Способ переработки медеэлектролитного шлама

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способам переработки шламов электролитического рафинирования меди. Способ включает выщелачивание сурьмы и свинца из медеэлектролитного шлама в растворе, содержащем 50-200 г/дм3 глицерина, 50-100 г/дм3 щелочи и восстановитель, в количестве, обеспечивающем окислительно-восстановительный потенциал системы положительнее +0,8 В при температуре 70-90°С в течение 2-3 часов. При этом свинец из раствора выщелачивания извлекают известными методами. Сурьму осаждают электролизом с нерастворимым анодом при катодной плотности тока 200-300 А/м2. В качестве восстановительного реагента используют сахар при концентрации в выщелачивающем растворе 100-150 г/дм3. Способ дает возможность повысить степень выщелачивания сурьмы из шлама в 3-4 раза и свинца в 1,5-2 раза по сравнению с известными методами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения сурьмы и свинца из медеэлектролитных шламов.

В практической переработке медеэлектролитных шламов, в том числе и по действующей в России обжигово-селенидной технологии, основной и заключительной операцией является плавка. Перед плавкой из шламов различными методами извлекают только медь, реже селен. Другие компоненты: сурьма, свинец, сера (сульфат-ион), мышьяк и др. предварительно не извлекаются. На стадии плавки эти примеси переходят в пылегазовые продукты или в шлак, переработка которых представляет значительную технологическую и экологическую проблему.

Выщелачивания из шлама свинца, сурьмы, мышьяка, сульфатной серы и концентрирование халькогенов и благородных металлов существенно расширяет технологические возможности любого способа дальнейшей переработки шламов. В частности, выделение свинца и сурьмы позволяет получить товарные продукты на основе этих металлов и повысить качество шлама по содержанию ценных компонентов.

В числе известных гидрометаллургических методов выделения свинца из шлама выщелачивание солевыми растворами (1. РФ 2109823 от 27.04.1998; 2. РФ 2071978 от 20.01.1997), этилендиамином (3. Взородов С.А., Шевелева Л.Д. и др. Получение свинцового сурика при переработке медеэлектролитного шлама / Цветные металлы, №7, 1982, с. 21-2), флотация (4. 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%. Общим недостатком указанных методов является то, что основная масса сурьмы и мышьяка остается в шламе, либо переходит в свинецсодержащий промпродукт (хвосты флотации), затрудняя их дальнейшую переработку.

При целевом выделении сурьмы и свинца из шламов чаще всего применяют выщелачивание кислыми и щелочными растворами. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ переработки медеэлектролитных шламов (5. РФ №2071978 от 20.01.1997), включающий выщелачивание шлама при температуре 80-85°С раствором хлорида натрия с концентрацией 300 г/дм3, подкисленным соляной кислотой и содержащим хлорид аммония при соотношении хлорид аммония: соляная кислота 1:(3-15). Кек солевого выщелачивания последовательно промывают раствором соляной кислоты и водой, а затем плавят. Из раствора солевого выщелачивания последовательно осаждают свинец и сурьму в виде труднорастворимых соединений и после корректировки по содержанию соляной кислоты возвращают на выщелачивание.

Данный способ, основанный на применении доступных реагентов, позволяет извлечь из шлама основную массу сурьмы и свинца. Известными методами из растворов могут быть получены товарные свинец и сурьма. В числе недостатков способа прототипа следует отметить проблемы, связанные с использованием хлорсодержащих растворов в шламовом производстве. В частности, неизбежен заметный переход серебра в раствор; очевидны трудности и многостадийность осаждения сурьмы и свинца, регенерации растворов.

Анализ практических образцов промпродуктов переработки шламов, например автоклавного окислительного выщелачивания, показывает, что большая часть сурьмы в них присутствует в виде чрезвычайно устойчивых антимонатов. В растворах, рекомендованных в способе прототипа, эти соединения сурьмы не растворимы. В итоге степень извлечения сурьмы солевыми растворами из шламов, подвергнутых окислительной обработке, не превышает 25-30%.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков, в частности на увеличение степени выщелачивания сурьмы и свинца из медеэлектролитных шламов и, особенно, промпродуктов их автоклавной переработки. Технический результат заключается в использовании оригинальных реагентов и оптимального окислительно-восстановительного потенциала системы.

