CS199652B2

CS199652B2 - Process for the extraction of copper from aqueous ammoniacal solution

Info

Publication number: CS199652B2
Application number: CS755763A
Authority: CS
Inventors: William Hopkin
Original assignee: Metallurgical Processes Ltd; J S C Smelting Ltd; Metallurgical Dev Co
Priority date: 1974-08-23
Filing date: 1975-08-22
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS55148733A; JPS5146517A; ZA754849B; US4048282A; JPS5617417B2; BR7505390A; GB1470876A; YU214775A; PL110662B3; IE42011B1; ES440383A2; AU8384775A; YU39240B; IN145383B; CA1050279A; DE2535901A1; MX2942E; BE832414R; ZM12475A1; IT1054653B

Description

Vynález se týká způsobu extrakce mědi z vodného· amoniakálního· vytouženého· roztoku, získaného vyluhováním měděné pěny a znečištěného kationty zbylých doprovodných kovů, a to působením organického· rozpouštědla selektivního· na měď.

Vynález se týká zlepšení nebo modifikace postupu popsaného v britském patentovém spisu č. 1 399 281, v němž je uvedeno· získávání mědi ze surového olova, vyrobeného· pyrometalurgicky, vyluhováním vodnými amoniakálními roztoky obsahujícími uhličitanové ionty. V tomto britském patentovém spisu je důkladně popsáno vyluhování mědi z měděné pěny získané z pyrometalurgického surového olova, při němž se jemně rozdělené částice měděné pěny, ve formě základní hmoty kovového olova obsahujícího vměstky mědi a měděných sloučenin, uvedou do styku s vodným · roztokem uhličitanu amonného a hydroxidu amonného za účelem rozpuštění mědi z této pěny. Vyluhovací roztok dále s výhodou obsahuje sulfátové ionty a molární poměr uhličitanu k sulfátu ve vyluhovacím roztoku je výhodně 1:3 až 3:1.

Vzniklé vytoužené roztoky obsahují v dosti značné koncentraci zinek a olovo· vedle mědi. Měď může pak být převedena do· organické fáze působením organického· extrakčního činidla selektivního· na měď, zejména ex2 trakčního činidla typu aromatického· hydroxyoximu, rozpuštěného v uhlovodíkovém rozpouštědle kerosinového typu, například · v petroleji, a pak se z roztoku organické fáze odstraňuje zředěnou vodnou kyselinou, jako například kyselinou sírovou, která vytvoří roztok mědnaté soli. Ro-ztok extrakčního činidla v petroleji se dále uvádí pod pojmem organické rozpouštědlo.

Během · sycení organického rozpouštědla může do· něho· přecházet významné množství iontů zinku, olova a amonia, · přičemž skutečné množství závisí na poměru síranu k uhličitanu a na poměru skutečného· a teoretického množství mědi v organickém rozpouštědle. V následující vylučovací fázi z organické fáze se zinek a amonium také převedou do vodné fáze kyselinou, čímž vzniká roztok soli mědi znečištěný zinkem, amoniem a olovem. .

Použije-li se k vylučování kyselina · sírová, má olovo sklon vysrážet se jako· síran olovnatý na organicko-vodném rozhraní, což ztěžuje následující oddělování těchto· dvou fází, tj. organické a vodné fáze.

Předběžným promytím organické fáze, obsahující měd, velmi zředěnou kyselinou sírovou se převede podstatné množství zinku a amonia do promývacího- roztoku a vysráží se síran olovnatý, přičemž v předběžně promyté organické fázi zůstane měď jako jediný převládající kationt, který se pak převádí do· vodné fáze. Vodný roztok mědi se pak zužitkuje při výrobě katodové mědi nebo soli mědi.

Při obdobném postupu promývání organické fáze zředěnou kyselinou, jejíž olovnaté soli jsou v podstatě rozpustné ve vodě, jako je například kyselina chlorovodíková nebo dusičná, je v podstatě možné odstranit všechny kationtové nečistoty jako rozpustné soli, čímž se zabrání potížím s vysrážením síranu olovnatého.

