Способ получения медного порошка

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалнстнчвскикРвснублнк и 956154(23) Приоритет.(51)М. Кл,В 22 Г 9/16С 22 В 15/00 Ъеудерстеевный кюятет ССВР ае делам еэееретение и етерытвй. ", ,уКрасного Знамени институт цветных металлов и ОрдентЛенина комбинат "Североникельн им. В.И. Ленина : :,р";:(5 Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДНОГО ПОРОВКА 1Изобретение относится к области, порошковой металлургии, в частности, к области получения порошков металлической меди гидрометаллургицескими методами и может быть применено для переработки медьсодержащих материа" лов, образуюцихся на предприятиях металлургической, химической и металлообрабатывающей промышленности.Известен способ получения медного порошка из растворов с использованиеи в качестве восстановителя водорода, Процесс ведут при 150-200 оС, давлении 30"60 атм в присутствии поверхностно"активных веществ 1.Недостатками способа являются пожароопасность, загрязнение порошков углеродом и жесткие условия процесса.Наиболее близким по технической 2 о сущности и достигаемому результату к изобретению является способ полу" чения медного порошка, включающий окислительное аммиачное выщелацива 2ние медьсодержацих продуктов, осаждение сернистым ангидридом медноаммонийного сульфита (НАС), сгущение пульпы и расслоение НАС в автоклаве и подкисленнои серной кислотой растворе сульфата амиония.По этому способу иедьсодержащве сырье подвергают окислительному выщелачиванию при избытке кислорода 120"150 по отношению к стехиометрии (ипи 0,21-0,27 нм кислорода на 1 кг меди) аммиачным раствором с получением аммиакатов двухвалентной меди (,содержание меди в растворе 30-50 г/л ). Раствор обрабатывают сернистым ан" гидридом для восстановления меди до одновалентного состояния и выделе- ния о осадок в виде хорошо раскристаллизованной соли - ИАС. Последний отделяют от маточника, промывают, сушат, распульповывают подкисленным до 25 Ф 70 г/л по серной кислоте раст" вором сульфата аммония до плотности около 50 твердого, и пульпу нагре 3 95615 вают при перемешивании в автоклаве до 140-170 С при общем давлении 10-. 15 атм. В автоклаве МАС разлагается с выделением порошка металлической меди, сернистого ангидрида и. сульфата аммония, Часть маточника после разложения возвращают для получения новой порции пульпы МАС, направляемой в автоклав 2 .Однако низкое (30-50 г/л) содержа ние меди в исходном аммиачно-сульфатном растворе обуславливает невысокое извлечение меди при осаждении МАС (95-984), наличие операций фильтрации и сушки МАС усложняет технологичес-1% ,кую схему. Кроме того, необходима ре", Циркуляция пульпы после разложения на последующие операции для достижения более полного разложения МАС.Целью изобретения является упрощение технологии и снижение расхода реагентов.Поставленная цель достигается тем, что по способу получения медного порошка, включающему аммиачное окислительное выщелачивание медьсодержащих продуктов, осаждение сернистым ангидридом медноаммонийного сульфита, сгущение пульпы и разложение в автоклаве в подкисленном серной кислотой раст" воре сульфата аммония, выщелачивание меди ведут при подаче кислорода 0,09- О,1 нм на 1 кг меди,.сгущенную пульпу медноаммонийного сульфита на" правляют непосредственно в автоклав и разложение ведут при общем давле 35 нии 5-6 атм.Процесс осуществляют следующим образом.