Указанная цель достигается при использовании способа, включающего выщелачивание сурьмы и свинца из медеэлектролитного шлама и (или) промпродуктов его переработки, промывку кека, извлечение сурьмы и свинца из раствора и возврат регенерированного раствора на выщелачивание, отличающийся тем, что выщелачивание сурьмы и свинца проводят в растворе, содержащем 50-200 г/дм3 глицерина, 50-100 г/дм3 щелочи и восстановитель, в количестве, обеспечивающем окислительно-восстановительный потенциал системы положительнее +0,8 В при температуре 70-90°С в течение 2-3 часов, при этом свинец из раствора выщелачивания извлекают известными методами, а сурьму осаждают электролизом с нерастворимым анодом при катодной плотности тока 200-300 А/м2. В частности, в качестве восстановительного реагента используют сахар при концентрации в выщелачивающем растворе 100-150 г/дм3.

Известно применение глицератных растворов для выщелачивания сурьмы из минерального сырья, в котором сурьма находится в виде оксидов (Патент СССР №396396 от 01.01.1973):

Sb2O3+2С3Н5(ОН)3=2C3H5O3Sb+3Н2O.

Ранее установлено, что глицерин удовлетворительно взаимодействует с низшими оксидами сурьмы Sb(III) и не реагирует с соединениями сурьмы (V). В частности, после окислительного автоклавного выщелачивания сурьма в шламе присутствует преимущественно в форме антимоната свинца Pb(SbO3)2 и в глицератный щелочной раствор практически не переходит.

Восстановление сурьмы Sb(V) до Sb(III) из оксидов и других соединений может быть реализовано с использованием различных реагентов, обладающих восстановительными свойствами:

NaSbO3+Na2SO3=NaSbO2+Na2SO4

3Sb2O5+4Al+4NaOH=3Sb2O3+4NaAlO2+2H2O.

В соответствии с термодинамическими расчетами потенциал реакции

Sb2O5+2е+H+=Sb2O32O

равен +0,68 В. С учетом некоторой энергии активации данного процесса требуется восстановитель, обеспечивающий потенциал системы не менее +0,8 В.

Из числа восстановителей, обладающих такими характеристиками, предпочтение следует отдавать водорастворимым и доступным органическим веществам, в частности сахару. Опыты показывают, что при температуре более 70°С в щелочном растворе сахар восстанавливает сурьму с образованием антимонита натрия:

10Pb(SbO3)2+C12H22O11+40NaOH=20NaSbO2+10Na2PbO2+10CO2+2C+31H2O.

В результате данного процесса сурьма и свинец переходят в раствор.

Регенерацию раствора выщелачивания подобно прототипу осуществляют в две стадии; на первой свинец (а также мышьяк) осаждают известными методами, например добавляя известь. На второй стадии сурьму осаждают электролизом в ванне с нерастворимым анодом при катодной плотности тока 200-300 А/м2. В процессах осаждения примесей и электролиза регенерируется щелочь, что позволяет возвращать раствор в оборот.

Принципиальное отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в сочетании восстановительной обработки труднорастворимых соединений и выщелачивания с использованием щелочных растворов, более приемлемых в шламовом производстве.

Оптимальные условия осуществления способа подобраны экспериментально и оптимизированы с использованием в качестве превалирующего фактора на стадии выщелачивания извлечения сурьмы в раствор. Для стадии электролиза определяющим фактором служил катодный выход сурьмы по току.

Примером реализации предлагаемого способа служат результаты следующих опытов.

Медеэлектролитный шлам (АО «Уралэлектромедь») для обезмеживания подвергли автоклавному окислительному выщелачиванию. Флотацией выделили концентрат благородных металлов и халькогенов. Камерный продукт флотации содержал, %: Рb 41,4; Sb 20,6; As 2,3. Согласно результатам рентгеноспектрального анализа основная масса сурьмы находится в данном промпродукте в виде антимоната свинца Рb(SbО3)2.

