Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Způsob získávání mědi z rudy nebo koncentrátu
CS209428B2
Czechoslovakia
- Other languages
English - Inventor
Peter K Everett
- Info
- Similar documents
- Priority and Related Applications
- External links
- Espacenet
- Global Dossier
- Discuss
Description
translated from
Vynález se týká způsobu získávání mědi z rudy nebo koncentrátu, obsahujícího měď a železo, popřípadě s obsahem chalkopyritu a/nebo malachitu nebo azuritu.
Zpracování rud, obsahujících měď, zejména pak sirníků, pomocí pyrometalurgické úpravy rud je všeobecně známé. Pyrometalurgické zpracování sirníkových rud je drahé, vede k nečistotám, popřípadě zašpinění a je přitom nutné odstraňovat velká množství kysličníku siřičitého nebo kyseliny siřičité, vznikajících jako vedlejší produkt.
Aby se překonaly nevýhody pyrometalurgických postupů známých v dosavadním stavu techniky, zejména pak znečišťování, byly vyvinuty různé hydrometalurgické postupy, které byly určeny zejména pro výrobu mědi z rud, obsahujících chalkopyryt, malachit nebo azurit.
Chalkopyrit — CuFeS2 — je jednou z nejhojnějších surovin obsahujících měď a dále jedním z minerálů, odolnějších vůči oxidaci: je popsáp jako čistý nebo odolnější vůči oxidaci, a to jako pentlandit, kobaltit, sfalerit, galenit, chalkocit a nejméně odolný pyrhotit a méně čistý jako pyrit a molybdenit.
Chalkopyrit může být oxidován podle následujících rovnic na žádaný stupeň oxidace.
CuFeS2 -» Cu+ + Fe++ + 2S + 3e (1) nebo
CuFeSz - Cu++ + Fe+ + + + 2S + 5e (2).
Vzhledem k nestabilnosti síry v alkalických oxidačních. roztocích je nutno uvedené reakce provádět při hodnotě pH něco pod 7,0.
Toho se dosáhne v autoklávech za použití vysokého tlaku vzduchu nebo kyslíku podobným způsobem, jak je popsáno v popise vynálezu chráněného kanadským patentem č. 618 623 (Sherrit Gordon Mineš Ltd.) pro zinkové rudy, přičemž však náklady na zařízení a zpracování jsou extrémně vysoké.
V popise vynálezu chráněného australským patentem č. 476 026 (The Anaconda Co.) je popsán způsob, u něhož se zpracovávají sirníky mědi v amoniakálním roztoku v nízkotlakých autoklávech s kyslíkem. Tento postup je drahý, vyžaduje velká množství amoniaku, kyslíku a kapacitně schopné odbytiště síranu amonného, který se produkuje v pěti- až desetinásobném množství s ohledem na měď.
V popise vynálezu chráněného USA patentem č. 3 673 061 (Cyprus Metallurgicalj je popsána oxidace sirníků mědi u anody elektrochemického článku. Přítomnost že2(19428 leza v rudě vede k pomalému stupni účinku proudu na anodě, protože se proud spotřebuje při oxidační reakci železa tak, jak je možno očekávat z výše uvedených rovnic (1) a (2). Z rovnice (1] je zřejmé, že je nutná výměna tří elektronů za účelem uvolnění jednoho atomu mědi, zatímco při vylučování by byla nutná pouze výměna jednoho elektronu. Z toho vyplývá, že stupeň účinnosti proudu při uvolňování na anodě s ohledem na měď činí pouze 33 %. Aby se tento nedostatečný stupeň účinnosti překonal, je nutné vyrábět v obdobných množstvích jako měď i elektrolytické železo, což pak vyžaduje zajištění odpovídajícího odbytiště na toto železo, které se takto připravuje velmi drahým způsobem.
Dále je nutno dbát toho, aby se zamezilo poklesu stupně účinnosti proudu následkem další oxidace elementární síry na sulfát. Popisovaný známý způsob vyžaduje velkou hustotu proudu na anodě, čímž nastává zesílené opotřebování anody a elektrolytické získávání mědi se musí provádět opatrně vzhledem k vysokému obsahu železa v elektrolytu.
