Способ переработки металлических отходов меди и сплавов на ее основе

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 130481 (21) 3272784/22-02 Р 11 М К з с присоединением заявки Йф С 22 В 15/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(3) УДК 669.334/ /669536 (088.8) Опубликовано 230982. Бюллетень Йо 35 Дата опубликования описания 230982) Заявитель елен титут неорганической химии СибирсАН СССР СОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДМЕДИ И СПЛАВОВ,НА ЕЕ ОСНОВЕ.ка,стадшое Изобретение относится к гидроме"таллургии цветных металлов и касается способов перерабоки ллеталлическихотходов меди и цинка или сплавов наих основе.Известен способ извлечения медииз руд, содержащих Сц 5, путем выщелачивания ее раствором СцС 12 при температуре 90 о по реакцииСц 5 г СцС 12,2 СцС 1 + 5,с последующим окислением растворакислородом воздуха в присутствии НС 12 СцС 1 + 2 НС 1 + 1/202 и 2 СцС 12 + Н 20и дальнейшей экстракцией меди селек-тивными катионообразными реагентами ШБлижайшим по технической сущности,и достигаемому результату являетсяспособ переработки металлических отходов меди и сплавов на ее основе,включающий растворение металла, окисление меди кислородом воздуха, раздельную экстракцию меди и цинка иреэкстракцию металлов растворами ми"неральных кислот 2).Недостатком известного способапомимо малой скорости растворенияявпяется, малая скорость окислениямеди в растворе, необходимость нейтрализации растворов перед сбросом после извлечения из них меди и цинрасход химических реагентов наии разделения металлов и больколичество сбросных растворов.Целью изобретения является уменьшение расхода реагентов, повышениескорости процесса и уменьшение сброса отходов.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу переработки металлических отходов меди и сплавов на ее основе, включающему растворение металла, окисление меди кис-.лородом воздуха, раздельную экстракцию меди и цинка и реэкстракцию ме"таллов растворами минеральных кислот, растворение отходов ведут всмешанном растворителе, содержащемхлориды меди и цинка, с одновремен- ной аэрацней смеси кислородом воздуха в присутствии экстрагентов, селективно извлекахщих медь и цинк,.при этом для растворения используютсмесь, содержащую хлориды цинка имеди в мольном соотношении 1:(1-5).Металлы реэкстрагируются крепкойкислотой с выделением в осадок кристаллического продукта, например,Сц 50 , Высвобождакаийся экстрагент 30 возвращается на процесс экстракции.960288 Весь процесс протекает через не сколько стадий,РастворениеСц + Сцс 1 Е 2 СцС 1,Хп + гсос 11 " 2 пс 11 ф 2 СоС 1.Окисление меди кислородом воздуха 52 СцС 1 + Н 10 + 1/гоъгсц + 20 Н " 2 С 1Раздельная экстракция меди ицинкагп 120 Н" + 2 Н 1. = 2 п 1.2+ Н )0, 19Сог + гОН-+ гНК - Сцк 1+ Н 10.Непосредственно в экстрагентахН 1. и НВ металлические Сц и 2 п нерастворяются. Весь процесс осуществлен через посредство водного раствора СцС 11 + гпс 11 , состав которогорегенерируется в процессе растворения.Со. + Сцс 11 = 2 СцС 1,2 СцС + 2 НВ + 1/годС о й Е+ С о.С.1 2 4 Н 10. Реэкстракция Сц и гп может быть проведена любой кислотой, напримерСцй 1 + Н 1504 Сц 504 ф 2 НВМеталлы из растворов могут быть выделены известными способами, напри" мер путем электролиза. При этом осуществляется регенерация кислотыСц 50 + Н 20Сц + Н 50 + 1/202.Из известных катионообменных экс,трагентов, способных преимущественно извлекать цинк из смешанных растворов, образующихся после растворения сплава меди и цинка с рН 2,0-4,0, пригодТаблица 1 2Скорость растворения меди, г/см с 7,5 10 1,0 10 5 1,510О, 5 СцС 1 + 1,О 2 пС Скорость растворения возрастает с увеличением концентрации гпс 1. Для последнего электролита наблюдается увеличение скорости растворения 55 в 2 раза по сравнению с электролитомбез гпС 11 .П р и м е р 2. Окисление меди кислородом воздуха. бОПосле растворения металлической меди в электролите образуются раствоСостав растворителя, М 0,5 СоС 10,5 Сцс 1+ 0,5 Епс 12 на только ди-этилгексилфосфорная кислота.Однако коэффициент разделения Э гп/Сц3,0 недостаточен для .селективного выделения цинка.Для повышения чистоты извлекаемого цинка в растворитель дополнительно вводится 2 пс 12(см. пример 4), Одновременно с увеличением степени очистки цинка от меди увеличивается скорость растворения сплава в растворителе. Для селективной экстракции меди можно испольэовать наиболее распространенные экстрагенты - монокарбоновые кислоты.