Способ переработки отвальных шлаков Советский патент 1992 года по МПК C22B7/04 

Изобретение.относится к цветной металлургии, в частности к гидрометал-1 лургическим методам переработки i медно-никелевых шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо.

Известен способ переработки конвертерного и печного шлаков путем выщелачивания растворов хлорного железа при 85°С, расходе РеС1з в 1.25 раза выше стехиомет- рического в течение 2,5 ч, что позволяет извлечь из конвертерного шлака, содержащего, %: Си 4,03; N1 1,96; Со 0,46; медь 92; никель 29 и кобальт 24.

Недостатком этого способа является низкое извлечение никеля и кобальта.

Известен способ переработки конвертерного шлака среднего состава, %: Си 1,52; Zn 1,52; Fe 53,08: Si02 21,0; А120з 2,72; CaO 1,30; MgO 1,0 с применением магнитной сепарации измельченного шлака с последующей флотацией хвостов. Концентрат от

магнитной сепарации выщелачивают разбавленной соляной кислотой с использованием хлоридов железа, полученных после упаривания и кристалиэации растворов.

Недостатками способа являются неполное извлечение железа из растворов; невозможность полного разделения железа и цветных металлов при кристаллизации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки отвальных шлаков, получающихся при переработке медно-пиритных руд, при котором выщелачивание сухого измельченного шлака осу-. ществляют нагревом до 38-58°С смесью 3,5-4,5 NHCI с хлорной кислотой; при этом происходит окисление Fe(li) в Fe (III). Пульпу фильтруют или центрифугируют, нерастворимый остаток удаляют, а раствор, содержащий хлориды железа, кальция, магния, марганца; меди, цинка, алюминия и оксид кремния, сушат при 100-150°С. К влажному

ho

Сд

ввА

Os

остатку, содержащему концентрированную HCI, добавляют 3-5 объемов раствора, содержащего концентрированную соляную кислоту, добавляют 3-5 объемов раствора, содержащего солянокислый диэтиловый эфир (2 объема HCI к 3 объемам эфира) и экстрагируют FeCb.

Твердый остаток, содержащий оксид кремния и хлориды Са, Mg, Zn, Си, Мп, кипятят в 10 объемах воды до растворения хлоридов и центрифугируют. В результате получают твердый остаток - оксид кремния и раствор хлоридов, который нейтрализуют аммиаком при нагревании до кипения. После фильтрации или центрифугирования из раствора известными методами (например, нейтрализацией () получают соли кальция, меди, цинка, магния.

Недостатками прототипа являются невысокая степень извлечения металлов из шлаков; невозможность полного извлечения и разделения железа и цветных металлов из растворов от выщелачивания шлаков.

Цель изобретения - повышение степени извлечения и разделения металлов.

Поставленная цель достигается так, что согласно способу переработки отвальных шлаков, включающему их выщелачивание соляной кислотой, окисление железа в растворе хлорсодержащим реагентом и экстракционное отделение железа от меди и других цветных металлов, выщелачивание ведут 15-22%-ной соляной кислотой, окисление осуществляют газообразным хлором, после отделения железа проводят последовательную экстракцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л, причем в качестве экстрагента используют гекса- ран, а изменение концентрации хлор-иона осуществляют введением хлорида кальция.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что выщелачивание от вально- го шлака ведут 15-22%-ной кислотой, окисление железа в растворе осуществляют газообразным хлором, после экстракционного отверждения железа проводят после- довательную экстракцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л; причем в качестве экстрагента используют гексаран, а изменение концентрации хлор-иона осуществляют введением хлорида кальция.

В результате действия этих ограничительных признаков достигается повышение степени извлечения металлов и разделения железа, меди, кобальта и никеля.

Способ иллюстрируют следующими примерами.

П р и м е р 1. 0,5 кг отвального шлака, содержащего, %: Ni 0,20; Си 0,31; Со 0,10; СаО 2,50; Мд07,50; Ре0бщ. 35,30, постепенно загружают в течение 2 ч в нагретую до 90°С

22%-ную HCI при Т:Ж, выдерживают по окончании загрузки в течение 1 ч при заданной температуре.