V popise vynálezu chráněného australským patentem č. 4Θ6 261 (Cyprus Metallurgical) je popsán způsob velmi podobný výše uvedenému způsobu, který má také obdobné nevýhody.
Z patentové literatury je dále znám způsob vyluhování sirníkových rud chloridem železitým, který se pak na anodě regeneruje. Tento způsob vyžaduje nepřetržitý tok elektrolytu, a to katolytu k anolytu, aby se zamezilo silnému poklesu stupně účinnosti proudu, který by nastal tehdy, kdyby ionty trojmocného železa dosáhly katodu. Neřeší se zde pak postup k překonání nedostačujícího stupně účinnosti jako následku přítomnosti sirníků železa v rudě.
V jiném pramenu je popsán relativně komplikovaný cyklický postup, při němž se vyluhuje ze sirníkových rud s obsahem mědí chlorid železitý a chlorid měďnatý.
Sovětská publikace Cvětnaja metalurgia č. 17, 1973, str. 26 až 28 popisuje v článku „Elektrolytické zpracování sirníkových koncentrátů“ autorů V. V. Michailova, B. Z. Ustinského, N. P. Dobroselské a V. F. Borbata několikastupňový postup loužení chalkopyritu v roztoku síranu, který vyžaduje silný roztok železitých iontů. Kysličníky mědi a železa se srážejí na katodě a měď se potom selektivně louží a získává ze směsi kysličníků. Popsaný postup má tyto nevýhody: 1. je zapotřebí více pracovních stupňů v. důsledku katodové reakce (srážení kysličníků). 2. Vysoká koncentrace železitých iontů může způsobit velmi obtížné problémy při elektrolýze. 3. Okysličování sirníků železa představuje velkou spotřebu proudu na anodě. 4. Užití síranového elektrolytu vyžaduje, aby měď byla ve dvojmocném stavu místo v jednomocném, jako u chloridového elektrolytu, takže potřebuje více proudu.
V popise vynálezu chráněného čs. patentu č. 102 369 se popisuje způsob extrakce zinku a jiných kovů při tlaku 3,92 MPa a teplotách do 250 °C, načež následuje zpracování při parciálním tlaku kyslíku 0,19 MPa.
Vynález chráněný čs. patentem č. 114 072 se týká způsobu odstraňování kovů, tvořících hydrolyzovatelné sloučeniny kovů z roztoků v tlakovém zařízení.
V popise vynálezu chráněného sovětským AO č. 313 881 se popisuje způsob extrakce iontové mědi rozpouštědly z jedné kapaliny do druhé.
V popise vynálezu chráněného sovětským patentem č. 456 413 se popisuje způsob extrakce mědi z roztoků obsahujících arsen a připravených chlorováním zároveň s pražením nebo vypařováním za použití redukce dvojmocné mědi železnatou solí (obvykle síranem).
Vynález odstraňuje v dalekosáhlé míře nevýhody dosud známých postupů a jeho předmětem je způsob získávání mědi z rudy nebo koncentrátu, obsahujícího měď a železo, popřípadě s obsahem chalkopyritu a/nebo malachitu, nebo azurit. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ruda nebo koncentrát se ponoří do kyselého vodného elektrolytu, obsahujícího chloridové ionty v koncentraci od 20 g na litr do 500 g na litr a hodnota pH elektrolytu se během zpracování udržuje mezi 1,5 až 7,0, do vzniklé suspenze še intezívně vhání jemně rozptýlený vzduch nebo jiný plyn obsahující kyslík při teplotě elektrolytu od 50 °C do· 150 °C a železo, které se během zpracování uvolní, vypadne jako kysličník železitý a v případě sirníkové rudy nebo sirníkového koncentrátu se oxidovatelňá sirníková síra v podstatě převede do elementární formy a měď přejde do roztoku, z něhož se vyloučí.
Hlavní rozdíl mezi způsobem podle vynálezu a způsoby podle známého stavu techniky spočívá v tom, že se rudy a koncentráty, obsahující železo a dokonce rudy obsahující chalkopyrit, oxidují vzduchem při v podstatě atmosférickém tlaku a mírné teplotě 50 °C až 150 °C, za tvorby kysličníku železitého až v případě sirníkových rud nebo koncentrátů se sirníková síra převede na elementární formu a měď přejde do roztoku, z něhož se vyloučí.
