початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2109076

СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ ВІДХОДІВ, ЩО МІСТЯТЬ МІДЬ, ЦИНК, СРІБЛО І ЗОЛОТО

Ім'я винахідника: Верьовкін Георгій Васильович; Денисов Валерій Валентинович; Бузлаев Юрій Михайлович
Ім'я патентовласника: Верьовкін Георгій Васильович; Денисов Валерій Валентинович; Бузлаев Юрій Михайлович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1996.02.14

Використання: стосується переробки відходів, переважно, металургійного виробництва з витяганням в товарну продукцію міді і цинку, срібла і золота у вигляді високопробних концентратів.

Сутність: спосіб заснований на обробці вихідного матеріалу водно-сольовим розчинами, що містять окислювач для інтенсифікації вилуговування цінних компонентів, в першу чергу срібла і золота, з подальшим сорбційним витяганням золота і срібла, виборчим екстракційним концентруванням міді і цинку і їх електроосадженням. Спосіб апробовано на відходах металургійного виробництва, що містять, мас. %: Мідь 2,5 - 3,5; цинк 0,7 - 1,5; срібло 0,01 - 0,02; золото 0,0002 - 0,0004; залізо 30 - 35. Поєднання інтенсивного вилуговування і виборчого сорбційної і екстракційного вилучення металів дає можливість майже удвічі збільшити вихід товарної продукції при переробці металургійних відходів.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до гідрометалургії кольорових металів, переважно до способів переробки відходів металургійних виробництв, і може бути використано для переробки відходів електронної, електротехнічної та машинобудівної галузей промисловості.

Відомий спосіб переробки медьсодержащих матеріалів з низьким вмістом міді, що включає вилуговування міді з наступною електроекстракціі [1] (аналог 1).

За вказаним способом медьсодержащие продукти піддають вилуговування розчинами сірчаної кислоти. При цьому мідь переходить в розчин. Медьсодержащій розчин після фільтрації та очищення подають на електроекстракціі для вилучення міді в катодний метал.

До переваг способу слід віднести простоту і технологічність, низьку собівартість міді.

Недоліками способу є:

- Недостатня швидкість вилуговування міді, обумовлена ​​тим, що при вилуговуванні розчиняється лише окислений метал, а швидкість окислення міді (сульфідної і металізованої) в таких умовах досить низька;

- Накопичення в розчинах вилуговування заліза і відсутність способів ефективного виведення його з процесу;

- Неможливість вилучення дорогоцінних металів;

- Низька якість одержуваної міді, яка вимагає подальшої обробки для доведення її до необхідних кондицій;

- Неможливість попутного вилучення інших кольорових металів;

- Наявність додаткових операцій для виведення баластних солей.

Відомий спосіб добування золота і срібла з матеріалів з низьким вмістом металів, що включає розчинення золота і срібла лужними розчинами ціаніду натрію з наступною сорбції їх на активних вугіллі [2] (аналог 2).

За вказаним способом матеріали, що містять золото і срібло обробляються в чанах або спеціально підготовлених на гідроізолюючому підставі штабелях) лужними розчинами ціаністих солей (ціаністого натрію або ціаністого кальцію). При цьому під дією кисню повітря, золото і срібло окислюються і зв'язуються ціанід-іонами в ціанідні комплекси. Витяг золота і срібла з розчинів вилуговування здійснюється шляхом сорбції їх на активних вугіллі.

У варіанті "купчастого вилуговування" з підготовленого штабеля спосіб придатний для вилучення золота і срібла при їх вихідних змістах відповідно 1,0 і 10 г / т, при більш низьких змістах золота спосіб стає економічно неспроможним, оскільки кольорові метали, зазвичай супутні сріблу і золоту, в даному способі не витягуються.

До переваг способу відносяться його простота, технологічність і економічність.

До недоліків способу слід віднести високу токсичність ціаніду натрію, що обмежує області застосування способу і складність попутного вилучення кольорових металів, яке могло б істотно підвищити економічні показники.

Просте комбінування способів [1] і [2] з метою підвищення економічних показників за рахунок комплексного послідовного вилучення кольорових і дорогоцінних металів неможливо зважаючи на небезпеку виділення в газову фазу ціаністого водню при зміні середовища з лужної на кислу або навпаки.

Найбільш близьким до заявляється з технічної сутності і досягається ефекту є спосіб переробки металургійних відходів. Вихідний матеріал піддають окислювальному вилуговування, подаючи безпосередньо в пульпу вилуговування газоподібний хлор. При цьому досягається досить високе вилучення кольорових і дорогоцінних металів одночасно: 80-90% для дорогоцінних металів і близько 80% для міді і цинку. В результаті спосіб придатний для матеріалів з дуже низьким вмістом кольорових і дорогоцінних металів: 1-2% міді і цинку, до 1,5 г / т золота.