Порцию цементной меди выщелачивают40 в растворе аммиака и сульфата аммония при нормальном давлении и комнатной температуре с подачей кислоро" да в количестве, необходимом для окис" ления половины меди до двухвалентного43 состояния, затем подачу кислорода прекращают, продолжая выщелацивание второй половины металлической меди за счет окисления ее двухвалентными аммиачными комплексами, В результате получают раствор, содержащий 100- 120 г/л меди в виде одновалентных аммиацных комплексов, при конечном рН от 9,0 до 10,5, Раствор отделяют и направляют на осаждение ИАС сернистым ангидридом. Операция осаждения может быть осуществлена как в периоди" цеском, так и в непрерывном режиме при 0-60 С (предпочтительно 45-50 С),4оптимальная величина рН осаждения 4,4-5,5. Полученную пульпу сгущают до плотности т:ж = 1:1 и направляют в автоклав на разложение. Часть матс ника от осаждения, содержащего до 400-500 г/л сульфата аммония, возвращают на операцию выщелачивания меди,остальную часть - на регенерациюаммиака (или. аммиака и кислоты) известными способами,Сгущенную пульпу МАС подкисляютсерной кислотой в автоклаве до40-50 г/л и нагревают при перемешивании до 140-150 С, поддерживая общее давление 5"6 атм, Полученный врезультате разложения порошок медиотфильтровывают и промывают, из маточника регенерируют аммиак.Пределы общего давления (5-6 атм)позволяют поддерживать необходимоеминимальное давление сернистого ан"гидрида в атоклаве (Р 0 -- 2,5-3,5 ати),обеспечиваоцее полученйе чистых(99,5 т 99,13 меди) медных порошков.Дальнейшее повышение давления нецелесообразно, так как приводит к повышению стоимости оборудования иэксплуатационных расходов. Кроме того, повышение общего давления в ав"токлаве свыше 1 О атм может привестик загрязнению продукта серой вследствие,частичного сульфидирования порошка,В предлагаемых условиях (при давлении 5"6 атм) достигается высокаястепень разложения МАС - 99,6-99,8 Ф, Всоответствии с прототипом такие показатели получают лишь в результатетрех-пятикратной рециркуляции пульпы на разложение, Пример, Навеску12 кг цементной меди, содержащей, (3):92,0 меди, 2,0 никеля, 0,1 железавыщелачивали в реакторе объемом 150 лматочником от осаждения МАС с добавкой водного аммиака; объем раствора " 100 л. Выщелачивание вели припостоянном перемешивании, комнатнойтемпературе и атмосферном давлении,с подачей кислорода, расход которогосоответствовал 0,9-1,0 нм/кг меди,или переводу примерно половины медивыщелачиваемой навески в растворе.После этого подачу кислорода прекращали и процесс выщелачивания продолжали в атмосфере азота до практическиполного перевода меди в раствор. Применьшем расходе кислорода снижалосьизвлечение меди в раствор, при большем соответственно часть меди окис-.5 956154 6лялась до двухвалентного состряния в медном порошке, высушенном на воэдуи повышался расход сернистого ангид- хе, было 995"997рида при осаждении ИАС (см, табл. 1). Порошки, полученные при давленииПри отработке периодического режи атм, содержали 98,7"99,2 Ф медима осаждения сернистым газом обраба"Т а б л и ц а 1 тывали пробы раствора по 0,5 л; приотработке непрерывного режима медьсо- Влияние удельного расхода кисло- держащий раствор декантировали снача- Рода при выщелачивании цементной ме ла в десятилитровую напорную бутыль, ,ди на извлечение ее в раствор и расиз которой раствор непрерывно подава ход сернистого ангидрида при осаждели в реактор с рабочим объемом 1,8 л. Результаты представлены в табл. 2, Из 100 л раствора с концентрацией меди 105 г/л получали около 26 кг соли ИАС, что соответствовало извлечению 99 63 меди в осадок. Сгущенную пуль" пу ИАС в объеме около 3 л с плотнос" тью т:ж1,:1 загружали в автоклав емкостью 5,0 л, нагревали до 150 ф 5 ОС и выдерживали при этой температуре в течение 12 мин. Давление в автокла" ве поддерживали путем сброса избытка.