Rovnice oxidace mědi v chalkopyritu mohou být podle požadovaného stupně oxidace vyjádřeny takto:
CuFeS2 + 2 H+ + 2 02 -> 2 Cu+ + + Fe2O3 + 4 S + H2O nebo
CuFeS2 + 4 H+ + 2,5 O2 - 2Cu++ + + Fe2O3 + 4 S + 2 H2O .
Způsob podle vynálezu umožňuje výrobu mědi při nízkých nákladech v jednom výrob209428 ním stupni bez znečišťování ovzduší a v podstatě za atmosférickým tlaků.
Způsobem podle vynálezu se umožňuje přeměnit v jednom výrobním stupni chalkopyrit na elementární síru, kysličník železa a kovovou měď v relativně bezželezných roztocích, při atmosférickém tlaku a bez tvorby elektrolytického železa.
Jedna z hlavních výhod způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že může být prováděn za atmosférického tlaku a nemusí být tedy používáno tlakových nádob. Ačkoli se způsob podle vynálezu může provádět rovněž z vyšších tlaků, směřuje vynález především na dosažení této výhody. Výraz „v podstatě atmosférický tlak“ tedy znamená, že při postupu podle vynálezu se vyžadují jiné tlaky, než jsou tlaky v tlakových kotlích.
Podle výše uvedených rovnic, které vyjadřují reakce stanovené podle způsobu vynálezu, je zřejmé, že se tvoří jak ionty jednomocné mědi, tak i ionty dvoumocné mědi, a že relativní podíly těchto iontů závisí na délce doby, při které se způsob podle vynálezu provádí, a na specifických podmínkách při provádění způsobu. Je žádoucí, aby byly k dispozici lonty chloridu za účelem zajištění, že ionty jednomocné mědi zůstanou v roztoku, přičemž však minimálně potřebné množství odpovídající výše uvedeným činitelům se mění a je tedy omezeno podle výsledku.
V jedné alternativě způsobu podle vynálezu se nepřetržitě nebo přerušovaně přivádí do roztoku kyselina chlorovodíková, aby se udržela hodnota pH na dané výši, a měď se v roztoku převádí do iontové formy, z níž se pak může získat v elementární formě o sobě známými způsoby, například vytuhnutím — cementováním, nebo elektrolytickým vylučováním.
Hodnota pH se také může regulovat nepřetržitým nebo přerušovaným přidáváním kyselého anolytu z elektrochemického článku. Ionty vodíku se tvoří v anolytu anodickou oxidací vody a mohou být s výhodou regenerovány, aby přiváděly elektrolyt do článku k vypadávání mědi u katody a ke tvoření dalších iontů vodíku oxidací vody u anody.
V jednom z výhodných provedení způsobu podle vynálezu se ruda nebo koncentrát intenzívně mísí se vzduchem nebo s jiným kyslík obsahujícím plynem v anodové části elektrochemického článku a měď se pak může u katody kontinuálně destíčkovat nebo vylučovat.
Při jiné alternativě zahrnuje vynález způsob extrakce mědi z rudy nebo koncentrátu, obsahujícího měď a železo, za současného vyplátování extrahované mědi u katody elektrochemického díafragmatického článku; jeho podstata spočívá v tom, že se ruda nebo koncentrát ponořují do elektrolytu v anodůvé části elektrochemického ůiaíragmatického článku, takto vzniklá suspenze se intenzívně promísí s jemně rozptýleným vzdu6 chem nebo jiným kyslík obsahujícím plynem při v podstatě atmosférickém tlaku a při teplotě od 50 °C do teploty varu elektrolytu, přičemž elektrolyt obsahuje ionty chloridů elektrolytu v koncentraci, která leží mezi koncentrací, dostačující k udržení zpracovávaných iontů jednomocné mědi v roztoku, a mezi stavem nasycení. roztoku, a proud mezi anodou a katodou se vede tak, že uvolněné ionty vodíku udržují u anody v elektrolytu hodnotu pH mezi 1,5 až 7,0, čímž železo při postupu uvolněné vypadne jako kysličník železitý a v případě sirníkové rudy nebo sirníkového koncentrátu se za těchto podmínek oxidovatelná sirníková síra v podstatě převede do elementární formy a měď vyplátuje na katodě.
