Способ переработки медно-мышьяковых кеков Советский патент 1991 года по МПК C22B3/08 C22B30/04 C22B15/00 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения меди и мышьяка из побочных продуктов, в частности кеков ме- деэлектролитного производства.

Цель изобретения - повышение комплексности использования сырья и исключение операции захоронения мышьяксодержащих отходов.

Пример. Берут навеску медно-мышь- якового кека- 210 г (влажность кека 37,6%), содержащего мышьяка 27,47, меди 31,20%. Кек репульпируют 2 ч при 95°С в 255 мл раствора (с учетом влаги кека), содержащего 63 г серной кислоты. Весовое отношение H2S04:Cu 1,54. Степень извлечения меди

и мышьяка в раствор - 99,6%. Раствор охлаждают до 0°С. Медьсодержащий осадок отделяют, промывают водой и направляют в цех получения медного купороса. Промывную воду используют при приготовлении серно-кислого раствора для выщелачивания свежей порции медно-мышьякового кека. Содержание в охлажденном мышьяксодер- жащем растворе мышьяка 141, меди 27,5 г/л. Весовое отношение As:Cu 1:0,2. Затем мышьяксодержащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 600 г/л и используют для приготовления мышьяксодержащих антисептических составов.

П р и м е р 2. Берут навеску медно-мышьякового кека 210 г (влажность кека 37,6%),

о

Ч

о ел со ел

содержащего мышьяка 27,47, меди 31,20%, и обрабатывают как описано в примере 1. Раствор охлаждают до 25°С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меди 57 г/л. Весовое отношение As:Cu 1:0-,4. Затем мышьяксо- держащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 700 г/л.

ПримерЗ. Берут навеску медно- мышьякового кека 210 г (влажность кека 37,6%), содержащего мышьяка 27,4, меди 31,20%, и обрабатывают как описано в примере 1. Раствор охлаждают до 50°С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меди 85 г/л. Весовое отношение As:Cu 1:0,6. Затем раствор упаривают до концентрации мышьяка 800 г/л.

П р и м е р 4. Берут навеску медно- мышьякового кека 210 г (влажность кека 37,6%), содержащего мышьяка 27,4, меди 31,20%, и обрабатывают как описано в примере 1. Раствор охлаждают до 80°С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меди 143 г/л. Весовое отношение Аэ :Си 1:1. Затем мышьяк- содержащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 800 г/л.

П р и м е р 5. Берут навеску медно- мышьякового кека 1 кг (влажность кека 55%), содержащего мышьяка 11,43, меди 40,83%. Кек репульпируют 1 ч при 95°С в 1020 мл раствора (с учетом влаги кека), содержащего 281,5 г серной кислоты. Весовое отношение H2S04:Cu 1,53. Степень извлечения меди и мышьяка - 98,9%. Раствор охлаждают до 25°С. Медьсодержащий осадок отделяют, промывают 100 мл водь: и направляют в цех получения медного купороса. Промывную воду используют для приготовления сернокислого раствора при выщелачивании свежей порции медно- мышьякового кека. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 50, меди 56 г/л. Весовое отношение As:Cu 1:1,12. Затем мышьяксодержа- щий раствор упаривают до концентрации мышьяка 700 г/л.

П р и м е р 6. Берут навеску медно- мышьякового кека, содержащего мышьяка 11,43, меди 40,88%. Кек репульпируют 1 ч при 95°С в 1020 мл раствора (с учетом влаги кека и 100 мл промывной воды, содержащей 3,4 г мышьяка и 12,5 г меди), содержащего 281,5 г серной кислоты. Весовое отношение 1,53. Степень извлечения меди и мышьяка - 98,8%. Раствор охлаждают до 5°С. Медьсодержащий осадок отделяют, промывают водой и направляют в цех получения медного купороса. Содержание вохлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 55, меди 43,8%. Весовое отношение As:Cu 1:0,79. Затем раствор упаривают до концентрации мышьяка 750 г/л.