По окончании процесса и охлаждения автоклава медный порошок отфильтровы вали и промывали на фильтре.Результаты автоклавного разложения ИАС приведены в табл. 3. Во всех опытах содержание основного компонента Расход 50при осаждении ИАС,г/г Сцв растворе МЯ Удельныйопы- расход1 ф тов кислоро"да, нм //кг Сц Извлечениемеди в раствор, Ф 1,30 1,30 1 0,062 О 09 3 0,1125 4 О 15 5 0,18 2,25 2 40 99,3 Таблица 2 Результаты осаждения ИАС.Условия: температура 482 вС; продолжительность20 мин, рН исх. раствора : 9,510,Ф МЭСодержаниеСц в исх.растворе,г/лаа Остаточное содержание Сц в маточнике,г/л Способ Режим Расход50 л//г Сцв растворе Степень осажде" ния, Сц,Предла" Периоди"гаемый ческий 108 0,3 99,7 0,3 99,7 0 21 99,8 0,43 0,45 1 - 104 0,44 105 Непрерыв"ный 111 0,45 0,32 99,8 0,23 99,8 115 0,41 Извест- Периоди"ный ческий 47 1,2 97,4 0,80 Непрерыв"ный 58 0,77 0,56 99,0956151 Т а б л и ц а 3 Результаты разложение МАС в автоклаве,Условия: температура 140- 150 ОС,продолжительность 12 20 мин,. режим - периодический,плотность пульпы т:ж = 1;1,концентрация (МН 4)50.вв растворе 500 г/л,концентрация НБО в исх,растворе 40-70 г/лю вДавление Извлечение Содержаниеобщее, меди из МАС,Си в медномати 3 порошке,Способ Предлагаемый 315 82,5 82,5 93,8 ч,0 99,7 99,9 99,8 6,0 99,5 Извест" ный по 99,2 13,7 99,5 98,8 98,9 13,7 прототипу За одну операцию разложения,лее благоприятиые условия получениямедного порошка высокой чистоты свысоким выходом меди: извлечение медииз МАС превышает 99,5 за одну операцию. Полученный порошок содержит около 99,5, меди, обладает текучестью60"27 сек/50 г и насыпной массой1,3-3,0 г/см . Способ получения медного порошка, включающий аммиачное окислительное выщелвчивание медьсодержащих продуктов, осаждение сернистым ангидридом медноаммонийного сульфита, сгущение пульпы и разложение в автоклаве в подкисленном серной кислотой растворе сульфата аммония, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения расхода реагентов и упрощения технологии, выщелачивание меди ведут при подаче кислорода 0,09-0,11 нм". на 1 кг меди, сгущенную пульпу медноКак видно из примеров, предложен" ный способ позволяет сократить расход кислорода с 0,19 до 0,09 нм на 1 кгзмеди, сернистого ангидрида с 2,2-2,Й до 1,30 кг на 1 кг меди и аммиака с 1,1-1,2 до 0,6"0,65 кг/кг меди, ис- в ключить часть операций технологической схемы.и повысить степень извлечения меди из раствора на 0,7-0,8 Ж. Таким образом, приведенные данные показывают, что технологическая схе" ма существенно упрощена за счет исключения операций фильтрации, промывки и сушки МАС, расход реагентов - кисло" рода и сернистого ангидрида " снижен почти вдвое, уменьшен в 1,5"2 раза оборот аммиака, По сравнению с прототипон более, чем вдвое увеличена удель" ная производительность оборудования на стадии осаждения МАС. Снижение расхода реагентов и повышение производиИ тельности оборудования значительно удешевляет всю технологическую схему. Предложенный способ обеспечивает боФормула изобретения10 1, Набойченко С.С., Смирнов В.И, Гидрометаллургия меди. М., "Металлургия", 1974, с. 78-79, 230-232,2, Патент С 1 А М 3954453, кл.75-117, опублик. 1976 (прототип). 9 956154 аммонийного сульФита направляют непосредственно в автоклав и разложение ведут при общем давлении 5-6 атм.Источники информации, принятые во внимание при экспертизеСоставитель Г. Портнова Редактор А, Утехина ТехреаЛ. Пекарь Корректор Л. Бокшан Заказ 89 /1 Тираж 52 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 11303 д Москвад ЖРаушская наб.д дд 4/ Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,