Способ переработки твердосплавных отходов

 

В.A. Крохин, В.Н. Заиканов, M.Ô. Кириенков, Т.И. Хазанова, А.Е. Демичев, Л.В. Иельников, T.À. Якимец и П.И. Каячев

/ "н

Государственный ордена Октябрьской Революции научно.исследовательский и проектный институт рфдкометаллической..., / и ромышле нности ..\ (22) Авторы иэобретеиия (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДОСПЛАВНЙХ ОТХОДОВ I

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способам переработки отходов, содержащих редкие тугоплавкие металлы. .

Известны гидрометаллургические и пирометаллургические способы переработки твердосплавных отходов.

Основой гидрометаллургических способов является химическое взаимодействие компонентов отходов с различными растворителями с целью их селективного или комплексного извлечения в растворимые формы, удобные для дальнейшей переработки.

Известен способ переработки отхо" дов производства твердых сплавов с помощью 5-103-ного раствора гипохлорита натрия при 40-.50оС (1 J..

Известны пирометаллургические способы, заключающиеся в обработке отходов газообразными окислителями при

600-1000" С, в частности элементарным хлором, с целью получения соединений, *, в частности хлоридов металлов, аиро" ко используемых в народном хозяйст" ве (:!).

° Однако указанные способы могут быть использованы для переработки лишь определенных видов твердосплавных от ходов, таких как сплавы на основе кар" бидов тугоплавких металлов и, кроме того, не позволяют извлечь всю сумму о ценных компонентов.

Йаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработ" ки твердосплавных отходов хлорирова" о !

5 нием газообразным хлором при 550-650 С с последующей обработкой сконденси« рованных продуктов хлорирования 0,5" 3Ф-ным раствором соляной кислоты(3 .

Однако известный способ не позволяет осуществить начальное разделение продуктов взаимодействия, что впослед" ствии существенно затрудняет их селективное разделение и очисткч.

3 9869

Целью изобретения является комплексная переработка медно"титано-ниобиевых отходов и упрощение процесса.

Цель достигается тем, что согласно способу переработки твердосплавных отходов, включающему хлорирование газообразным хлором при нагревании и гидрометаллургическую обработку, от-. ходы перед хлорированием подвергают гидрохлорированию при отношении Т:Ж 1е

1;15-20, температуре 85"95 С в течение 3,5-4,0 ч с последующей промывкой, сушкой остатка, а хлорирование проводят.при отношении хлора к остатку 1,5-2,5:1,0 при 300-350 С в тече- и ние 1,0-1,5 ч, Процесс гидрохлорирования ведут при отношении хлора к отходам 0,6-1,5:

:1,0.

Сущность способа заключается в том, что указанная совокупность при знаков заключается в новом порядке операции и позволяет комплексно перерабатывать отходы с резко отличающимися свойствами компонентов. При этом на стадии гидрохлорирования в определенном режиме медь селективно переходит в раствор в виде хлорида.

Из полученного раствора можно извлечь медь любым из известных стандартных методов без предварительной подготовки»

Остаток от гидрохлорирования представляет собой сплав тугоплавких ме" таллов, хлорирование котоРого газообразным хлором в заданном. режиме дает фракционное разделение компонентов, причем каждая из Фракций может быть переработана стандартными приемами на соответствующий металл или его соединение.

-Ъ

15-кратный избыток водной фазы обусловлен величиной растворимости хлорида меди (1I), растворением газообразного хлора частичным испарением воды. Меньший избыток воды приводит к недоизвлечению меди в раствор. Более чем 20"кратный избыток в воде увеличивает объемы перерабатываемого раствора .хлорида меди, снижает ее концентраци ю в. растворе и существенно усложняет последующее извлечен >е меди из раствора. емпература при гидрохлорировании ниже 85 С не обеспечивает высокой скорости перехода меди в раствор и приводит к ее неполному извлечению.

Температура более 95РС приводит к резкому увеличению упругости водяных паров, существенно уменьшает объем водной фазы, что приводит к недоизвле чению меди и загрязнению его хлоридов ниобия и титана.

ПродолжительносТь процесса при гидрохлорировании менее 3,5 ч не позволяет осуществить высокое извлечение меди в раствор, а более 4,0 ч приводит к образованию хлорида меди (1}, что впоследствии затрудняет ее из влечение из раствора .