Na počátku provádění způsobu podle vynálezu je možno postup zkatalyzovat tím, že se do elektrolytu přivádějí ionty mědi.
S výhodou se do elektrolytu přivádí přerušovaně proud vzduchu nebo plynu obsahujícího kyslík ve formě jemně rozptýlených částic, výhodně za použití porézního grafitového rozptylovače.
Obsah uvolněného železa v elektrolytu se udržuje s výhodou pod 5 g na 1 litr elektrolytu, a to řízením elektrolytického oxidačního potenciálu.
Rozvinutí způsobu podle vynálezu, vztaženo na rudy s obsahem sirníku, vede k následujícím závěrům.
Sirníky bazických kovů mají sklon k tomu, že během oxidační reakce mnohem snáze pasivují do síranových roztoků než do chloridových roztoků, a proto se při způsobu podle vynálezu používají roztoky chloridů. Další důvod spočívá v tom, že sirníky mědi, zejména flotační koncentráty, při zavádění vzduchu do síranového roztoku silně pění, zatímco pěnění u většiny materiálů s mědí v chloridových roztocích je zanedbatelné.
U způsobu podle vynálezu se používá koncentrace chloridů, která je dostačující k tomu, aby uvolnila všechny přítomné ionty jednomocné mědi a nasytila je, jak je uvedeno výše v rovnicích.
Vzduch je nejlacinější a nejsnáze získatelný oxidační prostředek.
Elementární síra je daleko žádanějším vedlejším produktem než síran amonný, právě tak jako velká množství amoniaku, a není k dispozici žádné kapacitně vhodné odbytiště pro síran amonný. Vzhledem k nestabilitě elementární síry v alkalických oxidačních roztocích je reakční hodnota pH nutná nižší než 7. Kysličník železa je žádanějším vedleším produktem než elektrolytické železo vzhledem k nákladům, nabíhajícím při výrobě elektrolytického železa a vzhledem k nezbytnosti dávat na trh odpovídající množství jak mědi, tak i elektrolytického železa. Je tedy výhodné udržovat reakční hodnotu pH nad 1,5 za účelem stabilizace vzniklého kysličníku železa.
Jak je z výše uvedených rovnic zřejmé,
269428 zoxidovalo způsobem podle vynálezu železo na kysličník železitý a ne na ionty trojmocného železa, jak se děje u známých hydrometalurgických způsobů. Je tedy stupeň účinnosti proudu při způsobu podle vynálezu se zřetelem na měď téměř 100% ve srovnání se stupněm účinnosti proudu mezi 30 a 40 o/o u dosud známých hydrometalurgických postupů. Ekonomická výhodnost způsobu podle vynálezu je tedy mnohem větší než u dosavadních způsobů.
Oxidační reakce v kyselém roztoku mohou probíhat s ohledem na dané kinetické podmínky celkem pomalu. Reakce 2 H+ + + 1/2 02 -» H2O má v kyselém roztoku potenciál Eo + 1,229 a v neutrálním roztoku Eo + 0,815. V kyselém roztoku mají reakce často pomalé stupně jako počáteční redukci kyslíku na peroxid. Vzdušná oxidace železnatých iontů na železité ionty v kyselém roztoku probíhá, v protikladu k uvedeným potenciálům, pouze pomalu. Přesto však může reakce proběhnout ve slabě kyselých roztocích rychle, když bude zahrnovat současné vypadávání kysličníku železitého nebo hydroxidu železitého.