До недоліків способу слід віднести:

1. Непридатність для використання в варіанті "купчастого вилуговування" з огляду на неконтрольованого викиду в атмосферу газоподібного хлору, а й з причини неможливості забезпечення рівномірної подачі хлору через матеріал штабеля, оскільки рух газу через дрібнодисперсний матеріал йде переважно по каналах.

2. Процес ведуть в кислому області, де розчинність хлору низька (<0,5%), висока його летючість, і саме тому навіть у варіанті "чанів вилуговування" окислювальний потенціал хлору використовується не повною мірою.

3. Вилуговування в кислому області не відрізняється високою селективністю, про що свідчить, наприклад, використання технологічної схеми прототипу операцій очищення від заліза обробкою розчинів вапном. В результаті виключається можливість прямого екстракційного концентрування та очищення міді для подальшої її електроекстракціі у вигляді високоякісного катодного металу, як це робиться в більшості сучасних гідрометалургійних схем. З цієї причини мідь в способі-прототипі витягають у вигляді малоцінного напівпродукту - цементної міді (цементація на залізному скрапе) разом з золотом і сріблом з подальшою переробкою цього напівпродукту в товарні метали.

Технічний результат, який досягається винаходом, полягає в підвищенні техніко-економічних показників процесу при переробці відходів металургійних виробництв, що містять мідь, цинк, золото і срібло.

Технічний результат досягається одночасним вилученням зазначених металів в розчин на стадії вилуговування, для чого в якості розчинника металів використовують володіють комплексообразующими властивостями лужні аміачно-сольові розчини, які містять окислювач. Як окислювач використовують активний хлор, дозується в пульпу вилуговування для підтримки заданого потенціалу. Подальше екстракційне концентрування і розділення кольорових металів дозволяє витягти усі цінні компоненти розчину в товарні форми.

Сутність запропонованого способу полягає в направленому впливі процесів комплексоутворення і окислення для підвищення ступеня розчинення кольорових металів і прискорення процесу переведення в розчин сульфідних і металізованих форм по реакціях

Наведені вище рівняння показують, що присутність в витравлюють розчину аміаку і солей амонію необхідно для зв'язування кольорових і дорогоцінних металів в комплексні сполуки. Крім цього, вільний аміак необхідний для зв'язування сірчаної кислоти, що утворюється при окисленні сульфідних сполук (рівняння 4,5,8 і 11).

Відмінність запропонованого способу від найближчого аналога полягає в комбінуванні окислення і комплексоутворення, що забезпечує швидкий і повний переклад в розчин всіх цінних компонентів. Наступні операції виділення та поділу цінних компонентів з розчину вилуговування з використанням операцій сорбції та екстракції, що дозволяють отримувати високоякісну товарну продукцію, і відрізняють пропонований спосіб від способу-аналога.

Сорбція золота і срібла, крім основного призначення - концентрування дорогоцінних металів, забезпечує і глибоке освітлення розчинів, що надходять на екстракційний переділ, і зниження окислювально-відновного потенціалу цих розчинів до рівня, що не викликає руйнування екстрагента. Тому концентрування золота і срібла передує екстракційного вилучення і розділення кольорових металів. Десорбцію золота і срібла з фази насиченого сорбенту ведуть міцними розчинами ціаніду натрію з отриманням продуктивного золото-срібного електроліту. Це дозволяє отримати додаткове очищення дорогоцінних металів від домішок і вивести дорогоцінні метали в компактний золото-срібний концентрат.

Після сорбційного вилучення золота і срібла на вугільному сорбенті, що володіє підвищеною механічною міцністю, з освітленого розчину вибірково витягають мідь екстрагентом класу бета-дикетонов в режимі контрольованого дефіциту екстрагента, потім зі збідненого по міді рафината витягують цинк екстрагентом класу оксіоксімов. Витяг міді і цинку з однойменних екстрактів з отриманням відповідних продуктивних електролітів проводять сірчанокислими розчинами, в якості яких використовують відповідні відпрацьовані електроліти електролізу міді і цинку.

В результаті пропонований спосіб дозволяє отримати з металургійних відходів, що містять мідь, цинк, срібло і золото, все цінні компоненти зі ступенем вилучення вище 90% в товарні форми високої споживчої якості.

