, термическую очистку при температуре 400-625°С и удаление пылевидных продуктов. В результате получают алюминиевую крупку с содержанием алюминия в количестве, большем или равном 95% с фракционным составом +5-30 мм, которую можно использовать в качестве раскислителя стали. Техническим результатом изобретения является повышение степени очистки алюминиевой крупки, однородности ее химического состава и, получение алюминиевой крупки с содержанием алюминия не менее 95%. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к области утилизации отходов гальванического производства, например шламов, путем переработки последних и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии и предприятиях, использующих в своем производственном цикле соединения цветных металлов. Способ переработки шлама гальванического производства включает введение в суспензию шлама влажностью более 90% пирокатехина в количестве 0,7-0,9 г на 1 л суспензии, перемешивание в течение 48 ч и отделение осадка фильтрацией. Полученный фильтрат содержит пирокатехиновые комплексы металлов, извлеченных из гальванического шлама. Технический результат - снижение количества операций, отсутствие агрессивных реагентов в процессе извлечения, образование с выходом до 89,7% товарного продукта - пирокатехиновых комплексов металлов. 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к извлечению меди из медьсодержащих отходов сверхпроводниковых материалов. Способ утилизации медьсодержащих отходов включает растворение меди погружением корзины с ломом в медно-кальциевый сплав в процессе электролиза кальция при температуре 650-715°С. Растворение меди проводят из брикетов, полученных из медной стружки путем прессования с последующим вакуумным отжигом при температуре 720-750°С. Обеспечивается высокая степень извлечения меди из медьсодержащих отходов сверхпроводниковых материалов, а также уменьшение времени растворения меди из медьсодержащих отходов и повышение производительности и безопасности процесса электролиза кальция. 1 пр.

Наверх