Таким образом, совмещение реакций растворения, окисления и экстракции в единый процесс позволяет проводить разделение металлов в процессе растворения сплавов Сц и гп 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 1Растворение меди в электролитеОбразец металлической Фольги размером 2 см подвергают растворению в 20 мл растворителя различного состава,Данные приведены в табл. 1. ры, содержащие от 0,2 до О,б г/л меди 1 Е),Медь Е) подвергают окислению. кислородом воздуха путем аэрации раствора через капилляр. Окисление проводят в отсутствии экстрагента и в его присутствии. Скорость окисления измеряют в относительных единицах Ч=гп с где е - текущее содержание Сцт) .Результаты приведены с табл. 2.960288 Таблица 2 Скорость окисления Ч,1 с Возрастаниескорости, раз беэ экстракции одновременнос экстракциейкаприловойкислотой 15 СцС 1+ 0,52 пС 12 2,9 ф 101,210 4 1 010-ъ 9, 5,10-4 9,110-4 3,4 2О С ц С 12 + 0 ф 5 Е и С 12 7,5 8,710 5 2,5 СцС 12+ 0,52 пС 11 10,5 При окислении меди в присутствии ;экстрагента скорость окисления заметно возрастает.П р и м е р 3. Скорость окисления меди (1) кислородом воздуха в раствоТаблица 3 Скорость окисления У1 с Возрастаниескорости, раз без экстракции с одновременнойэкстракцией ме- ди 1,110 з 9,8 10 4 8, 710" 4 2 410 4 1,3.10-4 10. 105 СцС 1)+ О 52 пС 12 4,6 2,0 сцС 1 + 0,5 гпс 12 7,5,2,5 СцС 1 + 0,52 пС 1 8,7 Скорость окисления в присутствии экстрагента заметно возрастает за счет отвода.образующегося продукта окисления в экстракт.2 Сцф + 2 С 1 + Н 20 + 12022 Сц 2 С 1 + 2 ОН2 Сц 2 20 Н + 2 С 1 1 2 НК"Сц й + Сц С)2 + 2 НО,При проведении процесса растворения и окисления в присутствии экстрагента состав растворителя полностью регенерируется и остается без изменений. При окислении Сц (1) беэ экстСостав электролита, М Состав электролита, М ре (СцС 12+ЕпС 1 ) после растворениящ латуни (ЗОВЕп - 70 ХСи),Состав электролита, результатыокисления приведены в табл. 3. рагента образуется плохо растворимюй продукт СцОНС 1. Поэтому в процессе растворения и окисления концентрация растворителя (СцС 1) будет уменьшаться.П р и м е р 4. Экстракция меди и цинка при растворении латуни.Проводит растворение металлической латуни в растворителях различного состава (см. табл. 4) в присутствии экстрагента с одновременной аэрацией растворов кислородом воздуха,"а ов вО Ол А 1 1960288 10 формула изобретения Составитель Л.РякинаТехред Ж.Кастелевич Корректор О.БилакРедактор Н.Гунько Заказ 7156/33 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 В стакан вводят 100 мл раствори- теля,. загружают латунную стружку, добавляют, 40 мл экстрагента (каприловой кислоты или раствора ди-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. Экстракт цинка содержит за- . ,метное количество меди, которая может быть отделена на стадии противо- точной: реэкстракции или путем цементации ее йа цинковом или латунном ломе, который, в свою очередь; поступает в реактор на стадию растворения.П р и м е р 5. Проведение процесса при совмещении операций,В 200 мл .растворителя, содержащего 25 М СыС 12 и 0,5 М 2 пС 11 вводят латунную стружку (302 п и 70 Сц) ве" сом 3,5 г (с поверхностью 40 смф), К раствору прибавляют 80 мл й-каприловой кислоты. Вся смесь перемешйвалась путем интенсивного барботажа воздуха. После проведения процесса, в течение 10 мин. органическая фаза содержит 8 г/л меди. После реэкстракции меди 10 мл раствора Н 2504 6 М, водная фаза содержит 60 г/л меди и 0,05 г/л цинка.Таким образом, предлагаемый способ позволяет уменьшить расход реагентов, ,так как разделение металлов и сплавов идет одновременно с растворением скрапа, поэтому не требуется дополнительных реактивов; уменьшить количество сбросных растворов, так как при проведении всего процесса не образуется отходящих продуктов и сброс ных растворов; повысить скорость проведения процесса за счет повышения скорости окисления меди более чем в 10 раз. 1. Способ переработки металлических отходов меди и сплавов на ее ос 1 нове, включающий растворение металла, окисление меди кислородом возду"ха, раздельную экстракцию меди и цин,ка и реэкстракцию металлов. растворами минеральных кислот, о т л и ч а 0 ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения расхода реагентов и повышенияскорости процесса, растворение отхо.дов ведут в смешанном растворителе,содержащем хлориды меди и цинка, содновременной аэрацией.смеси кислородом воздуха в присутствии экстрагентов, селективно извлекающих медь ицинк.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для растворения30 используют смесь, содержащую хлориды цинка и меди в мольном соотношении 1:(1-5),Источники информации,принятые во внимание при экспертизе35 1. Патент Сйй Р 4023964,кл. С 22 В 15/08, опублйк. 1977.2. На г 1 ащоча 1,В.,;Наггакоп С.5 ерагайоп оГ 5 есопдагу Ьазе щейав .Ьу 5 о 1 чепг, ему.гас 11 оп. - "Зпйегпайо 40 па 1 5 о 1 чепй Ехйгасйоп СопГегепсе,75 ЕСф, Ве 19 ця .е 0 е 6-2 5 ерйевЬег,