Способ извлечения меди из хризоколлы

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2783711:

Николаев Андрей Викторович (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к извлечению металлов из руды. Способ извлечения меди из хризоколлы содержит этап первичного дробления хризоколлы, этап смешивания дробленой хризоколлы с предварительно раздробленным известняком или сульфатом натрия, этап химического извлечения меди из хризоколлы посредством твердофазной реакции в барабанной печи, этап повторного дробления полученной на предыдущем этапе смеси и этап сепарации смеси. В случае использования сульфата натрия перед сепарацией способ включает этап восстановления меди изопропиловым спиртом. Обеспечивается качественное извлечение меди из хризоколлы без использования вредных химических веществ, с получением побочных продуктов, пригодных к последующему использованию. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Область техники

Изобретение относится к области металлургии, в частности к извлечению металлов из руды.

Уровень техники

Из уровня техники известны технические способы извлечения различных металлов из руды, в том числе меди из хризоколлы, за счет химических процессов, в частности с применением кислой среды или выщелачиванием.

Так известен способ, который включает дробление, измельчение, гравитационное концентрирование руды и переработку концентрата. При этом руду измельчают до 0,6 мм. Гравитационное концентрирование ведут на прямоточном шлюзе мелкого наполнения с получением концентрата, промпродукта и отвальных хвостов. Концентрат и промпродукт гравитационного концентрирования направляют на биовыщелачивание в отдельных циклах с использованием бактериальных комплексов, состоящих из адаптированных к меди аутотрофных тионовых бактерий Ac.ferrooxidans, Ac.thiooxidans в активной фазе роста. Степень сокращения направляемого на биовыщелачивание материала при гравитационном концентрировании составляет 1000-1500. Биовыщелачивание ведут в чановом режиме при численности бактерий не менее 107 клеток/мл, отношении Т:Ж=1:5-1:9, активной или умеренной аэрации, температуре 15-45°С в течение 90-120 часов. Техническим результатом является повышение комплексности использования природного минерального сырья при увеличении глубины переработки и использование экологически безопасных технологических решений (патент РФ №2501869, 13.06.2012).

Основным недостатком всех известных способов является сложность, повышенная опасность в ходе их осуществления, а также получение вредных для экологии побочных продуктов.

Сущность изобретения

Технической задачей, на решение которой направленно данное изобретение, является предоставление нового качественного, безопасного и экологичного способа извлечения металлов из руды, в том числе меди их хризоколлы.

Для решения поставленной технической задачи предлагается способ извлечения меди из хризоколлы, содержащий этап первичного дробления хризоколлы, этап смешивания дробленой хризоколлы с другими компонентами, этап химического извлечения меди из хризоколлы посредством твердофазной реакции в барабанной печи, этап повторного дробления полученной на предыдущем этапе смеси, этап сепарации смеси.

Кроме того в способе извлечения меди из хризоколлы повторное дробление происходит до размера частиц равного 70 мк.

Кроме того в способе извлечения меди из хризоколлы сепарация осуществляется ультразвуковым сепаратором.

Кроме того способ извлечения меди из хризоколлы, может отличаться тем, что имеет этап смешивания дробленой хризоколлы с сульфатом натрия, а также может иметь этап восстановления меди органическим спиртом.

Кроме того в способе извлечения меди из хризоколлы восстановление меди осуществляется изопропиловым спиртом.

Технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в качественном извлечении меди из хризоколлы, без использования вредных химических веществ, с получением побочных продуктов пригодных последующему использования.

Примеры осуществления способа.

Заявленный способ содержит следующие этапы: этап первичного дробления, этап смешивания, этап химического извлечения, этап повторного дробления, этап сепарации.

При этом этап первичного дробления представляет собой этап, в процессе которого хризоколлу дробят до порошкового состояния, для обеспечения однородного смешивания с другими компонентами, используемыми в заявленном способе. Дробление может быть осуществлено любым доступным для этого способом. В предпочтительном варианте осуществления дробление осуществляется в конусной дробилке. Такая дробилка обеспечивает более качественное измельчение твердых объектов.

Этап смешивания представляет собой этап, в процессе которого дробленую хризоколлу смешивают предварительно раздробленным известняком до состояния однородной массы. Дополнительно к извести может добавляться кварцевый песок.

