Способ переработки металлических железои медьсодержащих отходов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскни. Социалнстическик
Республик
<и)981453 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 06.05.81 (21) 3285610/22-02 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 15,1?,82, Бюллетень М 46
Ф
Дата опубликования описания 15.12.82
t$1lha gN.ç
С 25 С 1/12
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н открытий
f53) УДЙ669.337 (088.8) 1
У.М. Куркчи, В. Ф. Матренкин, Б.И. Руденко, В.Л. Рфанович и Ф.И.Терещенко
/ -,---Среднеазиатский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии и Алмалыкский юсщно-" металлургический комбинат им.В.И.Ленина (72) Авторы изобретения (73) Заявители (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТРЛЛИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОЙ ИЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
Изобретение относится к цветной металлургии, более конкретно к переработке металлических отходов, содержащих медь. 5
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому результату является способ переработки металлических железо- и медьсодержащих отходов электролизом 1 ).
Небостатками известного способа являются высокая летучесть аммиака, что требует установки дорогостоящего адсорбера и вентиляционных систем для улавливания и очистки токсичных веществ, скорость анодного растворения плакированной меди больше скорости ее катодного осаждения, что вызывает необходимость вывода части электролита на ванны обеднения с последу-. ющим цементационным осаждением остаточного металла.
Цель изобретения - упрощение технологии переработки, улучшение санитарно-гигиенических условий и комплексное использование отходов.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки металлических железо- и медьсодержащих отходов электролизом, электролиз.отходов ведут в сульфидно-щелочном электролите при плотности тока 10300 A/м и продолжительности процес3; са 4-12 ч.
Сущность способа состоит в том, что при анодном сульфидировании плакированная медь под действием элект-. рического тока ионизируется до катионов двухвалентной меди, которые затем, взаимодействуя в прианодном слое с сульфид-ионами, образуют черный порошок труднорастворимого сульфида меди. Последний (от 50 от 80%) легко отделяется от поверхности железной основы, оставшейся в неизменном виде, которая используется как восстановитель меди из растворов кучного выще лачивавия. При этом, оставшаяся на железной основе медь (20-50%) в процессе цементации переходит в цементный осадок, чем достигается 100%-ое использование меди из биметаллических медьсодержащих отходов.
Эффективность анодного сульфидирования медных отходов зависит в основном от двух факторов: плотности анодного тока и продолжительности процесса. Способ лучше всего протекает при анодной плотности тока 10-300 A/ì
2.
При плотностях тока, меньших 10 А/м снижается производительность процес»
981453 са, а при плотностях тока больших, чем 300 А/м образуются более плотные осадки сульфида меди, которые трудно удаляются с поверхности железной основы, что в конечном счете, приводит к тому, что уменьшает 5 свободную от меди поверхность железной основы, как восстановителя, уменьшая тем самым эффективность процесса цементации меди из растворов кучного выщелачивания. 10
При постоянной анодной плотности тока извлечение меди в сульфидный концентрат зависит от продолжительности процесса. При увеличении времени с 4 до 6 ч извлечение меди воз- f5 растает с 40,9 до 74,13, а затем практически остается постоянным.
В табл.1 показано влияние анодной плотности тока на извлечение меди и железа из биметаллических отходов. Zp
В табл.2 показано влияние продол>кительности процесса на извлечение меди и железа из биметаллических отходов.
Лучшие, результаты достигаются в диапазоне 6-12 ч, когда извлечение меди составляет 70,0-78, 3% (табл.1 и 2).
Процесс анодного сульфидирования проводят в электролизерах беэ нагрева, снабженных перфорированной анодной корзинкой для загрузки медных отходов с циркуляцией и беэ циркуляции электролита.
Пример комплексной переработки биметаллических гильз и кружочков, плакированных медью с внутренней и внешней поверхности железной основы.
Состав отходов, %: медь 5,7, цинк 0,8, железо 90,1.
Пример 1. В стальную перфо- 40 рированную корзину круглого электролизера (объем 1 л) загружается 230 r биметалла, который подвергается анодному сульфидированию в сульфидно-щелочном электролите состава, г/лг 45 сульфид натрия — 85,5, щелочь — 38,0.
Параметры процесса. анодная плотность тока — 50,0 A/ì, продолжительность электролиза — 12 ч, скорость циркуляции электролита — 1 л/час, . 50 общий объем раствора - 1,8 л.