Навески материала, являющегося объектом исследования, массой по 100 г выщелачивали в лабораторных условиях в растворе щелочи NaOH, глицерина и сахара при нагревании. При дозировке сахара с помощью платинового электрода оценивали окислительно-восстановительный потенциал раствора. После выщелачивания анализом раствора и кека определяли степень извлечения сурьмы и свинца. Раствор всех опытов объединили, добавили в него известь, после чего содержание свинца и мышьяка в жидкой фазе снизилось до 0,1 и 0,3 г/дм3 соответственно. Фильтрат, содержащий 75 г/дм3 сурьмы, заливали в электролизную ванну и проводили электроэкстракцию с различной плотностью тока на катоде. С учетом массы осажденной на катоде сурьмы оценивали скорость осаждения и коэффициент использования тока. Один опыт по выщелачиванию проведен с исходным обезмеженным шламом.

Для сравнения провели опыты по способу прототипа.

Результаты опытов приведены в таблицах 1 и 2.

В опытах 1-5, 7 выщелачивали камерный продукт обогащения шлама по схеме «автоклавное выщелачивание - флотация», в опыте 6 - исходный обезмеженный шлам.

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 степень выщелачивания сурьмы из шлама в 3-4 раза и свинца в 1,5-2 раза по сравнению со способом прототипа.

1. Способ извлечения сурьмы и свинца из медьсодержащих шламов, включающий выщелачивание сурьмы и свинца, промывку кека, извлечение сурьмы и свинца из раствора и возврат регенерированного раствора на выщелачивание, отличающийся тем, что выщелачивание сурьмы и свинца проводят из исходного материала в виде медеэлектролитного шлама или промпродуктов его переработки в растворе, содержащем 50-200 г/дм3 глицерина, 50-100 г/дм3 щелочи и восстановитель, в количестве, обеспечивающем окислительно-восстановительный потенциал системы положительнее +0,8 В, при температуре 70-90°С в течение 2-3 часов, при этом из раствора выщелачивания извлекают свинец и осаждают сурьму электролизом с нерастворимым анодом при катодной плотности тока 200-300 А/м2.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве восстановительного реагента используют сахар при концентрации в выщелачивающем растворе 100-150 г/дм3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обогащения шлаков и выломок металлургических печей. Выломки и шлаки обрабатывают СВЧ-энергией в течение 1-10 минут, измельчают, гравитационными методами извлекают крупные частицы металла, а хвосты гравитации подвергают флотации с использованием в качестве собирателя ксантогената и аэрофлота при рН=8÷9, затем при рН=3,5÷5.

Изобретение относится к двухванной отражательной печи для переплава алюминиевого лома. Печь содержит корпус, образованный огнеупорными наружными боковыми, передней и задней торцевыми стенками, две наклонные площадки, две ванны, ограниченные подами, сводом и стенками, две летки, газоход и сварной каркас, на котором все размещено.
Изобретение относится к способу селективного извлечения оксида железа и оксида цинка из шламов и пылей газоочисток металлургических агрегатов. Шлам или пыль, техническую воду, щелочь и активные тела в соотношении 4:7:2:3 подают в виде пульпы в реактор агрегата вихревого слоя (ABC) и обрабатывают магнитным полем с заданной частотой и напряженностью.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии электролитического производства алюминия и защите окружающей среды от воздействия вредных примесей, содержащихся в отходах, а именно к способу переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия.

Изобретение относится к способу переработки германийсодержащего сырья, в качестве которого используют уголь или лигнит. Термическую обработку сырья проводят в две стадии для извлечения дополнительно к германию иттрия и скандия.

Изобретение относится к способу переработки германийсодержащего сырья, в котором в качестве германийсодержащего сырья используют уголь или лигнит. Первоначально проводят высокоскоростную вихревую термоактивацию исходного сырья при 120-220°C продуктами сжигания генераторного газа при 600-800°C и коэффициенте избытка воздуха α=1.1-1.05 с получением твердого остатка.

Изобретение относится к получению заготовок вольфрамо-титанового твердого сплава. Способ включает горячее прессование порошка в вакууме с пропусканием высокоамперного тока через пресс-форму и прессуемый порошок при температуре 1320°С в течение 3 минут.