Этап химического извлечения представляет собой этап, в процессе которого однородную смесь дробленой хризоколлы и извести загружают в барабанную печь. Также к смеси добавляют уголь, который в свою очередь выступает катализатором. Данный этап представляет собой реакцию восстановления, протекающую как твердофазная реакция, в процессе которой медь восстанавливается до элементарной меди, замещаясь в хризоколле замещается кальцием. Таким образом, в результате реакции основными выходными продуктами являются элементарная медь, силикат кальция и/или двухкальциевый силикат и/или трехкальциевый силикат.При этом силикат кальция, двухкальциевый силикат или трехкальциевый силикат являются широко используемыми компонентами в строительстве, таким образом, заявленный способ является наиболее эффективным в экологическом плане, так как не имеет вредных побочных продуктов. На этапе химического извлечения за счет нагрева цементной печи уголь постепенно сгорает, и своим горением повышает температуру в печи, тем самым ускоряя химический процесс внутри смеси. Температура внутри печи превышает 1300С°. Постоянное вращение цементной печи обеспечивает постоянное перемешивание смеси, и таким образом повышается качество протекающей реакции.

Этап повторного дробления представляет собой этап, в процессе которого смесь компонентов, полученную после этапа химического извлечения, повторно дробят.В предпочтительном варианте осуществления компоненты дробятся до размера частиц равного 70 мк.

Этап сепарации представляет собой этап, в процессе которого повторно элементарную медь отделяют от остаточных компонентов. В предпочтительном варианте осуществления сепарация производится за счет ультразвукового сепаратора, однако, может проводиться и любым другим известным способом

Как описано выше, при осуществлении заявленного способа хризоколлу дробят до порошкового состояния, смешивают ее с предварительно раздробленным известняком до состояния однородной массы, после чего загружают в барабанную печь, где проходит реакция восстановления, в результате которой происходит восстановление элементарной меди, с последующим повторным дроблением ее и остаточных компонентов и сепарация ее ультразвуковым сепаратором.

В другом варианте осуществления известняк может быть заменен на сульфат натрия, в таком случае на этапе химического извлечения происходит образование сульфата меди и метасиликат натрия. Метасиликат натрия также является широко применимым компонентом в производстве, что подтверждает заявленное утверждение об экологичное™ заявленного способа.

После этапа повторного дробления в полученную смесь добавляют органический спирт, в предпочтительном варианте осуществления используется изопропиловый спирт, который растворяет сульфат меде для извлечения из него элементарной меди. После чего происходит этап сепарации, как в варианте осуществления, описанном выше.

Как видно из примера осуществления, описанного выше, заявленный способ обладает рядом преимуществ относительно известных способов из уровня техники. Основными преимуществами являются:

- в процессе извлечения не применяются едкие химикаты, тем самым сокращая риски производственного процесса;

- выходными продуктами, кроме меди, являются широко применяемые в различных областях компоненты;

- так как вторичные выходные продукты применяются в дальнейшем производстве, данный способ не наносит вред окружающей среде, так как не требует утилизации отходов.

1. Способ извлечения меди из хризоколлы, содержащий

этап первичного дробления хризоколлы;

этап смешивания дробленой хризоколлы с предварительно раздробленным известняком;

этап химического извлечения меди из хризоколлы посредством твердофазной реакции в барабанной печи;

этап повторного дробления полученной на предыдущем этапе смеси;

этап сепарации смеси.

2. Способ извлечения меди из хризоколлы по п. 1, в котором повторное дробление происходит до размера частиц равного 70 мкм.

3. Способ извлечения меди из хризоколлы по п. 1 или 2, в котором сепарация осуществляется ультразвуковым сепаратором.

4. Способ извлечения меди из хризоколлы, содержащий

этап первичного дробления хризоколлы;

этап смешивания дробленой хризоколлы с сульфатом натрия;

этап химического извлечения меди из хризоколлы посредством твердофазной реакции в барабанной печи;

этап повторного дробления полученной на предыдущем этапе смеси;

этап восстановления меди изопропиловым спиртом;

этап сепарации смеси.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки шлаков свинцово-цинкового и медного производства. Обеднение расплава шлака, содержащего железо и цветные металлы, включает подачу шлакового расплава на обработку, продувку газообразным реагентом с последующей отгонкой цветных металлов в газовую фазу при газлифтном перемешивании через погружную фурму с образованием шлаковой пены.

Усовершенствование производства меди/олова/свинца // 2772863

Изобретение относится к производству цветных металлов методом гидрометаллургии. Расплавленная медная металлическая композиция содержит, мас.%: 57-85 Cu, ≥3,0 Ni, ≤0,8 Fe, 7-25 Sn и 3-15 Pb.

