CS252235B1

CS252235B1 - Způsob zpětného získávání diamantů a kovových podílů z vyřazených vrtných korunek

Info

Publication number: CS252235B1
Application number: CS856847A
Authority: CS
Inventors: Jiri Petrovicky; Vaclav Hrabak
Original assignee: Jiri Petrovicky; Vaclav Hrabak
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS684785A1

Abstract

Řeší se problém zpětného získávání diamantů o velikosti nad 0,8 mm a diamantové drtě pod touto velikostí s výtěžností nad 90 % a získávání bilančních kovů, zejména wolframu a mědi v čisté formě nebo v podobě využitelných sloučenin. Vychází se z pevného kalu, získaného elektrolytickým rozkladem vrtných korunek. Z tohoto kalu se uvolní diamanty a další složky loužením v činidle, obsahujícím v 1 litru 0,5 až 2,5 mol CO^ a 2,0 až 10,0 mol amoniaku při objemovém poměru kapalina pevná fáze 5:1. Filtrací se oddělí výluh s mědí a louženec se hydraulicky třídí a gravitačně rozdruží. Jemné podíly pod 0,1 mm obsahují část wolframu a louženec o velikosti zrna nad 0,1 mm se magneticky rozdruží na další wolframový koncentrát a na nemagnetický podíl, obsahující diamanty. Tento diamantový koncentrát se pak přečistí ve směsi kyseliny dusičné a chlorovodíkové v poměru 3:1, případně ve směsi kyseliny dusičné s 1 % kyseliny fosforečné. Při loužení a při přečištování lze k urychlení procesu používčit účinku ultrazvuku.

Description

Vynález se týká způsobu zpětného získání diamantů a kovových podílů z vyřazených korunek, kteréžto korunky byly předem elektrolyticky rozloženy v 3% hmot. vodném roztoku chloridu sodného a ze vzniklého rmutu byl odfiltrováním získán pevný kal. Jako kovové podíly přicházejí v úvahu zejména wolfram a měč.

Až dosud se vyřazené vrtné korunky zpracovávají s cílem, získat zpět jejich cenné složky tím způsobem, že se provede jejich elektrolytický rozklad v 3% hmot. roztoku vodném roztoku chloridu sodného. Vzniklý rmut se po té třídí na sítě 0,5 mm a třída pod 0,5 mm v podobě kalu, obsahujícího diamantovou drň a některé kovy, zejména měů, wolfram, kobalt a železo, se skladují, protože pro jejich zpracování není vhodné technologie. Třída nad 0,5 mm se suší a šetrně drtí násilným protlačováním sítem 0,5 mm. Z nadsítného podílu se vybírají diamanty pinzetou. Podsítné se spolu s malým množstvím nadsítného po vybrání diamantů spojí a rovněž skladuje. Tím, že se diamantová drň nezpracovává a měŮ a wolfram neregenerují, dochází k značným ztrátám cenných surovin.

Technickým problémem, který řeší přítomný vynález, je zpětné získání diamantů o velikosti nad 0,8 mm a diamantové drtě pod touto velikostí s výtěžností nad 90 %, dále získání bilančních kovů v čisté formě, nebo v podobě využitelných sloučenin a konečně získání průmyslového odpadu, který by bylo možno likvidovat bez dodatečných nákladných úprav.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a zmíněný technický problém řeší způsob zpětného získávání diamantů a kovovývh podílů z vyřazených vrtných korunek, ze kterých byl elektrolytickým rozkladem v 3% hmot. vodném roztoku chloridu sodného připraven rmut a jeho odfiltrováním získán pevný kal. Jeho podstata spočívá podle vynálezu v tom, že se zmíněný výchozí pevný kal k rozmělnění hmoty a k uvolnění jeho složek, zejména diamantů, nejprve louží v čpavkovém loužicím činidle, obsahujícím v 1 litru 0,5 až 2,5 mol kysličníku uhličitého CO2 a 2,0 aŽ 10,0 10,0 mol amoniaku NH^ při objemovém poměru kapalina : pevná fáze 5:1, načež se filtrací oddělí výluh s obsahem mědi a ze získaného loužence se kombinací hydraulického třídění a gravitačního rozdružování oddělí jemné podíly pod 0,1 mm s částí wolframu a takto upravený louženec o velikosti zrna nad 0,1 mm se za mokra magneticky rozdruží na další wolframový koncentrát, případně kovový šrot a na nemagnetický podíl, tvořící diamantový koncentrát. Tento koncentrát se přečistí ve směsi 30 % hmot. kyseliny dusičné a konc. kyseliny chlorovodíkové v objemovém poměru 3:1 a tím se získají diamanty a roztok s obsahem wolframu.

K zmíněnému přečištění diamantů lze rovněž použít směsi 30 % hmot. kyseliny dusičné „o s přísadou kyseliny fosforečné H^PO^ o měrné hmotnosti 1,69 g.cm v objemovém poměru 99:1 při poměru kapalina : pevná fáze 5 až 8:1. Rovněž podle vynálezu pří loužení pevného kalu a při přečišňování diamantového koncentrátu se k urychlení rozpouštěcího účinku použije ultrazvuku.