приклад 1
Наважку матеріалу, що містить,%: Fe 28,5; Cu 3,6; Zn 1,1; Au 1,9 г / т; Ag 73, піддавали вилуговування розчином, що містить, г / л: NH ₄ Cl 100, NH ₃ 45. Активний хлор в вигляді розчину гіпохлориту натрію дозувався в пульпу для підтримки заданого потенціалу розчину в межах 700-1100 мВ. Для порівняння таку ж пробу провели за технологічною схемою способу-прототипу.

Результати вилуговування наведені в табл.1 .

Як випливає з наведених у табл.1 даних в порівнянні з прототипом пропонований спосіб дозволяє:

- При тривалому вилуговуванні підвищити витяг міді та цинку в розчин більш ніж на 10%, золота - майже на 20%, срібла - майже вдвічі;

- Значно скоротити тривалість вилуговування: технологічно прийнятне вилучення всіх металів (вище 80%) в пропонованому способі досягається вже через 5 ч, тоді як в прототипі через п'ять годин витяг міді та срібла менше 50%.

приклад 2
Пульпу вилуговування, отриману за способом, описаному в попередньому прикладі, контактували з вуглецевим сорбентом протягом 24 год при масовому співвідношенні "пульпа: сорбент", що дорівнює 50000: 1.

Після закінчення 24 годин, вуглецевий сорбент відокремили від пульпи, промили водою і висушили до постійної ваги. Пульпу відфільтрували для аналізу твердої і рідкої фаз на вміст срібла і золота.

Результати сорбції золота і срібла з пульпи вилуговування наведені в табл.2 .

Як випливає з наведених у табл.2 даних, вилучення золота з рідкої частини пульпи навіть при такому високому співвідношенні "пульпа: сорбент" склало 95% (загальна витяг 91,2%). Витяг срібла в фазу сорбенту в умовах експерименту (з рідкої частини пульпи) виявилося нижчим - 59,4% в зв'язку з більш низькими значеннями коефіцієнтів розподілу срібла в даній сорбційної системі. Загальна витяг срібла в фазу сорбенту виявилося рівним 58,2% від його початкової кількості. Вміст золота в фазі насиченого сорбенту склало 1,2%, срібла 29,5%.

Таким чином, наведені вище приклади показують, що навіть при вкрай несприятливих співвідношеннях фаз вдається отримати достатньо високі технологічні показники добування дорогоцінних металів.

Приклад 3. Сорбат, отриманий після сорбції золота і срібла, що містить, г / л: Cu 11,94; Zn 3,66; Ag (29 мг / л); Au (0,03 мг / л), контактували з 20 об.% Бета-дикетонов в гасі протягом 10 с при об'ємному співвідношенні фаз V: V = 1,5. Після контактування фази розділяли центрифугуванням. У фазах визначали змісту металів.

Результати екстракції металів приведені в табл.3 .

Таким чином, наведені в табл.3 дані показують, що витяг міді з сорбата в умовах експерименту склало 95%. Крім того, екстракція міді розчином бета-дикетонов забезпечує хорошу селекцію міді від цинку і срібла: ступінь очищення міді від цих металів склала відповідно> 1700 і> 2900 за один щабель.

Приклад 4. Екстракт, отриманий в попередньому прикладі, контактували з розчином, що моделює оборотний електроліт електроекстракціі міді, які мають склад, г / л: Cu 30; H ₂ SO ₄ 155 протягом 10 с при співвідношенні обсягів водної та органічної фаз = 1. Після контактування фази розділяли центрифугуванням. Отриманий реекстракт містив, г / л: Cu 47; H ₂ SO ₄ 130. Електроліт такого складу придатний для електроекстракціі міді.

приклад 5
Рафінат, отриманий в прикладі 3, контактували з 20 об.% Розчином реагенту класу оксіоксімов в гасі протягом 30 с при співвідношенні водної та органічної фаз 0,67. Фази після контактування розділяли центрифугуванням, після чого в сполучених фазах визначали вміст металів. Результати екстракції металів приведені в табл.4 .

Як видно з наведених у табл.4 даних витяг цинку з розчину становить 95%. Селекція від міді в даному випадку гірше, оскільки в лужних середовищах екстрагентів класу оксіоксімов досить ефективні як по відношенню до міді, так і по відношенню до цинку. Це означає, що для отримання чистого, що не містить мідь цинкового електроліту рафінат після екстракції міді повинен бути очищений, наприклад, за допомогою широко застосовується на електролітних цинкових заводах цементації міді на цинковій порошку. Це, крім очищення рафината від міді, дає можливість вивести у вигляді концентрату залишився в рафінаті золото і срібло.

приклад 6
Справжній приклад показує можливість використання оборотного рафината після вилучення кольорових металів в циклі вилуговування, чим досягається замкнутість процесу по реагентів шляхом електролітичної обробки оборотного рафината.