Способ получения заготовки из низколегированных сплавов на медной основе // 2770807

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к способам получения низколегированных сплавов на медной основе, предназначенных для изготовления различных деталей, подвергаемых при эксплуатации значительным механическим и электротермическим нагрузкам. Способ включает изготовление расходуемого электрода из шихтовых материалов, формирование слитка путем электрошлакового переплава одинарного электрода в кристаллизатор на поддон, и его деформацию с получением заготовки, при этом расходуемый электрод изготавливают путем расплавления шихтовых материалов в открытой индукционной печи в графитовом тигле с использованием солевого флюса и последующей разливкой расплава в защитной атмосфере инертного газа, электрошлаковый переплав расходуемого электрода ведут в кристаллизатор диаметром 300-500 мм, управляя массовой скоростью наплавления слитка в защитной атмосфере инертного газа, при этом на поддон по центру устанавливают одну затравку, далее проводят деформацию слитка до конечного размера заготовки.

Способ электрохимической переработки медного штейна // 2770160

Изобретение относится к металлургии меди и может быть использовано для гидрометаллургической переработки медьсодержащего сырья и технологических промпродуктов, в которых медь находится в сульфидной форме. Способ электрохимической переработки медного штейна включает анодное растворение гранулированного медного штейна в сернокислотном растворе под действием постоянного тока и осаждение меди на катоде.

Способ растворения сульфидов металлов с использованием озона и пероксида водорода // 2768928

Изобретение относится к гидрометаллургическому извлечению цветных, редких и благородных металлов из минерального сырья, содержащего сульфиды металлов, преимущественно из концентратов и продуктов обогащения, богатых руд. Способ растворения сульфидов металлов с использованием озона и пероксида водорода включает измельчение сульфидов металлов, растворение измельченных сульфидов металлов в чанах при перемешивании в водном растворе серной кислоты с использованием сочетания трех окислителей - ионов трехвалентного железа, озона и пероксида водорода, при этом определяют концентрацию озона в выходящем из чана газе, и при повышении концентрации озона в выходящем из чана газе расход озона и пероксида водорода уменьшают.

Способ выщелачивания золота и меди из упорной бедной золотомедной руды // 2764275

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов, а именно к извлечению золота и меди выщелачиванием упорной бедной золотомедной руды. Проводят рудоподготовку с получением содержащей золото и медь минеральной массы.

Установка для извлечения меди из кислых растворов // 2763907

Изобретение относится к установкам по очистке промышленных стоков, в частности к установкам по извлечению меди из кислых оборотных травильных растворов. Установка для извлечения содержит ионообменные колонны, заполненные сорбентом, реактор приготовления раствора десорбции, пропускаемого через ионообменные колонны, устройства для получения концентрата меди и насосы для перекачивания технологических сред.

Способ извлечения меди из сульфидных и смешанных (сульфидных и окисленных) руд с попутным извлечением благородных металлов // 2763088

Изобретение относится к извлечению цветных и драгоценных металлов из руд, в частности из сульфидных и окисленных медных руд. Способ включает дробление руды до класса крупности -630 +160 мкм, выщелачивание меди и благородных металлов раствором, содержащим, г/л: хлорид меди (II) 2-водный - 200-300, хлорид натрия - 150-300 или раствором, содержащим, г/л: хлорид меди (II) безводный - 20-100, хлорид натрия - 100-200, хлорид железа (III) 6-водный - 50-150.

Способ получения слитков особочистой меди // 2762460

Изобретение относится к области цветной металлургии, конкретно к производству слитков особочистой меди для сверхпроводящих материалов. В качестве исходных материалов используют полосы катодной меди, стадию подготовки исходных материалов осуществляют путем рубки листов катодной меди на полосы шириной 150±10 мм, их правку и фрезеровку по торцам, изготовление расходуемого электрода осуществляют путем сварки полос между собой, при этом один из торцов сваренного электрода готовят под крепление на шток печи, после чего осуществляют последовательный тройной электронно-лучевой переплав полученного расходуемого электрода, с промежуточной механической обработкой поверхности наплавляемых слитков на глубину 3-7 мм после всех этапов переплава.

Способ извлечения меди из кислых растворов // 2759979

Изобретение относится к технической химии, а именно к способу извлечения меди из кислых оборотных травильных растворов, образующихся в производстве плоского проката. Извлечение меди из кислых растворов проводят сорбцией с образованием обезмеженного раствора и насыщенного сорбента.