Способ выщелачивания меди из медьсодержащих материалов Советский патент 1978 года по МПК C22B15/08 C22B3/00 

(54) СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕЛИ ИЗ MEДЕэСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к выщелачиванию меди из .содержащих материалов; оно может быть использовано для извлечения меди яз шлаков пирометаллургического получения свинца.

Шлак пирометаллургического получения свинца может содержать меди от 10 до 35% по весу. Медь в шлаке обычно одновалентная или находится в виде сульфида или арсенида меди.

Известен способ переработки медного шлака выщелачиванием его водным раствором серной кислоты в присутствии окис- ляюшего газа для получения растворимых медных солей 1.

Недостаток кислотного выщелачивания заключается в переходе в раствор значительных количеств железа, мышьяка и сурьмы.

Известен также способ выщелачивания меди яз медьсоде окаших материалов, включающий их обработку в присутствии окиоляюшего газа водным раствором комплексообразующих реагентов, состотлим из гидроокиси аммония и соли аммония. Выщелачиванию подвергают медные концентраты, полученные цементацией; в качестве комплексэобразующего реагента использукуг карбонат аммония или сульфат аммония

Недостаток известного способа применительно к выщелачиванию меди из шлаков пирометаллургического производства свинца заключается в том, что при использовании сульфата аммония значитель ное количество свинца пе1:юводится в раст вор, а при использовании карбоната аммония в раствор переводится существенное количество мышьяка.

Цель изобретения - уменьшение перехода в раствор свинца и цинка при выщелачивании меди из шлаков пирометаллур гического производства cBimua.

Цель достигается тем, что в качестве соли аммония используют смесь кар боната аммония и аммония при мольном соотношении к в выщелачиваюШ9М растворе соответственно от 1:3 до 3:1. Наличие вонов сульфата в вьпцелачвн ваюшем растворе обеспечивает:. сввжение отношения свинца и пинка к меди в растворе шелока} сншкевие потерь мепв J отфЕльтрюван« вым материалом после фильтрации осадjtajснижение сарпиального давления аммив ка над вьпцелачива(о11шм раствором. Раствор шелока, полученный при выще1т лэчивании, после фильтрации вводят в контакт с органическим растворителем, который выделяет из него медь. Из орга нической фазы медь затем может экстра- гироваться в водный раствор контактиро-ч ванием с водным раствором минеральной/ ясло«п 1. Водный раствор сульфата меди, Ьрлучанный после обработки серной киоВремя, ч Концентрация медн, г/л Средняя эффективность кислорода, % Удалено аммиака, % Приблизительное экстрагировани меди , % V Основано на о&цем количеств аммиака и меди).

При фильтровании получают смесь (96.3 г| промытая и высушенная при 1ОО с) и темно-синий раствор карбоната медно-аммиачного раствора (440 мл), кото|й.1й дистиллируется паром, образуя

темно еленый нечистый карбонат меди (З9,9г5 52,5%меди; промытый н Bbicy-. шенный).

Содержание основных элементов, в раа личных продуктах приведено в табл. 1. лотой, может быть использован либо при производстве кристаллов сульфата меди кристаллизацией, либо при производстве катодной Меди электролизом. Пример. Экстрагирование металлических частиц из медного шлака и образование основного :Ьарбоната меди из шелока. Сухой медный шлак (118,8 г; 29,3% Са) находится во взвешенном состоянии, в водном растворе (500мл) 4 М .Н40Й11 2М )лСО ; при этом в него вводится воздух (l ft/мин) из диска, изготовленного из спеченного стекла и погружеганого в жидкость. Температуру повышают от 19 до 33 С в течение 2-2,5 ч и затем понижают до 21 С в течение 5 ч. Отработанньгй воздух промывают кислото. Периодический анализ щелока и аммиь,ка, захваченного .отработанным воздухом, дает следующие результаты: 12345 635. 42 46 50 10 97 10,8 13,8 15,2 68 73 80 еденного обычного и одновалентного

о

и

ю о

ю tю со

о о

.CS

о

С

e;g gj

Ы уэ

я ;Ро ей

О 3

При м в р 2.; Влияние котгцонтрации мепи на скорость эксту шрования модного шлака.

Производят обычное экст})агированив образцов шлака 5 мм (2О г; 26,8% мв ди); при этом воздух (l л/мин) и раствОры карбоната аммина (50О мл) ядпользуют при комнатной температуре. Эти растворы, содержащие в различной концентрации медь, приготовляют путем пвремеи-ивания карбоната аммина в раст- Температура, С 14,5 Медь в растворе, г/л О Обшее увеличение, г/л О Температура, С 18,8 Медь в растворе, г/л 9,24 Обшее увеличение, г/л О Температура, С 21,6 Медь в растворе, г/л 12,52 О Обшее увеличение, г/л Из таблицы видно, что по крайней мере 5 г на литр меди в растворе шелока значительно ускоряет процесс выщелач вания. Примерз. Влиягняе сульфата на процесс выщелачивания. Вьпцелачивание проводят в сферической стеклянной Холбе, снабженной педальной мешалкой, входным отверстием для воздуха, расположенным в диске из спеченного стекла с термометром, и средством ртво да гвза через конденсатор с воштым охлаждением в газоочнстительныи раствор серной кислоты. Шлак содержит 29,3% меди и проселвается до крупности 3 мм. Водные paci воиы. содеикахние смесь аммиака и Kai Boif)e с фильтратом, получаек мм в реоулГтате реакции меди с подобтлм раствором карбоната аммина. Таким об))взом, получают ко1щентрацию свободного аммиака, почти идентишую во всех случаях экстрагирования, при этом изменяется только концентрация меди. Результат, исследований показывают, что остаточная медь в рафинате, используемом вторично, вызглвает быстрое растворение меди в ишаке (см. табл. 2).

