<<
>>

МЕДЬ ИЗ АНОДНЫХ ШЛАМОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ МЕДИ

В процессе электролитической очистки меди на аноде скапливаются загрязняющие вещества, количество которых составляет 0,5—3 % и даже более исходной массы анода. Состав образующегося шлама существенно зависит от природы компонентов анода, не растворимых в электролите.

Образующийся шлам мелкодисперсный, с размером частиц ~200 меш, обычно он имеет серовато-черный цвет. Как правило в нем содержатся различные количества меди, серебра, золота, серы, селена, теллура, сурьмы, мышьяка, никеля, железа, кремния, висмута и т. п.

Обычно основным компонентом шлама является медь, составляющая 15— 30 % или даже более от массы шлама. Помимо меди в шламе содержатся значительные количества драгоценных металлов, таких как серебро и золото, а также другие металлы, представляющие экономический интерес, такие как селен и теллур.

В связи с этим было разработано значительное количество способов, предназначенных для выделения упомянутых элементов из анодного шлама. Однако ни один из них не нашел промышленного применения вследствие их высокой стоимости и затруднений, возникающих при выделении драгоценных металлов.

Один тип процессов выделения включает непосредственную плавку шламов. При этом образуются значительные количества штейна и шлака, что затрудняет выделение драгоценных металлов, в особенности серебра. Эти методы включают также обжиг для перевода меди в оксид с последующим выщелачиванием обожженного шлама серной кислотой. Остаток после выщелачивания плавят в небольшой отражательной печи, в которой происходит окисление и удаление примесей: золото и серебро остаются в расплаве.

Из расплава затем выделяют чистое золото, чистое серебро, а также другие драгоценные металлы, присутствовавшие в исходном шламе. Как уже было сказано, данный метод не находит применения вследствие образования избыточных количеств штейна и шлака.

Использовались и другие пирометаллургические методы в комбинации с процессом выщелачивания кислотой, однако они также оказались непригодными, главным образом ввиду невозможности выделения на первой стадии практически всего количества меди, содержащегося в шламе.

Как было установлено, наличие всего ~5 % меди в обрабатываемом материале в значительной степени препятствует проведению известных способов выделения селена и драгоценных металлов, в частности серебра.

Кроме того, при выщелачивании шламов даже концентрированными растворами серной кислоты (400 г/л) время реакции при перемешивании достигает 72 ч. При этом необходимо периодически выключать перемешивание, прекращать нагрев и подачу воздуха для того, чтобы дать осесть твердой фазе и декантировать прозрачный раствор. После декантации добавляется свежий выщелачивающий раствор, кислота и вода, а затем снова начинается подача воздуха, нагрев и перемешивание. Такой способ работы требует больших расходов материалов, помещения, рабочей силы и времени.

Усовершенствованный процесс извлечения меди из анодных шламов разработал Э. А. Билсон (патент США 4 076605, 28 февраля 1978 г.; фирма чИнспи- рейшн Консолидейтед Konnep Ко»). Он включает стадии выщелачивания шлама раствором, содержащим 20—200 г/л H2SO4 и 2—25 г/л шестивалентного хрома, при температурах не выше 80 0C, в результате чего растворяются значительные количества меди, а растворение селена и серебра сведено к минимуму; отделения раствора от нерастворившегося остатка, осаждения селена из раствора при действии металлической меди, а также электровыделения меди из очищенного раствора. Схема этого процесса представлена на рис. 39.

При выщелачивании шлама в непрерывном режиме с электровыделением меди и регенерацией Cr6+ необходимо обращать внимание на баланс воды в процессе. Поэтому шлам, подаваемый на стадию выщелачивания необходимо, по меньшей мере, профильтровать, а еще лучше предварительно высушить.

Шлам добавляют на стадию выщелачивания с постоянной скоростью, так чтобы общее время реакции составляло I—3 ч.

Для того, чтобы свести к минимуму растворение селена, выщелачивающий раствор, содержащий Crfi+, добавляют во все резервуары, в которых проводится выщелачивание, кроме последнего. Так, при непрерывном проведении процесса в четырех резервуарах половину общего количества выщелачивающего раствора добавляют в первый резервуар, одну треть — во второй и одну шестую — в третий резервуар.

В четвертом резервуаре происходит окончательное ргстворение меди.

Желательно на стадии выщелачивания поддерживать температуру 75 "С. На заключительной стадии, т. е, в резервуарах 3 и 4 может возникнуть необходимость в небольшом нагреве,

примерный

Cu

Cr

Cre+

H2SO4

Se

25

40

20

150

0,05

Te

As

Sb

Bi

Fe

Ag

0,2

0,02

0,02

0,02

од

Сл.

Суспензия, образующаяся при выщелачивании, перед фильтрованием может быть сконцентрирована или отфильтрована без концентрирования. В любом случае твердый остаток промывают, сушат и придают товарный вид. Твердое вещество имеет следующий примерный состав:

Компонент

. . Cu

Se

Ag

Au

SiO2

Al2O8

As

Концентрация,

% .

. . 4,0

35,0

170 кг/т I.

,8 кг/т

30

2

0,1

Компонент

. , CaO

Pb

S Co

Te

Sb

Fe

Zn

Концентрация,

% • ,

. . 2

1,5

3,0 Сл.