Způsobem podle vynálezu se regenerují diamanty s výtěžností minimálně 90 % a odstraňuje se neefektivní práce s vyloučením subjektivního činitele při dosavadním ručním vybírání diamantů obsažených ve rmutu po elektrolytickém rozkladu vrtných korunek. Současně se jako další bilanční prvky získává měá a wolfram s výtěžností minimálně 90 %. Množství konečného odpadu a jeho finanční hodnota se snižují na minimum. Na připojeném výkrese je znázorněno blokové schéma způsobu podle vynálezu.

Jako výchozí surovina se použije rmut vzniklý po známém zpracování vyřazených vrtných korunek elektrolytickým rozkladem v 3 % hmot. vodném roztoku chloridu sodného. Z tohoto rmutu se podle vynálezu na Iilr.ru, nejlépe na nuči, odstraní kapalná fáze a pevný kal 1_ se vyjme vodou od chloridu od chloridu sodného. Tento kal _1 se poté přemístí do agitátoru 2. kam se současně vpustí roztok 30 kg kyselého uhličitanu amonného NH^HCO^ a 55 1 26% hmot. čpavkové vody počítáno na 100 kg pevných látek v kalu _1. Za intenzivního míchání a provzdušňování se provede během 6 až .12 hodin odloužení mědi, čímž se současně uvolní diamantové zrno uzavřené v zrnech rmutu. Urychlení této operace je možno provést zabudováním ultrazvukového generátoru 14. Po ukončení loužení se filtrací 2 ^na nuči, případně kalolisu, oddělí výluh 4 s obsahem mědi od loužence 5.

Výluh _4 se zpracuje na koncentrát mědi oddestilováním čpavku vodní parou. Odfiltrovaný a vodou promytý louženec 5. je nutno zbavit jemných podílů pod 0,1 mm, např. v prolévce Takto získaný jemný podíl z prolévky 6_ se po zahuštění sedimentací, případně za použití známých flokulačních činidel, přefiltruje na nuči 7_ a tento odfiltrovaný materiál je částí wolframového koncentrátu. Louženec J3, zbavený jemných podílů, se pak roztřídí na mokrém magnetickém rozdružovači 2· Získaný magnetický podíl 10 se podle obsahu wolframu bud přidá k výše zmíněnému wolframovému koncentrátu nebo využije jako železný šrot. Nemagnetický podíl 11 představuje diamantový koncentrát a přečistí se směsí 30 % hmot. kyseliny dusičné a konc. kyseliny chlorovodíkové v poměru 3:1 ve skleněné nádobě 12 umístěné z bezpečnostních důvodů v ocelovém obalu.

Při čištění vzniklý kysličník wolframový WO^ se P° iltrování rozpustí ve čpavku a vzniklý roztok se může přidat k wolframovému koncentrátu, nerozpuštěny zůstávají jako konečný produkt 13 čisté diamanty. K přečíslování je možno použít rovněž směsi 30 % hmot. kyseliny _ 3 dusičné s 1 % hmot. kyseliny fosforečné H^PO^ o měrné hmotnosti 1,69 g.cm . Za tepla přitom dochází k rozpuštění wolframu ve formě kyseliny wolframofosforečné ^H3^PWi2°4q· ^Po oddělení diamantů filtrací a jejich dočištění v kyselině chlorovodíkové se wolfram vytřepe do tributylfosfátu a po reextrakci do roztoku hydroxidu sodného NaOH se vysráž^-' opět jako kysličník wolframový WO^· Také při uvedeném přečištování diamantů je možno použít ultrazvuku z generátoru 14 k urychlení tohoto procesu. Zbylé kyseliny po přečišřování se neutralizují a likvidují v čistírně odpadních vod.

Příklad

Rmut z elektrolytické destrukce upotřebených vrtných korunek, obsahující 1 000 g pevných

II látek byl filtrován na Buchnerově nálevce a promyt vodou od okludovaného chloridu sodného.

Vlhký filtráční koláč obsahující 25 % H_oO byl přemístěn do sklenene kádinky o obsahu 5 000 cm

3 kam bylo současně napuštěno 2 500 cm loužicího roztoku obsahujícího 300 g NH^HCO^ a 550 cm 26 % hmot. čpavkové vody. Kádinka byla umístěna do vodní lázně ultrazvukového generátoru a reakční směs byla při loužení míchána vertikálním vrtulkovým míchadlem. Do reakční směs byl vháněn skleněnou trubičkou vzduch v množství 250 cín .min pro zajištění oxidace Cu —Cu⁺⁺, nutné pro průběh autokatalytické reakce. Po osmi hodinách byla veškerá měd odloužena a převedena do roztoku jako tetraamouhličitan mědnatý. Reakční směs byla pak přefiltrována

II opět přes Buchnerovou nálevku a filtrační koláč byl promyt vodou. Z filtrátu byl oddestilován čpavek vodní parou, čímž došlo k rozkladu ammokomplexu mědi na zásaditý uhličitan mědnatý (malachit), který byl odfiltrován na Buchnerově nálevce a usušen při 90 °C jako koncentrát mědi. Odfiltrovaný pevný podíl po odloužení mědi byl zbaven jemných podílů pod 0,.l mm plavením v laboratorním plavícím zařízení podle Kopeckého a rozdružen na laboratorním splavu. Podíl pod 0,1 mm bylpo flokulaci pomocí dextrinu odfiltrován a usušen při 90 °C jako wolframový koncentrát.