Použití těchto kyselin k promývání . organické fáze však způsobuje, že -se · do organické fáze převede podstatné množství aniontů kyseliny, takže je nezbytné promývání vodou, aby se dodatečně anionty kyseliny odstranily a zabránilo- se tak škodlivému působení těchto aniontů při následujícím elektrolytickém vylučování mědi z nasyceného roztoku.

Je proto žádoucí omezit v co největší míře prokniknutí kationtů nečistot do organického rozpouštědla, tj, do organické . fáze.

Jedním způsobem, jak toho dosáhnout, je nasytit organické rozpouštědlo takovým množstvím mědi, které organické rozpouštědlo pojme, zatímco- je ještě možná separace v čisté fázi. V praxi se může při převodu z amoniakálního- vytouženého- roztoku nasytit cca 0,3 g/1 mědi na každé 1 o/o objemové organického- extrakčního činidla v petroleji, při použití organických rozpouštědel, například aromatického hydroxyoximu rozpuštěného v uhlcrvodíkovém rozpouštědle keroslnového typu. To snižuje, ale nevylučuje možnost proniknutí čpavkových a jiných kationtů a je proto ještě potřebné promytí zředěnou kyselinou k odstranění těchto· kationtů. Při sycení -organického rozpouštědla však vznikají dva jevy, které nejsou zcela vysvětleny.

Předně je možno zjistit mezi organickou a - vodnou fází další, třetí fázi, tj. mezifázi. Je - to pravděpodobně sraženina obsahující pevné oximy mědi, ale může to být i následek - - neúplného oddělení organické a vodné fáze.

Dále pak během promývání organické fáze zředěnou vodnou kyselinou, například kyselinou sírovou, nadměrně přechází měď dovodné - fáze. To zřejmě nastává nějakým způsobem vzhledem k rozdílu mezi -obsahem mědi v amoniakálním vodném roztoku v množství cca 0,3 g/1 na každé 1 % objemové extrakčního činidla v petroleji a -obsahem mědi v kyselém vodném roztoku v množství cca 0,27 g/1 na každé 1 % objemové při hodnotě pH cca 4. Tak v kyselém vodném roztoku rozpouštěcí kapacita organického rozpouštědla klesá, část mědi se extrahuje v promývacím stupni a překročí se množství mědi, při kterém se v kyselém prostředí dosahuje separace v čisté fázi. Není známo, zda toto neoddělování je způsobeno- vysrážením komplexních sloučenin mědi, nebo in4 hibicí fázového oddělování, nebo- z -obou důvodů.

Cílem vynálezu je proto zabránit vzniku této· mezifáze a převést přebytečné množství mědi do promývacího vodného kyselého roztoku ze silně mědí nasyceného· organického rozpouštědla. Tím se umožní čistá separace fáze během sycení -organického rozpouštědla.

Tohoto cíle se dosahuje způsobem extrakce mědi z vodného amoniakálního vytouženého· roztoku, získaného vyluhováním měděné pěny a -znečištěného kationty zbylých doprovodných kovů, z něhož -se působením organického -rozpouštědla selektivního- na měď, například aromatického hydroxyoximu rozpuštěného v uhlovodíkovém rozpouštědle kerosinového typu, převádí měď do organické fáze, která se předběžně promyje zředěnou kyselinou, například kyselinou sírovou, načež se měď z předběžně promyté organické fáze převádí kyselinou, například kyselinou sírovou, do- vodné fáze podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se v organické fázi, obsahující měď v roztoku -organického rozpouštědla, před promytím zředěnou kyselinou, například kyselinou sírovou, snižuje koncentrace mědi pod hranici, na níž nastává nežádoucí oddělování mědi v chudé mezifázi v kyselém prostředí, a to- o 5 až 20- % objemových, dalším přívodem organického rozpouštědla.

