Способ переработки медьсодержащих лома и отходов

/00//С 22 В 7 1 з,САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ У,АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский ипроектный институт по вторичным черным металлам и Институтметаллургии им. А.А. Байкова(56) Авторское свидетельство СССРВ 973649, кл. С 22 В 15/1 О, 1981.Снурников А,П, Комплексное ис"пользование сырья в цветной металлургии, М,: Металлургия, 1977,с, 221,(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ЛОМА И ОТХОДОВ(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к способам гидрометаллургической переработки медьсодержащих лома и отходов, и можетнайти применение при переработке отходов биметаллов сталь-медь, амортизационного лома, загрязненного включениями меди и ее сплавов. Цельизобретения - повьппение производи".тельности процесса, Лом и отходы черных металлов подвергают противо- точному выщелачиванию в серной кислоте с концентрацией 90-9833 при 230-290 С и непрерывном перемешивании газокислородной смесью, содержащей окислы серы. Очищенные от меди на 90-977, лом и отходы промывают в серной кислоте, имеющей температуру 15-25 С, После промывки в сер" ной кислоте лом и отходы направляют в емкость с раствором сульфата и гидроокиси аммония, ТетрааминосульФат меди, образующийся при промывке, направляют на выщелачивание остатков меди в отработанном растворе тетрааминосульфата меди (по известному способу). Образующиеся сульфаты меди и цветных металлов выводят из зоны выщелачивания при 260-290 С и разлагают при 290-1000 С с образованием окислов металлов и газокислородной смеси, Окислы металлов восстанавливают углеродом при 900-100 ООС, а га" зокислородную смесь подают на выщелачивание противоточно движению сульфатов при 290-1000 С. 1 з,п. ф-лы. 2 табл.129161Изобретение относится к металлургии, в частности к способам гидрометаллургической переработки медьсодержащих лома и отходон, и можетнайти применение при переработке отходов биметаллов сталь - медь, амортизационного лома, загрязненноговключениями меди и ее сплавов,Цель изобретения - повьппение производительности процесса,ЮП р и м е р 1, 7 г медьсодержащих отходов черных металлов, имеющих17,9 меди и 2,43 цинка в виде покрытия, и 0,07 . меди, раствореннойв железе, выщелачивают и 50 мл концентрированной серной кислоты, После промывки в воде черные металлывзвешивают и анализируют на медь.Условия и результаты вьпцелачиванияпредставлены н табл.1,Как видно иэ табл,1, ниже 230 Сстепень выщелачивания иэ медьсодержащих отходов слишком низка, При температуре вьпче 290 С часть серной кислоты может испаряться в виде моногидрата серной кислоты, что можетпривести к бесполезному расходу электроэнергии на перекачинание сернойкислоты иэ верхней части емкости н 30зону ньш 1 елачивания, При концентрации НБО ниже 90 Х снижается степень4выщелачивания, например, при концентрации Н ЯО 85 Х степень выщелачивания на 8,7 Х ниже. При вьпцелачивании меди в серной кислоте из отходовн течение 90 с степень выщелачивания 70,1 Х, при 180 с - 77,7 , при080 с - 91,4 Х, при 3900 с - 97,7 Х.Дальнейшее увеличение времени выщелачивания в серной кислоте не приводит к существенному повьппению степе.ни выщелачивания, так как при последующей промывке в воде вся медь, которая находится в растворе на поверхности лома и отходов черных металлов,эа счет цементации железом переходитв металлическое состояние и остаетсяна этом железе,Для сравнения можно привести примеры, подтверждающие эффективностьвьпцелачивания меди из медьсодержащихлома и отходов черных металлов нконцентрированной серной кислоте посравнению с тетрааминосульфатом меди. При вьпцелачивании меди на 97,7 Хиз образца массой 7 г, содержащего17,90 Х меди и 2,43 . цинка в виде покрытия, и 0,07 . меди, растворенной 6в железе, в тетрааминосульфате медипри перемешивании раствора кислородом и аммиаком при температуре 30 ОС.