Температура хлорирования остатка ниже 300 С существенно уменьшает давление паров хлорида, снижает скорость процесса хлорирования и приводит к неполноте вскрытия остатка. Повышение температуры выше 350 С ухудша-, ет разделение хлоридов ниобия и титана и требует более жестких условий конденсации.

Продолжительность процесса хлорирования остатка менее 1,0 ч значительно снижает извлечение ценных компонентов из остатка, а более чем 1,5 ч - ухудшает технологические показатели процесса и приводит к необходимости преждевременного ремонта хлоратора

Отношение хлора к отходам при гидрохлорировании 0,6-1,5:1,0, а в про" цессе хлорирования остатка J,5-2,5:

:1,0. Уменьшение количества хлора ниже нижних пределов приводит к снижению скорости процессов во времени и недоизвлечению ценных компонентов вследствие недостатка хлора.

Увеличение количества хлора вьве верхних пределов увеличивает давление в системе, создает повышенную опасность в случае разгерметизации системы и приводит к неоправданным затратам дорогого реагента.

Ниже представлена технологическая схема процесса переработки медно-титано-ниобиевых отходов.

986949

Отходы

Хлорирование в водной фазе

Т = 85"95 С Т И = 1:15-20, 3,5 "4,0 ч

Твердый остаток

Хлорирование

Т = 300-350 С

Ф, = 1,0-1,5 ч

Ниобиевая фракция

Титан.свая фракция титан и ниобий, промывают водой, высушивают и хлорируют газообразным хлором при его отношении к остатку 1,5, щ 2,5:1,0 в интервале температур 300 350 С в течение 1,0-1,5 ч.

Гидрохлорирование

Хлорирование остатка

Хлор остаТ; С

Хлор отходы

Ь, ч

4,, мин

Т:И

Степень хлорирования, Степень из влечения в ток раствор, о

2,5:1 350 60

2,5:1 350 90

2,5-1 300 60

1,5:1 350 60

98,3

99,1

98,5

97,4

94,7 0,6:1

97,0

Рас вор (медьсодержащая фракция) Пример. 20 г Си-Т .-НЬ-содержащих отходов, состоящих, 3: Со 50, Тв 25, Й Ь 25, подвергают хлорированию в водной фазе при Т:Я = 1:15 -20 температуре 85-95 С, отношении хлора к отходам 0,6-1,5:1,0 в течение 3,54,0 ч. Твердый остаток, содержащий

1 5 1 95 1 20 3 5

151 95 120 40 990

1 е5:1 85 1:20 3 5

95 1:20 3 5 96,5

1 51 95 1;15 35 978

Предлагаемый способ переработки отходов производства твердых сплавов

45 обеспечивает по сравнению с известными возможность комплексной переработки широкого ассортимента твердосплавных отходов; возможность началь-, ного фракционирования компонентов от ходов уже на стадии вскрытия; возможность осуществления данного способа на существующем оборудовании; исклю-. чение подготовительных операций (измельчение отходов и т.п.); исключение переделов по разделению компонен- 55 тов отходов.

Экономический аффект от внедрения изобретения составляет 50 тыс.. руб.

Результаты представлены в таблице.

4 формула изобретения

1 ° Способ переработки твердосплав" ных отходов, включающий хлорирование газообразным хлором при нагревании и гидрометаллургическую обработку, о т" л и ч а ю шийся тем, kTo с целью комплексной переработки медно-ти" тано-ниобиевых отходов и упрощения процесса, отходы перед хлорированием подвергают,гидрохлорированию при от" ношении Т:Н = I:15-20, температуре

85"95 С в течение 3,5-4,0 ч с после" дующей промывкой и сушкой остатка, а хлорирование проводят при отношении хлора к остатку 1,5-2,5:1,0 при 300350 С в течение 1,0-1,5 ч.

7 986949

2. Способ по и. 1, о т л и ч е юшийся тем, что, процесс гидро- Н хлорирования ведут при отношении хлора к отходам 0,6-1,5:1,0. (М

Источники информации 3 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское

177614, кл. С

2. Авторское

188674, кл. С .3. Авторское

179930, кл. С

8 свидетельство СССР

22 8 7/02, 1966. свидетельство СССР

22 8 34/12, 1966. свидетельство СССР

22 В 7/02, 1966.

Сост авитель О. Семен ко

Редактор М. Дылын. Техред Т.Иаточка Корректор О. Билак

Заказ 1021 /3 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0 5 Иосквад К" Ращская наб. g. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,