Способ выщелачивания меди из медьсодержащих материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соцмалмстмческмх

Республик (l l l Q 2 (32 3

К ПАТЕНТУ (6l) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 20.02,73(21) 1888003/22 02 (23) ПРиоРитет (32) 21 02 72 (З1) 7945/72 Р 1 Великобритания (43) Опублнкована15.08.78.Ьюллетень №30 (45) Дата опубликования описания 29.06.78 (5l) М. Кл.

С 22 З 15/08

С 22 В 3/00

ГосуАв рственнью комитет

Соввтв Инннстров СССР во делвм изооретвний н открытий (53) УДК 669.334. .73 (088.8) Иностранец джозеф Линдсей Врайсон (!Великобритания)

Иностранные фирмы

Металлурджикал Просессиэ Лимитед и Лй-Эс-Си

f1

Смелтинг Лимитед (Великобритания) (72) Автор изобретения (71) Заявит.ели (54) СПОСОБ ВЫШ!.ЛЛЧИВАНИЯ МЕ=.ЛИ

ИЗ МЕДЬСОДЕРЖЛШИХ МАТЕРИАЛОЕ3

Изобретение относи ся к металлургии цветных металлов, в частности к вышелачиванию меди из медьсодержаших материалов; оно может быть использовано для извлечения меди из шлаков пирометаллургического получения свинца.

Шлак пирометаллургического получения свинца может содержать меди от 10 до

357 по весу. Медь в шлаке обычно однс- ip валентная или находится в виде сульфида или арсенида меди, Известен способ переработки медного шлака вышелачиванием его водным раствором серной кислоты в присутствии окис- 15 ляюшего газа для получения растворимых медных солей fl).

Недостаток кислотного вышелачивания заключается в переходе в раствор значительных количеств железа, мышьяка и 20 сурьмы.

Известен также способ вышелачивания меди иэ медьсодержаших . атериалов, включающий их обработку в присутствии окиоляюшего газа водным раствором комплек- 25 сообразуюших реагентов, состояшнм из гидроокиси аммония и соли аммония. Вышелачиванию подвергают медные концентраты, полученные цементацией; в качестве комплексообразующе го реагента используют карбонат аммония или сульфат аммония $2).

Иедостаток известного способа применительно к вышелачиванию меди из шлаков пирометаллургического производства свинца заключается в том, что при использовании сульфата аммония значитель» ное количество свинца переводится в раствор, а при использовании карбоната аммония в раствор переводится сушественное количество мышьяка.

Цель изобретения - уменьшение перехода в раствор свинца и цинка при вышелачивании меди из шлаков пирометаллургического производства свинца.

Цель достигается тем, что в качестве соли аммония используют смесь карбоната аммония и сульфата аммония при мольном соотношении их в вышелачиваю

6202 17

Концентрация меди, г/л

Средняя эффективность кислорода, %

Удалено аммиака, %

3,9

7 9 10,8 13 8 15,2

Приблизительное экстрагирование 25 56 68 меди, % (4 Основано на общем количестве введенного обычного и аммиака и мели). одновалентного щем растворе соответственно от 1:3 до

3:1.

Наличие aoaos сульфата в выщелачивающем растворе обеспечивает:. снижение отношения свинца и цинка к меди в растворе щелокау

3 снижение потерь меди с отфильтрован ным материалом после фильтрации осад ка 1

cHHR9HHs парциального давления амми& . кв над выщелачиввющим раствором. 10

Раствор щелока, полученный при выше

Лачивании, после фильтрации вводят в

«онтвкт с органическим растворителем, который выделяет из него медь. Из орге- нической фазы медь затем может э.кстрагироввться в водный раствор контактиро ввнием с водным раствором минеральной кислоты. Водный раствор сульфата меди, йрлученный.после обработки серной кисГ

Время, ч

При фильтровании получают смесь (96 3 г; промытая и высушенная при 35

100 С) и темно синий раствор карбонатв медноаммиачного раствора (440 мл),который дистиллируется паром, образуя лотой, может быть использован либо при производстве кристаллов сульфата меди кристаллизацией, либо при производстве катодной меди электролизом.

Пример 1. Экстрагирование металлических частиц из медного шлака и образование основного йарбоната меди из шелока.

Сухой медный шлак (118,8 г; 29,3% СИ) находится во взвешенном состоянии в водном растворе (500мл) 4 М,AH4ОЯ, 2М (КЙ )СО при этом в него вводится воздух (1 л/мин) из диска, изготов ленного из спеченного стекла и погруженного в жидкость. Температуру повышают о от 19 до ЗЗ С в течение 2-2,5 ч и затем понижают до 21 С в течение 5 ч.