Пример. Берут навеску медно-мышьякового кека 0,5 кг (влажность 62%), содержащего мышьяка 10,30, меди 22,75%. Кек репульпируют 2 ч при 60°С в 430 мл раствора (с учетом влаги кека), содержащего 65,7 г

серной кислоты. Весовое отношение H2SCM:Cu 1,52, Степень извлечения меди и мышьяка 98,4%. Раствор охлаждают до 20°С. Медьсодержащий осадок отделяют, промывают водой и направляют в цех получения медного купороса. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 45, меди 44,5 г/л. Весовое отношение As:Cu 1:1. Раствор упаривают до концентрации мышьяка 780 г/л.

Примере. Берут навеску медно-мышь- якового кека как в примере 7. Кек репульпируют в 430 мл раствора, содержащего 67 г серной кислоты. Весовое отношение Н25См:Си 1,55. Степень извлечения меди

и мышьяка 100%. Раствор охлаждают до 20°С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 45,5, меди 44,5, свободной серной кислоты 1,6 г/л. Весовое отношение As:Cu 1:0,98. Раствор

упаривают до концентрации мышьяка 780 г/л. Содержание свободной серной кислоты в этом растворе 27,5 г/л. Антисептический раствор для пропитки древесины, приготовленный из мышьяково-медного раствора (As

780 г/л), содержащего свободную серную кислоту (27,5 г/л), вызывает коррозию установок, изготовленных, из стали,

Известный способ переработки медно- мышьяковых кеков предусматривает обработку раствором серной кислоты с концентрацией 20-40 г/л и количественным отношением серной кислоты к меди (0,5- 1):1. Выщелачивание ведут при 60°С, Т:Ж 1:4 в течение 2 ч и аэрации раствора. При

выщелачивании медно-мышьяковых кеков раствором серной кислоты для очистки раствора от мышьяка в раствор вводят трехвалентное железо в виде сульфата трехвалентного железа Ре2(5См)з 9Н20, Расход

железа (III) к мышьяку равен (0,):1 вес.ч., или в пересчете на Ре2(ЗСм)з ЭНаО 1,0-5,03 г на 1 г мышьяка, В проуцессе выщелачивания контролируют концентрацию серной кислоты, поддерживая ее на уровне рН 3-4,

предотвращающем переход мышьяка и железа в раствор, за счет чего ликвидируется дополнительная операция очистки медьсодержащего раствора отмышьяка. Мышьяк в этих условиях осаждается в виде арсената

железа. После окончания обработки мед- но-мышьякового кека раствором серной кислоты мышьяксодержащий осадок отфильтровывают, а медьсодержащий раствор направляют в производство. Арсенаты поливалентных металлов, в частности ар- сенаты железа, относятся к категории сильнодействующих ядовитых веществ и подвергаются захоронению в специально оборудованных хранилищах.

Степень извлечения меди в раствор из медно-мышьякового кека при весовом отношении Н25См:Си (0,5-1):1 равна соответственно 32,40-64,80%. Степень извлечения меди в раствор повышается при дополнительном введении сульфат-ионов с Fe2(SO/j)3 ЭНаО. Так, при весовом отношении Н25См:Си 0,5:1 и весовом отношении Fe:As 0,2-0,8-0.9-0,95-1,0 (или Fea(SCM)3 9H20:As 1,0-4,0-4,5-4,75), т.е. при большом суммарном расходе реагентов, степень извлечения меди повышается соответственно до 46,66-89,19-96,56-99,6- 100%.

Из примеров осуществления предлагаемого способа следует, что при введении серной кислоты более 1,54 вес,ч, (пример 8) в растворе мышьяковой кислоты (после отделения кристаллов сульфата меди) будет содержаться свободная серная кислота. Антисептические составы для пропитки древе- сины, приготовленные из раствора мышьяковой кислоты, содержащей свободную серную кислоту, будут вызывать коррозию аппаратуры. При весовом отношении HaS04:Cu менее 1,53:1 (пример 7) снижается степень извлечения меди из медно- мышьякового кека. Так, при весовом отношении Нг5См:Си, равном 1,54, степень извлечения меди составляет 99,6; при 1,53 98,9; при 1,52 98,4; при 1,51 97,8%,

При охлаждении раствора до определенной температуры часть меди выпадает в осадок в виде кристаллов сульфата меди. Мышьяковая кислота хорошо растворима в воде. Ее растворимость в воде в пересчете на мышьяк составляет 800 г/л, поэтому мышьяковая кислота при охлаждении раствора в осадок не выпадает. Регулируя температуру выщелачивания кеков с последующим охлаждением раствора до определенной температуры, можно получать растворы с различным весовым соотношением мышьяка к меди, пригодные для последующей утилизации.

