Читать книгу: «Некоторые технологические аспекты в цветной металлургии», страница 12

Действительно, известно, что при температурах (480 – 520) ⁰ С сульфаты железа разлагаются или, если процесс разложения не завершился полностью – значительно хуже растворяются в воде, чем сульфат меди. Причиной же высокой концентрации железа в сульфатном растворе при кислотном выщелачивании является, очевидно, воздействие серной кислоты на вновь образовавшиеся при сульфатизации ШК «свежие» оксиды железа.

Таким образом, выполненные исследования по плану показали, что при определённых условиях окислительной термообработки шлакового концентрата (560 +– 40 ⁰С) можно последующим кислотным выщелачиванием добиться глубокого извлечения меди в раствор – 95,6 % (таблица 2.2). Однако при этом остаётся высокое содержание кислоты в растворе (следует из балансовых расчётов) и, главное, в раствор переходит большое количество железа, до 14 г/л.

В то же время, после обжига шлакового концентрата вблизи 560 ⁰С, по крайней мере, половина меди находится в форме сульфата и её можно затем извлечь из огарка водой, практически не затронув в кеке железо. Это и было использовано при дальнейшем проведении работы.

2.1.2 Извлечения из огарка шлакового концентрата меди водой.

Получение кристаллического пяти водного сульфата меди.

Извлечение меди из огарка шлакового концентрата проводили водой с навесками массой (100 – 150) г. Чтобы получить достаточно большое количество огарка (более 2 кг), шлаковый концентрат обжигали в муфельной лабораторной печи в периодически перемешиваемом слое массой проб по 500 г при (520 – 600) ⁰С в течение (2,5 – 3) час и при контролируемом (избыточном) доступе воздуха к слою.

Накопленный огарок перемешивали, отбирали пробу на анализ и герметизировали. В огарке определяли содержание меди, железа и цинка.

Выщелачивали огарок при Ж : Т = 2 : 1 в интенсивно перемешиваемом слое при температуре (55 – 60) ⁰С. По окончании выщелачивания пульпу охлаждали, фильтровали на нутч – фильтре, кек промывали водой до появления прозрачного фильтрата, определяли суммарный объём фильтрата и анализировали его на содержание контролируемых элементов.

Кек после сушки взвешивали, смешивали и анализировали на содержание меди, железа и цинка.

Исследовали влияние времени на степень извлечения в раствор меди и железа при водном выщелачивании огарка шлакового концентрата после сульфатизации. Кроме этого контролировали поведение цинка. В растворах опытов №2 и 4 анализировали массовую долю золота. Результаты извлечения в раствор меди, железа и цинка из огарка приведены в таблице 2.3.

Хотя нами было выбрано достаточно малое время выщелачивания водой огарка – 0,5 час, не удалось установить время «разгона» процесса растворения CuSO₄ . Уже при этом времени в раствор перешло наибольшее количество, более 40 % исходной меди. Это говорит о практическом отсутствии диффузионных сопротивлений и доступности жидкой фазы к сульфату меди. Следовательно, при протекании реакций окисления сульфидов в шлаковом концентрате в период сульфатизации сульфат меди формировался на поверхности оксидов меди (железа).

Обращает на себя внимание снижение распределения железа в раствор с ростом времени выщелачивания, что, по-видимому, свидетельствует о протекании «обратной» реакции после прохождения определённого времени

«очистки» поверхности оксидов меди от сульфата меди:

Fe₂(SO₄)₃ + 3CuO + 3H₂O = 3CuSO₄ + 2Fe(OH)₃.

Интересно, что одновременно падает и распределение цинка в раствор. Возможно, протекает реакция:

ZnSO₄ + CuO + H₂O = CuSO₄ + Zn(OH)₂.