Отработанный воздух промывают кислотой.

Периодический анализ щелока и амми,ка, захваченного отработанным воздухом, дает следующие результатьr .

2 3 4, 5

12 13 10 9 7 темнозеленый нечистый карбонат меди (39,9 г; 52,5%меди; промытый и высу« шенный).

Содержание основных элементов в раэличных продуктах приведено в табл. 1.

620217

1 у

4! ф t

Р1 -4 И ук т-1

1 с) ф

Я ст-» Ф с7

С4 (Ц Ig

М

Щ

Ц

Я Ъ,Д

1 1

Т- (к сО

Я (1 о

О о

Fl о о; с„o >

cg » ж о

Cf о о5

6202) 7

Пример 2... Влияние концентрации мели на скорость экст1мгированяя медного шлака.

Производят обычное экстрагярование образцов шлака 5 мм (20 r; 26 8% меди ; при етом воздух (1 л/мин) и раство ры кврбоната амминв (500 мл) используют при комнатной температуре. Эти растворы, содержащие в различной концентрации медь, приготовляют путем перемешявания карбоната аммина в рвст

Таблица2

14,5

16, 1 17,6 19,7 1 9,4

121 452 855 1070

1,21 4,52 8,55 1 0,70

О

18,8

20,5 22,8 22,3 19,8

9,66 13,60 16,40 17, 15 6,57

6,57

3,09 7,03 9,83 10,55

20,5 22,8 22,3 19,8

13,06 17,08 18,77 20,08 ° 9,24

3 82 7 84 953 1084

18,8

9,24

21,6

23,7 23,7 21,8 203

12,52

22,10 23,26

9,58 10,74

16,86 20,7

4,34 8,19

12,52

0 о

Температура, С

Neab в растворе, r/ë

Общее увеличение, г/л о

Температура, С

Медь в растворе, г/л

Общее увеличение, г/л о

Температура, С

Медь в растворе, г/л

Обшее увеличение, г/л о

Температура, С

Медь в растворе, г/л

Общее увеличение, г/л Из таблицы видно, что по крайней мере 5 r на литр меди в растворе щелока значительно ускоряет процесс выщелачивания.

Пример 3. Влияние сульфата на процесс вышелачивания.

Вышелачивание проводят в сферической стеклянной колбе, снабженной педальной мешалкой, входным отверстием для воздуха, расположенным в диске иэ спеченного стекла с термометром, и средством отво» да газа через конденсатор с водяным охлаждением в газоочистительный раствор серной кислоты.

Шлак содержит 29,3% мели и просеивается до крупности 3 мм. Bonw»e pacw воны. содетякашие смесь аммиака и карворе с фильтратом, получаемым в реэул тате реакции меди с подобным раствором кврбоната аммина. Таким образом, получают концентрацию свободного аммиака, почти иденти п ую во всех случаях экстрагирования, при этом изменяется только концентрация меди. Результаты исследований показывают, что остаточная медь в рафинате, используемом вторично, вызывает быстрое растворение меди в шлаке (см. табл. 2). бонвта и (или) сульфата аммиака, приготовляют следующим образом.

Берут двухмолярную гидроокись аммиака плюс: а) 1М (КН+)2СО б) 0,75М (НН, ) СО, 0,25 М (ЙН4.) ЪО4,Ф в) 0,5 М(ЙИ 1я СО 1

0,5 М (1ч Н, )2 SOy г) 0,25 М (МИ, ) СО

0,75 М(NHq) SO„; д) 1 М(йй } Sag.

Колбу заливают соответствуюшим расвворо (1 л) при температуре приближо тельно 20 С. Г!ри энергичном перемешивании добавляют шлак (200 r), колбу закупоривают и через жидкость пропускают

6202 17 пузырьками воздух (1 л/мин). Растворение меди начинается сравнительно быстро и реакция продолжается в течение 2 ч; температура произвольно повышается до о

40 С, кроме случаев, когда не было карбона та. 5

В каждом опыте шлам, содержаший осадок шлака и вышелачиваюший раствор, фильтруется при стандартных условиях и чистый раствор экстрагируется смешива- (О нием путем встряхивания с 1. (хбФМ(торговое название фирмы ЕЬкенерал Миллс) в керосине { 25 об.", -) до тех пор, пока вся медь не экстрагируется в органичес(5