0,6

0,1

0,1

0,1

Рис. 39. Схема процесса выделения меди из анодных шламов путем выщелачивания раствором бихромата:

I — анодные шламы; 2 — выщелачивание меди; 3 — фильтр; 4 — твердый материал; 5 — сушка; 6 — отработанный анодный шлам; 7 — выщелачивающий раствор, содержащий Cr6+; 8— раствор; 9 — медь для высаживания; Ю — медные катоды; 11 — кислотное выщелачивание; 12 — осаждение селена; 13 — католит (электровыделение меди); 14 — аиолит (регенерация CrL + );              15 — аиолит (дополнительная регенерация Cr6+);              16 — католит

Рис. 40. Вариант процесса переработки анодиых шламов, позволяющий одновременно

выделять медь и селей:

I — анодные шламы; 2 — первое выщелачивание; 3 — фильтр; 4 — раствор; 5 — второе выщелачивание; 6 — сушка; 7 — отработанный анодный шлам; lt;S — анолит (дополнительная регенерация Cr6 + ); 9 — католит; 10 — подпитка H2SO4; 11 — кислотное выщелачивание; 12 — твердый материал; 13 — хлорид натрия; 14 — фильтрат; 15 —- осаждение серебра; 16 — хлорид серебра; 17 — аиолит (регенерация Crs+); 18 — католит (электровыделеиие Se); 19 — электролитный селей; 20 — медные катоды; 21 — медь для высаживания; 22 — осаждение селена; 23 — католит (электровыделение меди)

alt="" />

Дом натрия для осаждения серебра в виде хлорида серебра. Избыток хлорида нежелателен, поскольку он оказывает отрицательное действие при регенерации Cr6 .

Суспензию хлорнда серебра охлаждают и осадок отфильтровывают от раствора. Получаемый хлорид серебра имеет достаточную чистоту и может быть направлен на переработку для получения металлического серебра известными методами. Выделенный хлорид серебра содержит ~92 % всего серебра, находящегося в шламе.

Раствор, подаваемый на стадию удаления серебра, имеет следующий примерный состав:

Компонент                            Cu              Se              Cr              Сге+              H2SO4              Ag              Te

Концентрация,              г/л              0,4              30,0              40              3              250              5,5              0,2

Раствор после удаления серебра, который подается в катодное отделение электролизера для электровыделения элементарного селена, имеет следующий примерный состав:

Компонент                            Cu              Se              Cr              H2SO4              Ag              Cl-              Сгс+              Te

Концентрация, г/л              ....              0,4              30              40              250              Сл.              Сл.              3              0,2

Рекомендуется использовать титановый катод, поскольку в этом случае получается более чистый селен. Получаемый элементарный селен имеет следующий состав:

Компонент              Se              Cu              Cr              Fe              Cl-

Концентрация . . . 97,25 %              0,8              %              0,1              %              0,1              %              0,3              %

Компонент              Pb              SOf-              Te              Ag

Концентрация . . . Сл. 0,6 %              0,04              %              1,3              кг/т

Получающийся селен представляет собой осадок, который неплотно держится на катоде и легко всплывает на поверхность электролизера. Поэтому для извлечения селена нет необходимости вынимать титановый катод из электролизера. Если скорость подачи раствора достаточно велика, селен будет сливаться с поверхности, поступая в концентратор или непосредственно на стадию фильтрации.

После удаления из раствора основного количества селена, его направляют на регенерацию Сге+ в анодном отделении того же самого электролизера. Необходима также стадия дополнительной регенерации, которую проводят в дополнительном электролизере с диафрагмой; при этом на катоде образуется водород. Регенерированный раствор может быть снова использован для выщелачивания шлама и имеет следующий примерный состав:

Компонент                            Cu Se              Cr              Cre+ H2SO4              Te

Концентрация, г/л ....              0,2              15,0              40,0              25              350              0,1

В процессе электролиза селена происходит образование других элементов и соединений, которые необходимо удалять для получения селена высокой чистоты. Удаление проводится известными методами, например дистилляцией в атмосфере инертного газа. При получении достаточно больших количеств селена может быть применен метод экстракции растворителем, который извлекает селен,              но не растворяет примеси. Растворитель может              быть удален              путем              дистилляции, при этом полу

чается селен высокой чистоты.

Остаток от экстракции селена и серебра имеет следующий примерный состав:

Компонент . .

Ag

Au

Cu

Se

SiO2

Te

Концентрация .

.30,5 кг/т

3,9 кг/т

0,13 %

0,1 °/о

57%

Сл.

Компонент . .

Fe

S

Sb

As

Bi

Pb

Концентрации .

• 0,5 %

2,3 %

0,05 %

Сл.

Сл.

5 %

Этот продукт готов для выделения благородных металлов известными методами. Шлам, обрабатываемый в любом из вышеприведенных примеров, имел следующий состав:

Компонент Концентрация Компонент Концентрация Компонент Концентрация

<< | >>
Источник: М. Ситтиг. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов. 1985

Еще по теме МЕДЬ ИЗ АНОДНЫХ ШЛАМОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ МЕДИ:

  1. МЕДЬ ИЗ АНОДНЫХ ШЛАМОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ МЕДИ
  2. СКАНДИЙ ИЗ ШЛАМОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА УРАНА
  3. СЕРЕБРО ИЗ ЛОМА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ С СЕРЕБРЯНОЙ ПАЙКОЙ
  4. СЕРНАЯ КИСЛОТА ИЗ ОТХОДОВ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ДИОКСИДА ТИТАНА
  5. ЦИНКА ХЛОРИД ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