Podle vynálezu -se v organické fázi snižuje koncentrace mědi přívodem čistého organického- rozpouštědla nebo- zpět do procesu vráceného organického rozpouštědla zbavenéhomědi.

Způsobem podle vynálezu se zabrání výše uvedenému neoddělování jednotlivých fází a vzniku nežádoucí chudé mezifáze, je-li koncentrace mědi v -organickém rozpouštědle obsahující měď, tj. v organické fázi, snížena organickým rozpouštědlem v - podstatě neobsahující měď předtím, než organická fáze přijde poprvé do styku s vodným zředěným kyselým roztokem v promývacím stupni.

Snížení koncentrace mědi v organické fázi podle vynálezu se dosáhne -s výhodou - smícháním organického- rozpouštědla - obsahujícího měď, tj. organické fáze, s odměděným rozpouštědlem, například vráceným -z konce vylučovací fáze zpět do· -organické fáze těsně předtím, než se organická fáze - promyje zředěnou kyselinou sírovou.

Toho- se zpravidla dosáhne přidáním 5 až 20 - % objemových odměděného -organického rozpouštědla do organické fáze. Koncentrace mědi v organickém rozpouštědle se během zřeďování sníží o 5 -až 20 -% objemových, nejlépe o nejméně 10 -% objemových.

Není žádoucí snížit příliš koncentraci mědi v organické fázi, - protože jinak vzrůstá bez odpovídajícího účinku objem -organického -rozpouštědla a tím i velikost zařízení.

Přibližně 0,5 -až 2 objemy zpět do procesu vráceného organického rozpouštědla zbave199652

ného mědi lze s výhodou použít na 10 objemů organického rozpouštědla obsahujícího měď. To je dostačující pro nezbytné snížení koncentrace médi v organické fázi.

Při použití sloučenin typu hydroxyoximu jako organického extrakčního činidla selektivního vůči mědi se může koncentrace mědi snížit přibližně z 0,3 g/1 na 1 % objemové organického rozpouštědla na 0,25 až 0,27 g/1 na 1 o/_o objemové organického rozpouštědla. To je dostačující pro dosažení požadovaného výsledku.

Způsob extrakce mědi podle vynálezu je dále popsán v příkladu provedení.

Během pětidenního poloprovozního zpracovávání vodného amoniakálního vylouženého roztoku, získaného vyluhováním měděné pěny, a při použití aromatického hyddroxyoximu jako organického· rozpouštědla selektivního vůči mědi byl proveden pokus nasytit organické rozpouštědlo’ mědí pro snížení obsahu kationtů zbylých doprovodných kovů a za účelem vyloučit vedlejší účinky vzhledem к vysoké koncentraci mědi v organickém rozpouštědle. Provedlo se to přivedením organického rozpouštědla v množství 10 až 20 % objemových z objemu veškerého organického rozpouštědla použitého pro extrakci, přímo ke zředění organické fáze, tj. organického rozpouštědla obsahujícího měd, tzn. úplným obejitím extrakčního stupně.

Nasycením organického rozpouštědla mědí se rozumí obohacení organického rozpouštědla maximálním možným množstvím mědi, tj. úplná saturace organického rozpouštědla mědí.

V tab. I jsou uvedeny změny obsahu mědi ve vodném promývacím roztoku podle toho, jak se mění stupeň extrakce v organickém rozpouštědle, a to od nepřítomnosti mědi přes obsah mědi s 10%ním zředěním až do nasycení mědí organického rozpouštědla bez zředění.

V tab. II je pak uvedena obdobná řada s 20% zředěním. Jako měřítko rozsahu nasycení byla vzata koncentrace mědi v oddestilovaném roztoku uhličitanu amonného — ORUA.