По истечении указанного времени электролиз прекращается, полученная смесь сульфидного медного порошка и железной основы отфильтровывается от электролита, промывается водой и сушится в шкафу при 80-120аС 6-12 ч.
Черный порошок сульфида меди отделяется от железной основы механическим отсевом. Всего получено 34,7 г сульфидного порошка с содержанием меди 29,6% и 215,9 г железной основы (гильзы, кружочки, пластиночки и т.д.). Извлечение меди в сульфидный порошок составляет 78,3Ъ.
Пример 2. В стальную перфорированную корзину круглого электролизера (объем 1 л) загружается 230 г биметалла, который подвергается анодному сульфидированию в сульфидно-щелочном электролите состава,. указанного в примере 1. Параметры процесса: анодная плотность .гока — 220 A/ì, продолжительность электролиза - 12 ч, скорость циркуляции электролита1 л/ч, общий объем раствора -, 1,8 л.
По истечении указанного времени электролиз прекращается, полученная смесь сульфидного медного порошка и железной основы отфильтровывается от электролита, промывается водой и сушится при 80-120 С 6-12 ч. Черный порошок меди отделяется от железной основы механическим отсевом.Всего получено 34,1 r сульфидного порошка с содержанием меди 24% и 218,6 r железной основы. Извлечение меди в сульфидный порошок составляет 62,4%.
В табл.3 показана зависимость цементации меди от качества железного скрапа.
Полученную в примерах 1 и 2 стальную основу используют для цементации меди из растворов кучного выщелачивания (табл.3).
Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию переработки мельсодержащих отходов и улучшить санитарно-гигиенические ус-: ловия труда (электролиз ведется в одну стадию без дополнительного вывода части электролита на ванны обеднения, не требуется сооружение àïïàратов по улавливанию токсичных газоввентиляторы, абсорберы и т.д.
Кроме того, способ дает возможность осуществить процесс комплексной переработки медьсодержащего вторичного сырья в безотходном варианте, ибо железная основа различных поделок (кольца, гильзы, кружки, ленты и т.д.) после электролиза может быть полностью использована в процессе цементации. меди из растворов кучного выщелачивания забалансовых руд, как постоянный и неограниченный источник сырья для цементации, которая всегда испытывает нужду в железном скрапе хорошего качества.
981453
I 1
Э I
3t I
Х I
6! I0I
Зм
ot:
I
I
0Ъ
РЪ
Ю
ОЪ ь ф»
cta
ОЪ
ОЪ Ф г» н
CV
СЮ
Ю
СЧ
1О
CV
0Ъ
ОЪ IA
» » о. Сч
Ю
° У
i о
2 о
И
1 о и о о и
IA ч
Ь
00 IA
М а-4
° Ь!
» (Ч
ОЪ
СО
° .Ф
ОЪ
IA
0О !
»
»
IA (Ч
0О
iCh
СЧ
М
° У
СЧ
Ch (Ч
Ю.
<Ч! о л х
I >âХ
t ve
I 1 ! о
1дО ! 1 .1! щ e
1.й О
1 V е
CI .!
Ю
Ф Ъ
И о! о
М
СЧ
Р3
0Ъ
РЪ!
» а сО
СЧ
° Ф
М!
СЪ
ЯЧ
Fs
М
I6 о
I6
Ю
СФ
СЧ
Ю
М
Ф Ъ
СЧ
СЧ
Ю
»
IA
%-4
3 х
06 н
1Ч
f6 I
I х t v
03
iO о to о
РЪ
СЧ .!!
Ю
° е
D
IA
РЪ
CI
IA
Ю
РЪ
I аА
CI аА
CO
IA
I е а °
351
sR
bt6 t
6! 1
opt о !» м а
В!Х l
О !С 1
XI6 t
l6 ф о
В I ь. I
4Э
t33
С!
a g
Ф»с
o g
00 а Я
Ю уф
0О
0Ъ
1 .!
»
»
М Ф
I аО
% Ф
СО
»
4"Ъ
I 0
» с Ъ
%
Ю
IA
М
CI
М гМ
ОЪ
»
СЧ
М
%4
Ю
% Ф
0V
»
rE
0О
СЧ
С1
»
;„с
Ю
РФ
Ю
»
Ю
РЪ Ф
D с-!