Podle toho byl vypracován postup za použití vzduchu při atmosférickém tlaku a
Čas (v hodinách) Analýzy roztoku (g. I1“)
| při teplotách nad 50 °C, aby se mohla pro- | Cu | Fe | ||
| vádět oxidace chalkopyritu v | rozmezí hod- | |||
| not pH od 1,5 do 7,0 podle | následujících | 0 | 2,2 | 0,01 |
| rovnic: | 1 | 10,4 | 1,8 | |
| 2 | 16,8 | 2,0 | ||
| 2 CuFeSz + 2 H+ + 2 O2 | 2 Cu+ + | 3 | 20,2 | 1,4 |
| + Fe2O3 + 4 S + H2O | 4 | 23,6 | 0,8 | |
| 5 | 25,6 | 0,7 | ||
| nebo | 6 | 26,8 | 0,2 | |
| Analýza pevných látek v % | Měď | Železo | Elementární | |
| koncentrát mědi | 26,2 | 28,6 | — | |
| zbytek | 2,54 | 31,8 | 31,5 |
Přes 90 % mědi se vyloučilo elektrolytem s maximálním obsahem mědi 2 g. I-1.
Obdobných výsledků bylo dosaženo u elektrolytů s chloridem sodným, horečnatým, zinečnatým a manganatým.
Vzdušná oxidace chalkopyritu byla prováděna za ideálních poměrů při hodnotě pH cca 2,0 až 2,5, jak je uvedeno v následujícím příkladě 2.
CuFeSž + 4 H+ + 2,5 O2 -> 2Cu++ + + Fe2O3 + 4 S + 2 H2O .
Dále jsou uvedeny příklady způsobu extrakce mědi vzdušnou oxidací chalkopyritu při v podstatě atmosférickém tlaku za tvorby kysličníku železitého, elementární síry a iontů mědi.
Všechna procenta uvedená v příkladech znamenají koncentraci hmotnostní.
Příklad 1
100 chalkopyritového koncentrátu se smíchalo s 1 litrem vodného elektrolytu, který obsahoval 200 g chloridu amonného a 2 g chloridu měďnatého v nádobě, která byla na dnu vybavena porézním rozptylovačem ze tkaniny.
ml 5 N kyseliny chlorovodíkové se pomalu přidávalo během 6 hodin, aby se udržovala hodnota pH v rozsahu od 2,0 do 2,5. Teplota se udržovala u 85 °C a vzduch se zaváděl rozptylovačem.
Byly zjištěny následující výsledky:
P ř í k 1 a d 2
Tři suspenze koncentrátu chalkopyritu (100 g.l'1] v 20%ním roztoku chloridu sodného se udržovaly v rozmezích hodnot pH od 1,0 do 1,5, od 2,0 do 2,5 a od 3,0 do
3,5 při teplotě 85 °C v nádobě obdobně jako je popsáno v příkladě 1, přičemž jemně rozptýlený vzduch byl přiváděn porézním látkovým rozptylovačem, pokrývajícím dno nádoby.
20S428
Byly zjištěny následující výsledky v g. I1:
| Rozmezí hodnot pH Cas (h) | 1,0 až 1,5 | 2,0 až 2,5 | 3,0 až 3,5 | |||
| Cu | Fe | Cu | Fe | Cu | Fe | |
| 1 | 8,2 | 7,0 | 9,5 | 2,2 | 3,5 | 0,01 |
| 2 | 12,8 | 11,5 | 14,2 | 1,8 | 5,5 | 0,02 |
| 4 | 18,5 | 15,5 | 21,5 | 2,0 | 7,8 | 0,04 |
| 6 | 20,0 | 18,0 | 23,0 | 0,6 | 9,5 | 0,03 |
Nejvyšší rychlost uvolňování mědi byla při hodnotě pH od 2,0 do 2,5, přičemž koncentrace železa v roztoku byla únosně nízká.
Oxidace probíhala s výhodou při teplotě nad cca 70 °C, jak je uvedeno v následujícím příkladě 3.
Příklad 3
Tři suspenze koncentrátu chalkopyritu (100 g. I1) v 20o/0 roztoku chloridu sodného se udržovaly při hodnotě pH od 2,0 do
2,5 v nádobě obdobně jako v příkladě 1 a při teplotách 70 °C, 80 °C a 90 °C, přičemž se přiváděl jemně rozptýlený vzduch obdobným způsobem jako v příkladě 1.