Изобретение относится к получению вольфрамотитановых твердых сплавов. Шихта содержит порошок карбида вольфрама и карбида титана в виде продукта электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава марки Т15К6, который получен в керосине и дистиллированной воде и имеет средний размер частиц 19,692 мкм и 5,118 мкм соответственно.

Изобретение относится к получению алюминиевого нанопорошка из отходов электротехнической алюминиевой проволоки, содержащих не менее 99,5 % алюминия. Ведут электроэрозионное диспергирование отходов в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 95 - 105 Гц, напряжении на электродах 90 - 10 В и емкости конденсаторов 65 мкФ с последующим центрифугированием раствора для отделения крупноразмерных частиц от нанопорошка.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства железа, цинка, меди, никеля, кобальта и других металлов. Способ включает приготовление исходной ванны шлакового расплава путем заполнения мобильной емкости шлаками, выпускаемыми из различных металлургических агрегатов.
Изобретение относится к способу селективного извлечения оксида железа и оксида цинка из шламов и пылей газоочисток металлургических агрегатов. Шлам или пыль, техническую воду, щелочь и активные тела в соотношении 4:7:2:3 подают в виде пульпы в реактор агрегата вихревого слоя (ABC) и обрабатывают магнитным полем с заданной частотой и напряженностью.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии электролитического производства алюминия и защите окружающей среды от воздействия вредных примесей, содержащихся в отходах, а именно к способу переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия.

Изобретение относится к способу вскрытия шеелитовых концентратов растворами NaOH в открытых сосудах без применения автоклавов. Способ включает предварительную механообработку исходного сырья и последующую обработку активированного материала указанным раствором.

Изобретение относится к способам отделения цинка от сырьевого материала, содержащего смесь металлов и соединений металлов. Осуществляют выщелачивание цинксодержащего сырьевого материала концентрированным неорганическим раствором для образования суспензии, содержащей нерастворенные вещества и маточный раствор с растворенными в нем веществами, отделение нерастворимых веществ от маточного раствора и осаждение оксида цинка из маточного раствора.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности, к способу извлечения сурьмы и свинца. Способ включает обработку исходного сырья щелочным раствором, содержащим глицерин и осаждение свинца раствором гидросульфида.
Изобретение относится к способу получения пентаоксида ванадия. Способ включает ректификационную очистку окситрихлорида ванадия до содержания примесей титана 0,002-0,005 мас.%.

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения меди из окисленных высококарбонатных медных руд. Способ выщелачивания высококарбонатных медных руд включает орошение руды раствором выщелачивающего агента, в качестве которого используют раствор карбоната щелочного металла концентрацией 10-100 г/дм3.

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к способу извлечения скандия из красных шламов - отходов глиноземного производства. Способ включает многократное последовательное выщелачивание красного шлама карбонатным раствором при пропускании через пульпу газовоздушной смеси, содержащей СО2.

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки молибденитовых концентратов. Способ включает обжиг концентрата с хлоридом натрия, улавливание в конденсаторе образующегося диоксихлорида молибдена с переработкой его на парамолибдат аммония.

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 экстракционной технологии извлечения и разделения ниобия и сурьмы и может найти применение при получении высокочистых соединений ниобия.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к способам переработки шламов электролитического рафинирования меди. Способ включает выщелачивание сурьмы и свинца из медеэлектролитного шлама в растворе, содержащем 50-200 гдм3 глицерина, 50-100 гдм3 щелочи и восстановитель, в количестве, обеспечивающем окислительно-восстановительный потенциал системы положительнее +0,8 В при температуре 70-90°С в течение 2-3 часов. При этом свинец из раствора выщелачивания извлекают известными методами. Сурьму осаждают электролизом с нерастворимым анодом при катодной плотности тока 200-300 Ам2. В качестве восстановительного реагента используют сахар при концентрации в выщелачивающем растворе 100-150 гдм3. Способ дает возможность повысить степень выщелачивания сурьмы из шлама в 3-4 раза и свинца в 1,5-2 раза по сравнению с известными методами. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Наверх