Пробу, що містить Cu 3,5%; Zn 1,2%; Au 2 г / т; Ag 70 г / т, обробили в статичних умовах розчином складу, г / л: сульфат амонію 80; вільний аміак 25 (pН 9,9); хлорид амонію 15; активний хлор (окислювально-відновний потенціал ОВП) 1100 мВ.

Отримано розчин складу, г / л: сульфат амонію 80; вільний аміак 17 (pН 9,5); хлорид амонію 15; Cu 11,6; Zn 3,7; Au 0,04 мг / л; Ag 9,5 мг / л активний хлор (ОВП) 220 мВ.

Витяг цінних компонентів в розчин склало,%: Cu 99,3; Zn 98,7; Au 94; Ag 89. З отриманого розчину провели сорбцію Au і Ag активним вугіллям АМГ. Витяг в фазу сорбенту склало,%: золото 99,8; срібло 96,7; ОВП впав при цьому до 120 мВ.

З отриманого сорбата провели екстракцію міді і цинку. Ступінь вилучення міді та цинку в органічні екстракти склала,%: Cu 99,8; Zn 96,6. Отримано рафінат складу, г / л: сульфат амонію 80; вільний аміак 12,5 (pН 9,0); хлорид амонію 15; Cu 0,02 г / л; Zn 0,04 г / л, активний хлор (ОВП) 70 мВ.

Цей рафінат піддали електролізу при щільності струму 1400 А / дм ² протягом 15 хв. Отримано розчин складу, г / л: сульфат амонію 80; вільний аміак 9,5 (pН 8,5); хлорид амонію 15; Cu <0,001 г / л; Zn 0,01 г / л; активний хлор (ОВП) 1200 мВ, після дозміцнення аміаком відповідає за складом вихідного розчину вилуговування і тим самим може бути використаний для обробки нової порції даного матеріалу.

приклад 7
Екстракт, отриманий в прикладі 5, контактували з розчином, що моделює оборотний електроліт електроекстракціі цинку, які мають склад, г / л: Zn 120; H ₂ SO ₄ 21 в протягом 1 хв при співвідношенні обсягів водної та органічної фаз 0,2. Після контактування фази розділяли центрифугуванням. Отриманий реекстракт містив, г / л: Zn 131,6; Cu 5; pН 4. Електроліт такого складу може бути спрямований на електроекстракціі цинку.

Таким чином, пропонований спосіб за рахунок підвищення комплексності використання сировини дозволяє при переробці техногенних матеріалів, що містять мідь, цинк, срібло і золото, досягти високого ступеня вилучення всіх цінних компонентів.

Стосовно до описаного в наведених вище прикладах матеріалу пропонований спосіб дозволяє при тривалому (10 год) вилуговування витягти додатково продукції майже на 5 доларів при переробці кожної тонни сировини, тобто майже на 15% збільшити вихід товарної продукції більш високої якості.

Більш того, пропонований спосіб дозволяє скоротити тривалість процесу майже вдвічі, тобто майже вдвічі збільшити продуктивність. Це при інших рівних умовах дозволяє підвищити вихід продукції в одиницю часу з однієї і тієї ж виробничої площі майже на 50% в порівнянні зі способом-прототипом.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб переробки відходів, що містять мідь, цинк, срібло і золото, що включає вилуговування міді, цинку, срібла і золота в присутності хлорсодержащего окислювача з подальшим витяганням металів з отриманого розчину, що відрізняється тим, що вилуговування міді, цинку, срібла і золота в присутності хлорсодержащего окислювача проводять лужними аміачно-сольовими розчинами, а витяг металів з отриманого розчину проводять послідовно: спочатку срібла і золота сорбцією на углеродсодержащими сорбенте, а потім міді екстракцією розчином бета-дикетонов в органічному розчиннику і потім з отриманого рафината - цинку екстракцією органічним розчином оксіоксіма в органічному розчиннику з відділенням рафината, очищеного від кольорових і благородних металів.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що хлорсодержащий окислювач вводять в пульпу вилуговування для підтримки заданого окислювально-відновного потенціалу, що визначається складом вихідного матеріалу.

3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що в якості хлорсодержащего окислювача використовують активний хлор.

4. Спосіб за допомогою одного з пп.1 - 3, що відрізняється тим, що рафінат, отриманий після екстракції міді, перш ніж вийняти з нього цинку необхідно чистити від слідів міді, срібла і золота цементацией.

5. Спосіб за допомогою одного з пп.1 - 4, який відрізняється тим, що активний хлор для вилуговування отримують при електролізі рафината, очищеного від кольорових і благородних металів.

Версія для друку
Дата публікації 05.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів