Способ переработки металлических отходов меди и сплавов на ее основе Советский патент 1982 года по МПК C22B15/00 

Весь процесс протекает через не- сколько стадий, Растворение Си СиС1г 2СиС1; Zn 2СиС1г ZnCl ZCuCl. Окисление меди кислородом воздуха 2СиС1 -I- 1/20г аСи 20Н- - 201. Раздельная экстракция меди и цинка + , 20Н- + 2HL ZnL , + 20Н- 4Си + 20Н 4- 2HR СиКт. . Непосредственно в экстрагентах HL и HR металлические Си иZn не растворяются. Весь процесс осуществлен через посредство водного раствора CuCl2+ ZnCl , состав которого регенерируется в процессе растворени Си + CuCli 2CuCl ; 2CuCl -ь 2HR 1/20-1 CuRT+ Cu.C.l2-t НхО. Реэкстракция Си и Zn может быть проведена любой кислотой, например CuR + CuS04- 2HR. Металлы из растворов могут быть выделены известными способами, напри мер путем электролиза. При этом осуществляется регенерация кислоты CuS04 + Н20 Си + H5.S04 + 1/20,. Из известных катионообменных экс,трагентов, способных преимущественно извлекать цинк из смешанных растворо образующихся, после растворения сплава меди и цинка с рН 2,0-4,0, пригод на только ди-2-этилгексилфосфорная кислота. Однако коэффициент разделения 1Ь Zn/Cu недостаточен для селективного выделения цинка. Для повышения чистоты извлекаемого цинка в растворитель дополнительно вводится ZnCt2(cM. пример 4). Одновременно с увеличением степени очистки цинка от цеди увеличиваетсй скорость растворения сплава в растворителе. Для селективной экстракции меди можно использовать наиболее распространенные экстрагенты - монокарбоновые кислоты. Таким образом, совмещение реакций растворения, окисления и экстракции в единый процесс позволяет проводить разделение металлов в процессе растворения Сплавов Си и Zn без затрат реактивных реагентов и без образования отходящих продуктов. При совмещенном проведении процесса скорость окисления, растворенной меди, и соответственно, экстракция ее из водного раствора возрастает в 10 раз по сравнению с процессом раздельного окисления и экстракции. П р и м е- р 1. Растворение меди в электролите. Образец металлической фольги размером 2 см подвергают растворению в 20 мл растворителя различного состава, Данные приведены в табл. 1.

Состав растворителя, М

0,5 CuCl-i

0,5 CuCl2 + 0,5 ZnClT.

0,5 СиСЦ+ 1,0 ZnCl

Скорость растворения возрастает с увеличением концентрации ZnCI-j. Для последнего электролита наблюдается увеличение скорости растворения ,в 2 раза по сравнению с электролитом без ZnC Ii .

При мер 2. Окисление меди кислородом воздуха.

После растворения металлической меди в электролите образуются раствоТаблица I

Скорость растворения меди,

-Ь

7,5-10

1,0-10

г5 1,5-10

ры, содержащие от 0,2 до 0,6 г/л меДИ(Г).

Медь (I) подвергают окислению, кислородом воздуха путем аэрации раствора через капилляр. Окисление проводят в отсутствии экстрагента и в его присутствии. Скорость окисления измеряют в относительных единицах 1- -

где текущее содержание С и (г) . Результаты приведены с табл. 2. Состав электролита, М Скорость оки 1,5 CuCl-i+ 0,5ZnCl72,910 2,0 СиС)+ 0,5ZnCl,j1.,2-10- 2,5 0,5ZnCl-i8,710-5 ПРИ оких:лении меди в присутствии . ре экстрагента скорость, окисления замет- ,0 лат но возрастает. Пример 3. Скорость окисления меди U) кислородом воздуха в раство- оки Состав электролита, М Скорость ок 1,5СиС1г+ 0,5ZnCli 2,4-10- 2,OCuCl + 0,5ZnCl2. 1,3-10- 2,5CuCI,j,+ 0,5ZnCl2 lO.-lOСкорость окисления в присутствии экстрагента заметно возрастает за счет отвода образующегося продукта окисления в экстракт.