Т а б л и ц а;3

:3((хС(.>

> (ат ф) > началь- к ное н

7,Н

6,5

3,9 0,01 0,07 0,4 1,6 7,1

4,4 О, ОС)9 0,07 О,(> 1,2 ),;3

85 50,6

0,27

0,2 3 Я) 47 9 с>) (Р 46,1

"> 4

0,) 3 4,4 0,078 0,07 0,6 О,Н 2,8

0023 О 07 05 04 1!) 4,0

0,05

0,15

81. 47, Я, (3) 5, 3

4,4 0,0) 0,02 0,1 0,01 3, 3

Г!римечание. (1) медь в жидкэсти пл.ис ре:>ультаты црэмывки эстцткэв эт фи)lt,т)>ации (QK ир >цент меди B:загружаемэм шлаке; реакция 100 миц; реаKции (>

:>б>кем:>цквд«ошг>й жидкэсти как прэцецт эбщегэ кэли (еств;> жи((кэст(, аммиак, э((хна генный этраб:>таиным t)эздухэм, ци эси(>ве;>бшогэ кэ:(ичестви;>м.".(и:>ка и аммония. (2) (3) (4) (5) Таблица-1 ов, экстрагировани>,(х

0,001 1 0,002

0,001

О) 0002

0,002

),О

О, OOOR (),ООЗ 3

1,0

0,0017

О,()()2 >

I,0

О,(>005 (),0) 7(;

О,()1(>

),0

0,()()((0,00 1.

ui О() 0(;

О, (..>! .) )-.

10,15 11,25

10,15 10,80

10,15 10,50

10,10 )0,10

10,05 9,75

0,00. ) 1

О, О:30 (), 01! ) кую фазу. Органическую фа.>у промывакт водой, зате(. обрабаты вают водны м раствором серной кислоты (180 г/л). При этом образуктся кислотный раствор сульфата меди и органическая фаза, пригодная для повторной экст)>акции.Лм:,>иц

Результаты экспериментов дагц,l и табл. 3 и 4.

Р(ишелачивак>ший раствор: 2ММН40И;

1 llwh .лй (14Х, где Х вЂ” СО и (или) 504 .

0,0014 О, 002, i 111>иб)(. О

0,0012 О,(..> О, 35> 111>ибл. С

0,()0). ) 0>00:3. 3 О, С)С)2

6202 17

Составитеш. !!. Еадовский

Техред Л. !.эгдан Еорректор !. улица

Редактор !!. Корченко

Заказ 5; 5/54 Тираж 772 Подписное! !!!ИИГ!И Государственного комитета Совета Министров«"СС! - по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iK- ?5, l àóï;ñêàÿ цаб., д. 3/5

Филиал ГГПП "Патент, г. Ужгород, ул. !!роектная, Очевидно, что при использовании смеси карбоната с сульфатом для выщелачивания медного шлака достигаются некоторые преимушества и что использование сульфата в качестве единственного аниона влечет за собой некоторые недостатки: поддерживается высокая скорость реак« ции в системе, содержащей только анион карбоната и до 75 мол."o сульфата и

25 мол.% карбоната. Реакция осуществляется очень медленно в присутствии 1О только сульфата (см. табл. 3); по мере увеличения содержания сульфата пропорционально растворяется меньше мышьяка, сурьмы и свинца. Очень большое количество свинца может быть ) растворено в присутствии только сульфаа (см. табл. 4); по мере увеличения содержания сульфата осадок шлака (приблизительно половина которого в случае присутствия только карбоната представляет собой очень мелкий, медленно оседающий и фильтрующийся материал) становится более крупным, легче фильтруется л удерживает меньше жидкости по мере увеличения содержания сульфата теряется все меньше аммиака, захваты ваемого отработанным газом.

Формула изобретения

Способ выщелачивания меди из медьсодержащих материалов, включающий их обработку в присутствии окисляюшего газа водным раствором комплексообразующих реагентов, состоящим из гидроокиси аммония и соли аммония, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью уменьшения перехода в раствор свинца и цинка при вышелачивании меди из шлаков пирометаллургического производства свинца, в качестве соли аммония используют смесь карбоната аммония и сульфата аммония при мольном соотношении их в вьпцелачиваюшем растворе соответственно от 1:3 до 3:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании N. 1303070, кл. С 1 Л, 17.01.73.

2. Патент С!!. Л N. 3492115, кл. 75-103, 1970.