Výsledky (g.l-1)
Teplota °C 70 80 t 90
| Čas (h) | Cu | Fe | Cu | Fe | Cu | Fe |
| 1 | 7,5 | 1,5 | 9,0 | 2,2 | 9,2 | 2,0 |
| 2 | 13,0 | 1,4 | 14,4 | 1,6 | 15,0 | 2,8 |
| 4 | 18,2 | 2,2 | 22,8 | 1,4 | 22,0 | 2,0 |
| 8 | 10,2 | 1,1 | 24,5 | 0,8 | 24,7 | 1,6 |
Teplota cca 80 °C se jevila jako dostačující.
Rovnice pro anodickou oxidaci vody u anody elektrochemického článku je následující:
HzO - 2 H+ + 1/2 O2 + 2 e .
Tato reakce má potenciál 0,815 voltů v neutrálním roztoku a 1,229 voltu v 1 N kyselině, přičemž v tomto případě je tvorba chlóru v roztoku chloridů konkurující reakcí. Za podmínek použitých u tohoto způsobu by teoretický potenciál ležel mezi těmito dvěma hodnotami.
Katodu je možno použít k plátování mědi podle rovnice
Cu ·· 2 Cu° — 2 e nebo
Cu + + -> 2 Cu° — 4 e .
Souhrnná reakce v článku pak probíhá následovně:
CuFeS2 + 1,5 O2 -» 2 Cu°+ Fe2O3 + 4 S .
Ačkoli je možné tvořit vodíkové ionty u anody elektrochemického článku za použití chloridového elektrolytu, mohou se vytvořit jen omezená množství těchto iontů dříve, než tvorba chloru vyvolá konkurující reakci podle hustot proudu, látek na anodě atd.
Na obrázcích 1 a 2 jsou schématicky znázorněny příkladně elektrochemické články různého provedení, vhodné k provádění způsobu podle vynálezu.
Na obr. 1 je schematicky znázorněn diafragmatický článek válcovitého tvaru, který má velký obsah anolytu ke zpracování rud nižší jakosti. Vzduch se přivádí porézním rozptylovačem na dně článku, zatímco se proud vede mezi anodami a katodami z grafitových tyčí. Šipky A na obr. 1 ukazují směr proudu vzduchu v článku. B je suspenze elektrolytu, C je pětilitrová nádoba, D diafragma článku, E měděná houba, F porézní grafit a G grafitové elektrody.
Chalkopyrit se přemění na kysličník železitýj elementární síru a ionty mědi, které difundují porézní diafragmou a ukládají se v lehce odebíratelné formě u katody. Měděný produkt se může odebírat ze dna článku a izolovat například filtrací.
Na obr. 2 je znázorněno výhodné provedení článku na zpracování koncentrátu mědi za použití obvyklých konstrukčních tvarů, jako je plochá deska. I na obr. 2 představuje přívod vzduchu, J elektrolytickou disperzi vzduchu a rudy, K elektrolyt, L pětilitrovou nádobu, M katody, N anodu a P měděný produkt, který se tvoří na katodách M a padá ke dnu nádoby L.
V dále uvedeném příkladě je popsáno přímé zpracování chalkopyritu na kovovou měď, kysličník mědi a elementární síru.
Příkladě
Diafragma pravoúhlého průřezu, zhotove20942 8 ná z polypropylenu, byla vybavena polypropylenovým rozptylovačem vzduchu, který pokrýval dno anodové části. Anodová část měla grafitovou desku opatřenou žlábky, aby se dosáhlo vysoce účinného povrchu anody.
Anoda a anodová část se ponořily do vodného elektrolytu, který obsahoval 10 g chloridu měďnatého na 1 1 elektrolytu a 20 % chloridu sodného v desetilitrové nádobě.
Grafitové tyče, které byly ponořeny do elektrolytu na vnější straně anodové části, sloužily jako katody.
Do anodové části se dalo 350 g koncentrátu chalkopyritu a v dostačujícím množství se přiváděl do anodové části vzduch, aby se ruda ztekutila a aby se vytvořil přebytek kyslíku oproti rudě. Po dobu 6 hodin se přiváděl proud 12 ampér při hustotě proudu na katodě 300 A. m2 a hustotě proudu na anodě 50 A . m '2. Měď se sbírala na elektrodách a na dně článku a na konci reakce.