2СГ « 1/207.

2Cui- + 2СГ + 20H-J

2 С u + 2 ОН- -h 2 С Г + 2 Н R

CuCl-2,+ 2Н2.0.

При проведении процесса растворения и окисления в присутствии экстрагента состав растворителя полностью регенерируется и остается без изменений. При окислении Си (I) без экстбез экстракции без экстракции

рагента образуется плохо растворимый продукт CuOHCl. Поэтому в процессе растворения и окисления концентрация растворителя (CuCl) будет уменьшать0ся.

Пример 4. Экстракция меди и цинка при растворении латуни.

Проводит растворение металлической латуни в растворителях различно5го состава (см. табл. 4) в присутствии экстрагента с одновременной аэрацией растворов кислородом воздуха. - Таблица 2 сления V,- Возрастание -Р скорости, раз одновременно с экстракцией каприловой кислотой ,4 9,5.-10- 7,5 9,1-10-410,5 f. (),) после растворения уни (30%Zn - 70ICu) Состав электролита, результаты сления приведена в табл. 3. Таблица 3 исления V, Возрастание скорости, раз с одновременной экстракцией меди1,1-10- 4,6 9,810- 7,5, 8,7-10- 8,7

Ч гtN О

«

S ж Id

00 м

in о «ч о

01 П N СЧ

о о о о

in

о + in

ъ

о

г

iH

о t

«н

ш

%

гН

+

in

ъ

о

В стакан йводят 100 глл растворителя,. загружают латунную стружку, добавляют, 40 мл экстрагента (каприловой кислоты или раствора ди-2-этилгексилфосфорной кислоты) и вводят капилляр для пропускания воздуха. Всю смесь перемешивают мешалкой. После проведения реакции смесь расслаивается, в органической фазе определяют содержание экстрагировавшихся металлов. .

При полной реэкстракции металлов из экстрактов с каприловой кислотой получают раствор сульфата меди с . содержанием цинка менее 0,5%. Дополнительная очистка может быть проведена на стадии противоточной реэкстракции. BKCTpaitfr цинка содержит за метное количество меди, которая может быть отделена на стадии противоточной реэкстракции.или путем цемен-уации ее на цинковом или латунном ломе, который, в свою очередь , поступает в реактор на стадию растворения.

.Пример 5. Проведение процесса при совмещении операций.

В 200 мл .растворителя, содержащего 2,,5 М CuCl-j и 0,5 М ZnC) вводят латунную стружку (30%Zn и 70%Cu) весом 3,5 г (с поверхностью - ) . К раствору прибавляют 80 мл ff-каприловой кислоты. Вся смесь перемешивалась путем интенсивного барботажа воздуха. После-проведения процесса, в течение 10 мин органическая фаза содержит 8 г/л меди. После реэкстракции меди 10 мл раствора 6М, водная фаза содержит 60 г/л меди и 0,05 г/л цинка. . .

Таким- образом, предлага е14ый спосо позволяет уменьшить расход реагентов .так как разделение .металлов и сплавов идет одновременно с растворением

скрапа, ПОЭТОМУ не требуется дополнительных реактивов/ угленьшить количество сбросных растворов, так как при проведении всего процесса не образуется отходящих продуктов и сбросных растворов; повысить скорость проведения процесса за счет повышения скорости окисления меди более чем в 10 раз. .

10

изобретения

. одновременной аэрацией смеси кислородом воздуха в присутствии экстрагетов, селективно извлеканядих медь и цинк.

30 используют сглесь, содержащую хлоридь цинка и меди в мольном соотношении 1:(1-5). .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35

кл. С 22 В 15/08, опублик. 1977.

2.H.arlamovs i.R., iHarrlson G. Separation of Sec-ondary base metals by Solvent extraction. - 3nternatlo40 nal Solvent Extraction Conference, 3SEC-80, Belgiurn Liege,6-12 September.