TABULKA I

Zkouška	% organ, rozpouštědla použitého ke zředění	g/1 Cu v organ, rozpouštědle	g/1 Cu v ORUA	g/1 Cu ve vodě	mg/1 Zn v organ, rozpouštědle	Poznámka
1	0	5,16	0,02	0,07	100	0 sycení
2	10	6,96	0,13	0,27	6	sycení
3	10	6,80	0,57	4,93	6	sycení
4	10	—	1,64	7,98	—	sycení ‘
5	0	8,07	1,31	14,20	—	sycení

TABULKA II

Zkouška	% organ, rozpouštědla použitého ke zředění	g/1 cu v organ, rozpouštědle	g/1 Cu v ORUA	g/1 Cu ve vodě	mg/1 Zn v organ, rozpouštědle	Poznámka
1	0	7,63	0,13	0,05	37	0 sycení
2	20	8,10	3,09	0,68	16	sycení
3	20	7,75	7,61	0,79	12	sycení
4	20	9,30	5,93	0,99	42	sycení

Tab. I ukazuje, jak přechod zinku do organického rozpouštědla selektivního na měď klesá při vysokém nasycení organického rozpouštědla mědi a použití 10% organického rozpouštědla ke zředění organické fáze, tj. organického· rozpouštědla obsahujícího měď.

Tab. II ukazuje, že přechod mědi do promývacího vodného roztoku podstatně klesá při 20% zředění organické fáze, tj. organického rozpouštědla obsahujícího měď, ve srovnání s přechodem mědi do promývacího vodného roztoku v případě 10o/₀ zředění organické fáze. Vyšší, tj. 20% zředění, rovněž podstatněji vylučovalo vznik dehtu v promývacím stupni.

Z uvedených výsledků lze učinit tyto závěry:

Velké množství mědi v organickém rozpouštědle selektivním na měď má za následek obsah zinku, jako nečistoty v organickém rozpouštědle.

Velký obsah mědi v organickém rozpouštědle selektivním na měd vede к tomu, že předávkovaná měď přechází do kyselých promývacích roztoků vzhledem к rozdílu mezi nejvyšším specifickým obsahem okolo 0,27 g/1 ftiědi v 1 % objemovém rozpouštědla v kyselém prostředí a okolo 0,30 g/1 mědi v amoniakálním prostředí.

Velký obsah mědi v oddestilovaném roz199652 toku uhličitanu amonného znamená silné přesycení a vzájemný vztah velkého množství mědi v tomto· roztoku a v promývacím roztoku bezpečně ukazuje nasycení.

Při těchto zkouškách bylo 10% zředění

В organické fáze nedostatečné к tomu, aby snížilo obsah mědi v promývacím roztoku na požadovanou hranici, ale 20% zředění organické fáze bylo pro tento účel postačující.

Claims

1. Způsob extrakce mědi z vodného amonia-. kálního vytouženého roztoku, získaného vyluhováním měděné pěny a znečištěného kationty zbylých doprovodných kovů, z něhož se působením organického rozpouštědla selektivního na měď, například aromatického hydroxyoximu rozpuštěného v uhlovodíkovém rozpouštědle kerosinového typu, převádí měď do, organické fáze, která se předběžně promyje zředěnou kyselinou, například kyselinou sírovou, načež se měď z předběžně promyté organické fáze převádí kyselinou, například kyselinou sírovou, do vodné fáze, vyznačující se tím, že se v organic ké fázi, obsahující měď v roztoku organického rozpouštědla, před promytím zředěnou kyselinou, například kyselinou sírovou, snižuje koncentrace mědi pod hranici, na níž nastává nežádoucí oddělování mědi v chudé mezifázi v kyselém prostředí, a to o 5 až 20 % objemových dalším přívodem organického rozpouštědla.

2. Způsob extrakce mědi podle bodu 1, vyznačující se tím, že se v organické fázi snižuje koncentrace mědi přívodem čistého organického rozpouštědla nebo zpět do^ procesu vráceného organického rozpouštědla zbaveného mědi.