Výsledky — (teplota 85 °Cj
Elektroanalýza Cu (g . I-1)
Fe (g.l i) pH počátek konec (po 6 h)
10,4
8,5
0,1
1,4
4,5
2,7
| Analýzy pevných látek | Gu (%) | Fe (%) | |||
| chalkopyrit | 25,2: | 27,2 | |||
| zbytek | 2,3 | 21,5 | |||
| produkt (90 g) | 99,8......... | 0,005 | |||
| článkové napětí | 1,0 V | — ' | |||
| spotřeba | 72 A . h | — | |||
| spotřebovaná energie | 0,8 kW . h . kg | -1 _ | |||
| Zbytek byl červený, lehce filtrovatelný materiál s | hmotnostním | obsahem | 31,5 % | S. | |
| Druh vzniklého zůstatku | má mimořádný | Pří použití | způsobu | podle | vynálezu |
význam pro následující oddělování kapalných a pevných látek a může mít následovně škodlivé účinky na rychlost reakce, což může být způsobeno tvorbou želatinovitého vypadávajícího hydroxidu železitého.
Bylo zjištěno, že je výhodné používat· pulsujícího proudm vzduchu, například během každé minuty 30 sekund. K mechanismu, který k tomuto zlepšení přispívá, je možno počítat oddifundování iontů dvojmocného železa· z částic rudy ještě před' vypadnutím kysličníku železitého.
Použití výše uvedených podmínek k odstranění železa z elektrolytu usnadňuje podstatně zpracování oxidovaných rud mědi, jako je malachit a azurit. Tyto minerály se často: zpracovávají rozpouštěním v kyselině sírové’ s následnou elektrolýzou nebo cementací na železné třísky. Když ruda obsahuje velká množství' v kyselině rozpustného železa, vápníku, hořčíku atd., potřebuje se při takovémto postupu velké množství kyseliny, přičemž vznik hojných usazenin je hospodářsky nevýhodný.
Jiný způsob za použití uhličitanu amonného je drahý, obtížný a dává kysličník měďný.
možné vyluhovat selektivně měď, stříbro atd: za přítomnosti železa; a dále — podle chemického složení — za; přítomnosti vápníku a hořčíku, čímž se sníží spotřeba- reagencií.
Použití vzduchu, nebo vysokých teplot je nutné pouze tam, kde se vyskytují sirníky, přičemž pak je použití; vzduchu výhodným postupem k suspendování rudy.
Příklad: 5 kg oxidované rudy, v níž bylo zjištěno
2,4 o/o mědi, se suspendovalo při teplotě 90 G pomocí výše uvedeného rozptylovače vzduchu v anodové části válcovitého dlafragmatického článku s 5 1 vodného elektrolytu, který obsahoval na 1 1 roztoku 200 gramů chloridu amonného a 10 g chloridu mědnatého.
Mezi grafitovými anodami a katodami se vedl po dobu 6 hodin prouď při hustotách produ 50 A.m”2, popřípadě 300 A.m”2.
Měď, která se usazovala u katod vo snadno odstranitelné formě, se zfiltrovala; promyla; usušila a zvážila stejným způsobem jako zbytek. Byly získány následující výsledky:
| Cu •°/o | Fe '% | Ca '% | Mg % | Pb ppm | Zn ppm | Ag PPm | |
| ruda | 2,4 | 9,0 | 7,7 | 8,9 | 160 | 160 | 7 |
| zbytek | 0,2 | 8,8 | 7,6 | 8,5 | 80 | 80 | 1 |
| produkt | 99 | 0,007 | žádný žádný | 20 | 20 | 125 | |
| Napětí článků | = 0,8 V; spotřeba | 1,1 A. | h/g Cu, | spotřebovaná | energie | 0,88 kW.h/kg | Cu. |
Výše uvedené výsledky ukazují, že bylo vylouženo a odebráno přes 90 % mědi a přes 85 % stříbra, zatímco železo, vápník a hořčík byly vylouženy pouze v malém množství. Článkové napětí 0,8 V bylo velmi nízké, a proto i náklady na proud při použití způsobu podle vynálezu jsou velmi nízké.