Извлечение основных компонентой в раствор составляет, %: NI 81,0; Си 69,0; Со

0 86,0; Fe 83,5; MgO 96,1; Са014,3. Содержание компонентов в основном растворе составляет, г/л: Ni .0,24; Си 0,38; Со 0,13; Fe 50,9; MgO 11,0, СаО 0,54,

Двухвалентное железо, содержащееся

5 в растворе от выщелачивания шлака, окисляют газообразным хлором до трехвалентного. Перед экстракционным разделением железа и суммы тяжелых цветных металлов раствор корректируют по составу, содержа0 ние компонентов в котором составляет, г/л: NI 0,49; Си 0,77: Со 0,26; Fe 103,3; MgO 22,3; СаО 1,1; HCI 100. Экстракцию железа проводят гексараном по противоточной схеме при объемном отношении органической и

5 водной фаз, равном 1,5:1,0 на 6 ступенях с использованием промывки экстракта соляной кислотой для увеличения степени разделения хлорида железа от суммы хлоридов тяжелых цветных металлов. Отношение объ0 емов органической и водной фаз на стадии промывки составляют 10:1,0. В результате хлориды железа переходят в органическую фазу, а в водный раствор (рафинат) - сумма хлоридов тяжелых цветных металлов кон5 центрации. г/л: Ni 0,48; Си 0,75; Со 0,25; MgO 21,2; СаО 0,81; HCI 68. В солянокислый рафинат после извлечения железа вносят расчетное количество хлорида кальция и- при концентрации хлор-иона 120 г/л гекса- .

0 раном экстрагируют медь по противоточной схеме при отношении О: В 1,5:1 на 2 ступенях. Сбдержание компонентов в рафинате составляет, г/л: Fe н/о; Си н/о; Со 0,24: N1 0,47; MgO 19,8; СаО 0,79. Степень извлече5 ния меди 100%.

После извлечения железа и меди концентрацию хлор-ионов в рафинате повышают до 160 г/л введением хлорида кальция, и гексараном экстрагируют при отношении

0 О:В -1,5:1 на 1 ступенях. Содержание компонентов в рафинате составляет, г/л: Fe н/о; Си н/о; Со н/о; N1 0,45; MgO 19,2; СаО 0,41. Степень извлечения кобальта 100,0%. П р и м е р 2. Солянокислый рафинат,

5 полученный после-выщелачивания отвального шлака 22%-ной соляной кислотой и экстракционного извлечения железа гексараном, аналогично условиям примера 1. корректируют по содержанию хлор-ионов введением хлорида кальция и при концентрации хлор-ионов НО г/л экстрагируют гёк- сараном медь при О :В 1,5:1 в противо- точном режиме на 2 ступенях. Степень извлечения меди составляет 100,0%. Затем, аналогично примеру 1, но при концентрации 180 г/л хлор-ионов экстрагируют кобальт. Степень извлечения кобальта 100%.

П р и м е р 3.0,5 хг отвального шлака, по составу и условиям выщелачивания аналогичного примера 1, выщелачивают 15%-ной соляной кислотой.

Из солянокислого рафината после экстракционного извлечения железа согласно условиям примера 1 экстрагируют селективно медь и кобальт. Степень извлечения меди и кобальта составляет соответственно 100,0%.

П р и м е р 4. Из солянокислого рафината, полученного после выщелачивания отвального шлака 15%-ной соляной кислотой и экстракционного извлечения железа согласно условиям примера 1 .последовательно экстрагируют гексараном медь и кобальт аналогично примеру 2.

Степень извлечения меди и кобальта 100%..

П р и м е р 5. Из солянокислого рафината, полученного после выщелачивания отвального шлака 20%-ной соляной кислотой и экстракционного извлечения железа со гласно условиям примера 1, последовательно экстрагируют гексараном медь и кобальт аналогично примеру 1. Степень извлечения меди и кобальта 100%.

П р и м е р 6. Из солянокислого рафината, полученного после выщелачивания отвального шлака 20%-ной HCI и экстракционного извлечения железа соглас- 5 но условиям примера 1, последовательно экстрагируют гексараном медь и кобальт аналогично примеру 2. Степень извлечения меди и кобальта 100%,

Как следует из приведенных примеров,

0 предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить степень извлечения металлов из отвального шпака на стадии выщелачивания шлака соляной кислотой, а также дает возможность селективно из5 влечь металлы из растворов от выщелачивания, таким образом обеспечивает 100%-ное извлечение железа, меди, кобальта. Форм у л а изо б р е т е ни я Способ переработки отвальных шлаков,

0 включающий выщелачивание их соляной кислотой, окисление железа в растворе хлорсодержащим реагентом и экстракционное отделение железа от меди и других цветных металлов, о т л ич а ю щ и и с я тем, что.

5 с целью повышения степени извлечения и разделения металлов, выщелачивание ведут 15-22%-ной соляной кислотой, окисление осуществляют газообразным хлором, после отделения железа проводят последователь0 ную экстракцию-меди при содержании хлор- иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л, причем в качестве экстрагента используют гекса- ран, а изменение концентрации хлор-иона

5 осуществляют введением хлорида кальция.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллурги- чёским методам переработки медно-никелевых шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо. Цель изобретения - повышение степени извлечения и разделения металлов. Выщелачивание отвальных шлаков проводят 15-22%-ной соляной кислотой, окисление железа в растворе ведут газообразным хлором, после экстракционного отделения железа гексараном проводят последовательную экстракцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л, изменяя концентрацию хлор- иона выделением хлорида кальция.