потребуется 64 ч, а меди из образца,покрытого чистой медью, при тех жеусловиях - 8 ч,П р . м,е р 2, 7 г медьсодержащих отходов черных металлов, имеющих17,90 Х меди и 2,43 . цинка в виде покрытия и 0,07 Х меди, растворенной вжелезе, выщелачинают н 50 мл концентрированной серной кислоты 94,6 ХИ 80 ) при температуре 290 С в течеЙ 4ние 3400 сПосле промывки в 50 млконцентрированной кислоты, имеющейтемпературу 15-25 С, в течение 30 с,в 50 мл раствора сульфата аммония160 г/л и аммиака 30 г/л в течение30 с, имеющего температуру 15-25 С,и выщелачивания н 50 мл растворатетрааминосульфата меди, содержащего 100 г/л тетрааминосульфата медии 30 г/л аммиака, при непрерывномперемешивани. воздухом в течение410 с с последующем промывкой водойв течение 30 с получают блестящийобразец, который не ржавеет на воздухе. Масса образца 5,6 г. Концентрация меди в образце 0,073 ,. Степеньобеэмеживания 99,б . Степень вьпцелачивания меди 99,7 . Степень вьпцелачивания меди иэ покрытия - более99,9 , Степень вьшелачинания железа0,5 ,В табл.2 представлены показателиныщелачивания меди иэ образцов, выполненного с промежуточной промывкойв холодной серной кислоте и в холодном растворе сульфата аммония и аммиака и без промежуточной промывки,Как видно иэ табл,2, промежуточная промывка н течение 60 с повьппает степень вьпцелачивания на 14 Х,П р и м е р 30,2 кг медьсодержащих отходов черных металлов, содержащих 18,4 Х меди, выщелачивают в500 мл концентрированной серной кислоты (94,6 Х Н ЯО ) при 230-290 С.Для перемешивания и окисления раствора используют кислород, После4800 с установку отключают, образцыпромывают н 50 мл концентрированнойсерной кислоты, имеющей температуру15-25 С, и н 50 мл раствора сульфатааммония 160 г/л и аммиака 30 г/л,имеющего температуру 15-25 С, н течение 20 с на каждой операции, Масса полученных отходов 0,158 кгКон 12 центрация меди 189%, Степень обезмеживания 897%, Степень вьпцелачивания меди 9197. Эти отходы обрабатывают 2 л раствора тетрааминосульфата меди 100 г/л аммиака 30 г/л при перемешивании кислородом в течение 1600 с, В полученных отходах концентрация меди 0,1167. Масса отходов 0,156 кг, Общее вьпцелачивание меди из медьсодержащих отходов 995%, Общее вьпцелачивание железа 4,47, Общий расход времени 6440 с (1,79 ч),П р и м е р 4, 2 кг медьсодержащих отходов черных металлов, содержащих 274 Х меди и 088% цинка, в непрерывном режиме выщелачивают в 500 мл концентрированной серной кислоты (983% Н 80 ), нагретой до 290 С, Образующийся сернистый газ, ,газы от разложения сульфатов и кислород непрерывно перемешивают зону выщелачивания, Непрореагировавшаягаэокислородная смесь накапливается в верхней части емкости, откуда циркуляционным насосом ее возвращают на выщелачивание, Образующиеся сульфаты осаждаются на дне емкости, откуда их непрерывно при 260-290 С выводят шнеком на разложение в зону температур 290-1000 С.Вывод сульфатов из емкости при 260-290 С на разложение при 290 - 1000 С объясняется тем, что необходимо эти сульфаты выводить в виде безводных, так как при диссоциации моногидратов сульфатов расходуется дополнительная энергия на дегидратацию эНавстречу движению медьсодержащих отходов черных металлов непрерывно подают концентрированную серную кислоту циркуляционным насосом из части емкости, обогащенной безводной серной кислотой (вблизи ввода в емкость гаэокислородной смеси с разложения сульфатов), и из емкости, в которой проводят промывку отходов черных металлов в холодной концентрированной серной кислоте, Очищенные от меди отходы черных металлов непрерывно промывают в 100 мл концентрированной серной кислоты, имеющей температуру 15-25 С,1,осле промывки в серной кислоте отходы непрерывно направляют на промывку в 100 мл раствора сульфата аммония (160 г/л) иаммиака (30 г/л), Масса полученных отходов 1450 г, Концентрация меди в 91616отходах 113% цинка - 0023, Степень обезмеживания - 95,97, степеньобезцинкования 977%. Степень вьпцелачивания меди 97% цинка - 98,475 Полученные отходы вьпцелачивают в2 л раствора тетрааминосульфата меди(100 г/л) и аммиака (30 г/л) принепрерывном перемешивании кислородом, После вьпцелачивания концентра-, 1 О ция меди в отходах 019% цинка0,0127, Степень обеэмеживания 990%;степень обесцинкования 98,67. Степень выщелачивания меди 995%; пинка - 99,07.; железа - 0,57, Общеевремя на вьпцелачивание 2 ч.