М
СЧ аО
I
I
» ь
Ю
С Ъ
Ю
Ю
СЧ
СЧ
»
D
° Ф
Ю
» о о -! ь о сЕ
Ю
0Ъ
1 I
I. I
1 ° 1
1 516!I 1 ! OX6t !
Об!И
I I
I 1
I I
I 1 ! 1
1 и 1
1 (I
I c I
04 1
I I
I O
1 м.
I 1
I I
Ь съ IA 0t в с О %
Q СО Ъ (Ч
06 f МЪ Ю
1
1
I, I
1
l
I
1
1 ! !
I
I
1
1
l
I
I
1
1
1
1 ! !
I !
1
I
1
1
I
I
I
1
l
1 (1
1
I
1
1
I
I
I
l !
I
1
981453
I
О
9 с
9 9 кк
aaI Ф хн
9 3 о
1 0!
1 498 в9g9
I aa. а, о о ь с с
IA
00 CO о в с L
Ol СЧ
0О 00
Ф Ъ
В ОЪ с с
1-1 Ф1
СЧ СЧ аА 1ф с с о 1Ч
ФЧ СЧ
t .1
1
I
I ("Ъ (О с
Ю
ОЪ с E о н
<Ч с 4
1Ч 1Ч с с м о
fat а ОЪ с
ОЪ ф
cO \Ca
-с с
Ю ОЪ
1Ч СЧ
Г Ъ < 3 с с
Ю 1 (Ч СЧ
I ! Coo и ХО
Ю Фс с с
° Ф Р
4 1 (Ъ сФ цЭ с с
D aA
1Ч С Ъ
aaI I I и«о о! мо
Ф I К 3
I <6tt Q
11.ОО
I VXX
I ь с
afl
1Ч
\О Ctl с с
Г- НЪ н
1Ч 1Ч
Х 1
Ц I °
9! О
ХХ1a0 в
lO t0 t c
КЭ I Н14
ОЯ!
О 1Ч ч
О а t
4Х! ох t
ХФ I
rtqtv и
9 Ы 1 х х х
ХХ I
Р3 Щ
ОО1m а I
5 t о, о
If! ИЪ
I I . aA aA Ф cl
Ю аА
1 аА
Ю
М Ф
М
Ctl с
D о о с
1 1
1 1
О1 О1 с с
Ю Ю
Ю с
%-1
Саа с о
I
I
l м
d0 I
I с
Х
g 1 о
o! c
I N о
4 1
О! х
Ц
Х 1
В I
М 1 к 1 э з 1си
О\
aat
Еi I
u о
V l
I О
1
1
1
1
I
1
1
1
1 !
I
I
I
1
1
I
I
I !
I
1 .
I
1
I !
0О 1 О гЪ с с с . с
О 0О
981453
Таблица 3
Опыты. Цементаа(ия, Ф
Время контакта концентрация меди, г/л
Внд железного скрапа (аосстановнтель) Исходная После цементации
0,413 0,250
40,0 гильзы и пр. (лабораторн.) 49,0
10 30
0,413 0,г1О промжшенный
57,0
11 30
О, 413 О, 175 гильзы и пр. (лабораторн.) 16 30
13 60
0,260 О, 106
59,0 промишлен ный
86 0
0,425 0,060 гильзы и пр. (лабораторн . ) промааяе нный
0,425 0,115
73,0
15 60
П р и м е ч а н и е i Для процесса цементации меди использовался в опытах промааленный раствор кучного выщелачивания с действующего участка. его состав, г/л: серная кислота 15; медь 0,260,41; железо общее 2,3-2,6; железо (2+) -1-.2.
Поверхность железного скрапа промлаленного и после электролиза постоянная — 60 м .
Формула изобретения
Составитель Л.Рякина
Редактор Л.Авраменко Техред K.Ìûöüî Корректор М.немчик
Заказ 9643/41 Тираж 686 . Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4
Способ переработки металлических железо- и медьсодержащих отходов электролизом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии переработки и улучшения санитар- но-гигиенических условий, электролиз отходов ведут в сульфидно-щелочном электролите при плотности тока 10300 А/м s течение 4-12 ч.
Источники информации, -Е принятые во внимание при экспертизе
1. Бюллетень "Цветная металлургия", 1978, В 1, g. 27-31.