Охлаждать растворы ниже 0°С нецелесообразно, так как это связано с большими энергозатратами. Кроме того, при охлаждении растворов до (-3)-(-5)°С повышается

вязкость растворов, образуются кристаллы льда.

Мышьяксодержащий растворе весовым соотношением мышьяка к меди 1:(0.2-1)

упаривают до концентрации мышьяка 600- 800 г/л и используют для получения известных в практике антисептических составов для древесины, заменяя дорогие, дефицитные мышьяк (У)-содержащие продукты

(As20s, HsAsCM, Na2HAsCM) растворами являющимися побочным продуктом переработки медно-мышьяковых кеков.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет комплексно использовать сырье путем обработки медно-мышьяковых кеков раствором серной кислоты при весовом отношении HaSCMiCu 1,53-1,54 г/л, при нагревании с последующим охлаждением раствора до 080°С получают медьсодержащий продукт (осадок), который может быть использован для производства медного купороса, и мышьяково-медный раствор, из которого после упаривания до концентрации мышьяка 600-800 г/л могут быть получены As(V)-, Cu(ll)-, Сг(/1)-содержащие антисептические составы для древесины в виде пасты, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к лучшим образцам антисептических

составов.

Исключается также операция захоронения мышьяксодержащих осадков - арсена- тов железа, Арсенаты поливалентных металлов (Fe, Mn, Са и др), образующиеся

при очистке от мышьяка производственных растворов и сточных вод, относятся к категории сильно действующих ядовитых веществ и требуют дорогостоящего спецзахоронения. Захоронение осадков арсенатов

поливалентных металлов в простейших хранилищах с гидроизоляцией из глины не обеспечивают достаточно высокую защиту окружающей среды от заражения мышьяком, а затраты на захоронение арсенагов

поливалентных металлов велики.

В предлагаемом способе при весовом отношении H2SCM:Cu 1,53-1,54 степень извлечения меди в раствор составляет соответственно 98,9 и 99,6%. В известном

способе аналогичная степень извлечения меди в раствор может быть достигнута лишь при значительно большем суммарном расходе реагентов, а именно при весовом отношении H2S04:Cu 0,5:1 дополнительном

расходе Ре2(5См)з 9Н20 - 5,2 г/г Си, при H2S04 .Cu 1:1, дополнительно необходимо вводить Ре2(5См)з ЭНаО 1,03 г/г Си (извлечение Си 98,9%), 1,05 г/г Си (извлечение Си 99,6%).

Формула изобретения

Способ переработки медно-мышьяко- вых кеков. включающий выщелачивание раствором серной кислоты при нагревании, выделение и возврат медьсодержащего продукта в производство, отличающий- с я тем, что, с целью повышения комплексности использования сырья и исключения

0

операции захоронения мышьяксодержащих отходов, выщелачивание ведут при массовом отношении серной кислоты к меди (1,53- 1,54):1, раствор после выщелачивания охлаждают до 0-80°С и выделяют медьсодержащий продукт, а мышьяксодержащий маточный раствор упаривают до концентрации мышьяка 600-800 г/л и используют для приготовления антисептических составов.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения меди и мышьяка из побочных продуктов, в частности кеков ме- деэлектролитного производства. Цель изобретения - повышение комплексности использования сырья и исключение операции захоронения мышьяксодержащих отходов. Медно-мышьяковый кек выщелачивают при нагревании и весовом соотношении серной кислоты к меди (1,53-1 54). 1, Раствор после выщелачивания охлаждают до 0-80°С, выделяют медьсодержащий продукт и возвращают в производство. Мышьяксодержащий маточный раствор упаривают до концентрации мышьяка 600- 800 г/л и используют для приготовления антисептических составов. (Л С