Сульфаты разлагают в зоне температур, изменяющихся от 290 до 1000 С.Образующуюся при этом газокислородную смесь направляют на вьпцелачива ние, Концентрация серы в сульфатахпри температуре 290 С - 247, в окис-,лах при температуре 700 С - 10%;1000 С - 01%; 1100 С - 0% т.е.выше 1000 С разлагать сульфаты бесполезно.Восстановление окиси меди проводят при 1200 С. При соотношении массы окиси меди к массе углерода, равном 12, концентрация железа в меди 30 06%; 12,9 - 0,27; 13,1 - 006%;132 - 0,047, При большем соотношении возрастают потери меди со шлаком. Общая масса полученной меди540 г. Извлечение меди в товарную 35 медь составляет 98,57. Извлечениежелеза в виде отходов черных металлов, пригодных к плавке, составляет99,57 Расход концентрированной серной кислоты (98,37 Н ЯО ) составил 40 0,1 кг, кислорода 0,26 кг и аммиака 0,02 кг на 1 кг меди, С учетом рас,хода аммиака на газоочистку общийего расход составил 0,04 кг на 1 кгмеди.45Как видно из приведенных примеров, использование предлагаемогоспособа по сравнению с известным дает возможность повысить производительность выщелачивания меди иэмедьсодержащих лома и отходов черныхметаллов в 4-59 разаЭтот способпозволяет очищать лом и отходы черных металлов не только от меди, но иот сплавов меди с другими цветнымиметаллами, например цинком, оловом,свинцом и т,д. Расход на 1 т медиТа блица Концент рация в сернокислоте7 ВремявыщелачиваСтепеньобеспинСтепень обеэмеживания, Х кования, 7 ния, с 12,0 28,4 32,5 59,4 64,0 69,9 74,2 73,6 77,7 0,06 65,7 70,1 89,5 91,4 97,2 97,7 0,07 98,1 290 90,0 1080 ь 88,0 85,5 86,0 88,4 290 85,0 1080 290 98)3 900 75,0 79,3 90,5 92)4 92,7 5 129161то время, как. по известному способуон составляет 2,2 т сульфата аммонияи 1,3 т аммиака,Формула изобретения 1, Способ переработки медьсодержащих лома и отходов черных металов, включающий выщелачивание меди в тетрааминосульфате меди с одновременной 10 продувкой кислородом и аммиаком, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что) с целью повышения производительности процесса, лом и отходы предварительно подвергают противоточному выщела чиванию в серной кислоте с концентрацией 90-98)ЗЕ при 230 - 290 С и непрерывном перемешивании газокислородной смесью, содержащей окислы серы, после чего их промывают в серной 20 кислоте той же концентрации при 15 150 94)б 180 210 94,6 180 230 94,6 180 270 94,6 180 290 94)б 180 290 94,6 90 290 94,6 080 290 94,6 3900 б 6254 С) а затем в растворе сульфата и гидроокиси аммония с последующим использованием промывных растворов серной кислоты и сульфата аммония при выщелачивании, а образующиеся сульфаты меди и цветных металлов выводят иэ зоны выщелачивания на производство товарной меди. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сульфаты меди и цветных металлов выводят иэ эоны выщелачивания при 260 -290 С, разлагают при 290-1000 С с образованием окислов металлов и газокислородной смеси, окислы металлов восстанавливают углеродом при 900 -1000 С, а газокислородную смесь подают на выщелачивание противоточно движению сульфатов при температурах 290 - 3000" С,Степень выщелачивания, 7. меди железа цинка меди изпокрытия8Таблица 2 7 1291616 Степень вьпцелаСтепен обезме Остаточ Вьпце- лачинаямедь, 7. чивания меди, Х живания, Х ванне ратуру1525 С, с ратуру230 -290 С,про- мывкой 3400 30 0,073 99,6 99,7 30 410 30 Без про- мывки 3400 82,7 85,7 410 3,1 30 Составитель Л. РякинаТехред И.Попович Корректор В. Бутяга Редактор Н. Егорова Заказ 206/30 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5