Frakce nad 0,1 mm z plavení byla rozdružena na mokrém laboratorním magnetickém separátorů typu Salla. Magnetický produkt byl po odvodnění filtrací na Buchnerově nálevce připojen k wolframovému koncentrátu. Nemagnetický produkt, který tvořil byl čištěn chemicky: první část diamantového koncentrátu byla loužena ve směsi kyselin dusičné HNO^ 30 % hmot. a chlorovodíkové HCl konc. v objemovém poměru 3:1 při kapalina K:pevná váze P = 8:1. Po dvouhodinovém zahřívání na teplotu 80 až 90 °C byla fáze slita a k diamantům ke konečnému dočištění byla přidána konc. HCl K:P opět 8:1 a při zahřívání jednu hodinu na teplotu 70 až 80 °C.

Po slití kyseliny a jejím připojení ke směsi kyselin uvedených dříve, byly diamanty promyty důkladně destilovanou vodou, etanolem a vysušeny při 80 °C. Ze směsi kyselin byl odfiltrován kysličník wolframový W0'₃ a připojen k W-koncentrátu. V jednom případě byl WO^ od odfiltrovaných diamantů oddělen rozpouštěním ve čpavkové vodě. Odpadní kyseliny byly likvidovány neutralizací.

Druhá část diamantového koncentrátu byla loužena ve směsi kyselin HNO^ 30% hmot. a 1 % obj. H^PO^ (h = 1,69) při K:P - 5:1 a při teplotě do 100 °C po dobu 3 hodiny. Odfiltrované diamanty byly opět dočištěny loužením v HCl konc. za podmínek uvedených u prvé části. Po odfiltrování diamantů přes skleněnou porézní fritu S2 byla směs kyselin s rozpuštěným železem a wolframem ve formě ^H3^pwi2°40 ^zP^rac0V^^na extrakcí fosfowolframové kyseliny do 25 % obj. roztoku tributylfosfátu v leteckém petroleji při poměru fází organická;voda = 8:1. Po reextrakci W do vodného 10% hmot. roztoku NaOH při poměru fází organická svodná - 1:1, byl z vodné fáze vyloučen WO^ okyselením pomocí HNO^ na pH 1. Přefiltrovaný a důkladně promytý WO^ byl po vysušení připojen k W koncentrátu. Kyselinové zbytky byly likvidovány opět neutralizací. Materiálová bilance byla tato;

% hmot.

Vstupní rmut po elektrolýze 100,0

Med v konventrátu 15,0

Wolfram v koncentrátu 16,6

Doprovodné nebilanční složky (železo, uhlík, kobalt atd.) 67,1

Diamanty 1,3

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob zpětného získávání diamantů a kovových podílů z vyřazených vrtných korunek, ze kterých byl elektrolytickým rozkladem v 3% hmot. vodném roztoku chloridu sodného připraven rmut a jeho odfiltrování získán pevný kal, vyznačující se tím, že se nejprve v tomto výchozím pevném kalu uvolní diamantová zrna loužením ve čpavkovém loužicím činidle, obsahujícím v 1 litru 0,5 až 2,5 mol kysličníku uhličitého CO^ a 2,0 až 10,0 mol amoniaku NH^ při objemovém poměru kapalina:pevná fáze 5:1, načež se filtrací oddělí výluh s obsahem mědi a ze získaného loužence se kombinací hydraulického třídění a gravitačního rozdružování oddělí jemné podíly pod 0,1 mm s částí wolframu a takto upravený louženec o velikosti zrna+0,1 mm sé· za mokra magneticky rozdruží na další wolframový koncentrát, případně kovový šrot a na nemagnetický podíl, tvořící diamantový koncentrát.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se diamantový koncentrát přečistí ve směsi 30% hmot. kyseliny dusičné a konc. kyseliny chlorovodíkové v objemovém poměru 3:1 k získání diamantů a roztoku ε obsahem wolframu.
3. Způsob podle bodů 1, vyznačující se tím, že k přečištění se použije směsi 30% hmot. kyseliny dusičné s přísadou kyseliny fosforečné H^PO^ o měrné hmotnosti 1,69 g.cm v objemovém poměru 99:1 při poměru kapalina:pevná fáze 8 až 5:1.
4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že při loužení pevného kalu a pří přečíslování diamantového koncentrátu se k urychlení rozpouštěcího účinku použije ultrazvuku.

1 výkres