Z uvedeného vyplývá, že způsob podle vynálezu je vhodný ke zpracování sirníků, kysličníků a smíšených sirníkatých a kysličníkových rud, přičemž má následující výhody: velmi nízké náklady na proud, v podstatě neovlivněné přítomností sirníků železa. Umožňuje použití buď velmi jednoduchého zařízení, vhodného pro práce v malém objemu, například přímo u důlního pracoviště, nebo kontinuální postup v technickém objemu. Není nutné používat kyselinu jako při postupu s kyselinou sírovou a cementováním. Nenastává žádné znečišťování vzduchu nebo jiné znečištění a tvoří se elementární síra, kterou je možno získávat snáze než kysličník siřičitý nebo jiné vedlejší produkty, jako například síran amonný. Rovněž reagencie se nespotřebovávají ve velkém množství a při výrobě se tvoří lehce filtrovatelný zbytek.
Ve výše uvedených příkladech provedení byl použit chalkopyrit, protože je jednou z nejčastěji používaných měděných rud, přičemž je ušlechtilejší než sirníky mědi. Vzhledem k velkému množství chemicky vázaného železa je zpracování této rudy spojeno s velkými problémy. Všeobecně pak způsobem podle vynálezu mohou být jiné sirníky mědi zpracovány snáze než chalkopyrit.
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
Claims (10)
Hide Dependent
translated from
- PREDMET1. Způsob získávání mědi z rudy nebo koncentrátu obsahujícího měď a železo, popřípadě s obsahem chalkopyritu a/nebo malachitu nebo azuritu, vyznačující se tím, že se ruda nebo koncentrát ponoří do kyselého vodného elektrolytu, obsahujícího chloridové ionty v koncentraci od 20 g na 1 litr do 500 g na 1 litr a hodnota pH elektrolytu se během zpracování udržuje mezi 1,5 až 7,0, do vzniklé suspenze se intenzívně vhání jemně rozptýlený vzduch nebo jiný plyn obsahující kyslík při teplotě elektrolytu od 50 °C do 150 °C a železo, které se během zpracování uvolní, vypadne jako kysličník železitý a v případě sirníkové rudy nebo sirníkového koncentrátu se oxidovatelná sirníková síra v podstatě převede do elementární formy a měď přejde do roztoku, z něhož se vyloučí.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se hodnota pH udržuje mezi 1,5 až 7,0 nepřetržitým nebo přerušovaným přidáváním kyseliny chlorovodíkové.
- 3. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že se měď z roztoku vylučuje v elementární formě vytěsněním železem nebo elektrolytickým vylučováním.
- 4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se hodnota pH udržuje na stanovené výši tvorbou vodíkových iontů pomocí anodické oxidace vody.
- 5. Způsob podle bodu 4, vyznačující se vynalezu tím, že se ruda nebo koncentrát důkladně mísí se vzduchem nebo jiným plynem, obsahujícím kyslík v anodové části elektrochemického diafragmatického článku.
- 6. Způsob podle bodu 5, vyznačující se tím, že se míšení suspenze, vzniklé ponořením rudy nebo* koncentrátu do* kyselého* vodného elektrolytu s jemně rozptýleným vzduchem nebo plynem obsahujícím kyslík, provádí v podstatě za atmosférického tlaku a proud mezi anodou a katodou se vede tak, že uvolněné ionty vodíku udržují u anody v elektrolytu hodnotu pH mezi 1,5 a 7,0, přičemž měď vylučovaná z roztoku se vyplátuje na katodě.
- 7. Způsob podle některého z bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že se na počátku zpracování do elektrolytu přivádějí ionty mědi jako katalyzátor.
- 8. Způsob podle některého z bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že se obsah železa rozpuštěného v elektrolytu udržuje pod 5 g na 1 litr elektrolytu řízením elektrolytického oxidačního potenciálu.
- 9. Způsob podle některého z bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že se do elektrolytu zavádí pulsující proud vzduchu nebo plynu, obsahujícího kyslík.
- 10. Způsob podle některého z bodů 1 až 9, vyznačující se tím, že se proud vzduchu nebo plynu obsahujícího kyslík přivádí přes pórovitý grafit.