Т а б ли ц а 2

9,24

12,52 16,1 17,6 19,7 19,4 1,21 4,52 8,55 10,70О 1,21 4,52 8,55 10,7О 20,5 22,8 22,3 19,8 13,06 17,08 18,77 20,08 3,82 7,84 9,53 10,84 23,7 23,7 21,8 20,3 16,86 20,7 22,10 23,26 4,34 8,Г9 9,58 1О,74 боната и (или сульфата аммиака, приготовляют следующим образом. Берут двухмолярную гидроокись аммиака плюс: а)-tM (КН4) б)0,75M(NHx) 0,25 М (N114) в) 0,5 M(NH4.:)aCO,; 0,5 м с NN4) г) 0,25 М(МН4)2СОз) 0,75 M(NH4l2S04; д) 1 M(NM4)2S04. Колбу заливают соответствующим расч вором (l л) при температуре приблизительно 2 О С. Г1р энергичном перемешивании добавляют шлак (2ОО г), колбу з. купоривают и через жндкость пропускают пузырьками воздух (1 л/мин). Растворени меди начинается сравнительно быстро и реакция продолжается в течение 2 ч; температура произвольно повышается до 40 С, кроме случаев, когда не было карбоната. В каждом опыте шлам, содержащий ос док шлака и выщелачивающий jiacTBOp, фильтруется при стандартных условиях и чистый раствор экстрагируется смешиванием путем встряхивания с Lix64N(TOi говое название фирмы Дженерал Лиллс) в керосине (25 об.%) до тех пор, пока вся медь не экстрагируется в ор1ганичесПримечание.

Т а 6 л 11 ц а 3 (1) меаь в жидкости плюс репультаты нрэмывки остатков эт фильтрации как iipoueiiT меди в загружаемом шлаке; (2)реакция LOO миц; (3)реакция Li ч; (4)объем захвачеццэй жидкости как процент общего ко.шчества жилкост;;; (5), захваченцый отработанным воздухом, на основе ouiiiofo количества ;1ммиака и аммония. кую фазу. Органическую фазу 1 ром 1вают водой, затек обрабатывают водныst раствором серной кислоты (l80 г/л). При этом образуются кислотный раствор сульфата меди и органическая фаза, пу)игодная для повтортюй экстракции..Аммиачный |iacTвор, полученный в результате десорбш1И меди, пригоден для обработки им новой порции шлака. Результаты экспериментов дан .1 в табл. 3 и 4. ЕышелачиЕьаЮщий раствор: 2MNH,OHj 1 M.,„ где X - СО и ( . Т а б л и ц а

Очевидно, что при использовании смеси карбоната с сулЕ фатом для выщелачивания медного илака достигаются некоторые преимущества и что использование сульфата в качестве единственного аниона влечет за собойнекоторые недостатки: поддерживается высокая скорость реакции в системе, содержащей только анион карбоната и До 75 мол,% сульфата и 25 мол.% карбоната. Реакция осуществляется очень медленно в присутствии только сульфата (см. табл. З) ;

по мере увеличения содержания сульфата пропоршюнально растворяется меньше мышьяка, сурьмы и свинца. Очень большое количество свинца может быть растворено в присутствии только сульфа а (см. табл. 4);

по мере увеличения содержания сульфата осадок шлака (приблизительно половина которого в с;гучае присутствия только карбоната представляет собой очень мелкий, медлетпю оседающий и фильтрующийся материал) становится более крупным, легче фильтруете., л удерживает меньше жидкости;

по мере увеличения содержания сульфата теряется все меньше аммиака, захваты Е аемого отработанным газом.

Формула изобретения

Способ выщелачивания меди из медьсодержащих материалов, включающий их обработку в присутств1ш окисляющего газа водшлм раствором комплексообразукацих реагентов, состоящим из гидроокиси аммония и соли аммония, отличающийся тем, что, с целью уменьшения перехода в раствор свинца и пинка при выщелачивании меди из и1лаков п)фометаллургического производства свинца, в качестве соли аммония используют смесь карбот1ата аммония и сул15фата аммония при мольном соотношении их в вьпцелачиваюшем растворе соответственно от 1:3 до 3:1.

Истошики информации, принятые во В1шмание при экспертизе:

2.Патент США jN-; 3492115, кл. 75-103, 1970.