Из таблицы 2.3 видно, что однократное выщелачивание водой огарка при Ж : Т = 2 : 1 при 60 ⁰С не позволяет получить раствор с концентрацией меди более 40 г/л. Для повышения концентрации меди в растворе провели двукратное выщелачивание, т.е. в раствор от первого выщелачивания вновь добавили свежий огарок и операцию повторили. В итоге получили раствор сульфата меди с содержанием Cu – 65,4 г/л. Такой раствор в процессе горячей очистки от железа можно затем выпарить до половины и получить концентрированный горячий раствор с содержанием меди 120 -140 г/л, пригодный для производства медного купороса.

В растворе после его двукратной обработки огарком получили массовую долю железа – 2,0 г/л.

Полученные затем при полупромышленных испытаниях растворы сульфата меди применили для изготовления медного купороса, рисунок 2.1. Результаты испытаний легли затем в основу создания нового способа переработки сульфидных медных концентратов.

Основной объём работ по получению высококачественного купороса был связан с очисткой «полупромышленного» раствора от двухвалентного железа, содержание которого колебалось в растворах (по партиям) – от 5,8 до 6,9 г/л.

Для глубокой очистки раствора от железа (до 100 – 150 мг/л) потребовалось применение свежеобразованного оксида меди, который получали из собственного очищенного раствора сульфата меди добавкой в горячий раствор 20 % раствора гидроксида натрия. В укрупнено – лабораторных условиях, при продувке воздухом горячего раствора сульфата меди, загрязнённого железом, необходимой степени очистки удалось достигнуть при повышении ТНК меди на осаждение железа до 2,6 – 2,8 раз.

После фильтрации раствора и выведения медно-мышьякового (железистого) кека, раствор подкислили, упарили до 200 г/л и осадили кристаллы со степенью перевода меди из раствора в твёрдое – (60 – 62) %. Через сутки от кристаллов отсасывали маточник, промывали водой и сушили при (100 – 105) ⁰С.

Анализы опытной партии полученного продукта, показали следующие данные, % : (в скобках – нормы по ГОСТ 19347-99 для марки А, высший сорт): массовая доля меди – 27,31 (не менее 25,20), массовая доля мышьяка – не обнаружено (не более 0,002), массовая доля железа – 0,017 (не более 0,020), массовая доля свободной серной кислоты – 0,025 (не более 0,20), массовая доля нерастворимого в воде остатка – 0,022 (не более 0,03).

Обращает на себя внимание низкое содержание в пробах мышьяка – не более 0,001%. Это объясняется тем, что в шлаковом концентрате по данным анализов его массовая доля не превышает 30 г/т или 0,003%, что вызвано большим давлением паров оксидов мышьяка при высокотемпературной плавке медных концентратов. Также, при избытке соединений железа в шлаках, форма нахождения мышьяка в них – нерастворимый ферро арсенид FeAs₂.

2.2 Получение глёта для пробирного анализа из свинца и воды

Глёт свинцовый для пробирного анализа; получен из свинца,

воздуха и воды.

2.3 Получение дицианоаурата калия (I) из отходов гальванического производства.

Вторичные драгоценные металлы, как правило, формируются больше в промышленной сфере, чем в бытовой. Так, вторичное золото (и серебро) мы фиксировали в электронных приборах (списанные ЭВМ старых поколений и ПК, множительная техника), в жидких отходах гальванических производств, в фотобумаге и киноплёнке (последние содержат только серебро).

Утилизация вторичных драгметаллов может быть организована на предприятии, имеющем, кроме разрешительных документов и соответствующих инструкций, обученный персонал, необходимые реагенты и условия, обеспечивающие безопасность работ.

Технологическая схема переработки вторсырья на таком предприятии не обязательно должна заканчиваться получением марочного металла. Это может быть либо товарная соль, имеющая спрос, либо концентрат, направляемый по договору на переработку на специализированное металлургическое предприятие.

В качестве примера приведём принципиальную технологическую схему получения из отработанных электролитов золочения соли – калия дицианоаурата (I), KAu(CN)₂ , ч.д.а., рисунок 2.2.

Как видно из схемы, раствор (после входного контроля на содержание золота и определения рН) обрабатывают с целью доведения рН до 8. При этом образуется желеобразный осадок, в котором, как показал анализ, имеется