PL210331B1 - Sposób odzyskiwania metali nieżelaznych z przemysłowych odpadów hutnictwa miedzi - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania metali nieżelaznych z przemysłowych odpadów hutnictwa miedzi, zwłaszcza sposób odzyskiwania ołowiu, cynku i renu.

Znany sposób odzyskiwania metali, przede wszystkim ołowiu, z surowców ołowionośnych w postaci pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego i pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym, polegającym na tym, że obydwa rodzaje pyłów miesza się ze szlamami z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu szybowym. Do otrzymanej mieszaniny surowców ołowionośnych wprowadza się dodatki technologiczne w postaci koksiku albo żelaza metalicznego, albo obydwa rodzaje dodatków technologicznych. Mieszaninę surowców ołowionośnych i dodatków technologicznych wsaduje się do nagrzanego obrotowego pieca wahadłowego, w ilości odpowiadającej jego pojemności użytecznej, uruchamia pełne obroty pieca i prowadzi się proces topienia. W chwili pojawienia się w otworze załadunkowym płynnego ołowiu, zamienia się ruch obrotowy pieca na ruch wahadłowy. Kontynuuje się ogrzewanie zawartości pieca do całkowitego stopienia wsadu i uzyskania ołowiu surowego oraz żużla.

W czasie trwania procesu pyły zawarte w gazach spalinowych wychwytywane są przez filtry tkaninowe odpylni. Wychwycone pyły zawierają 30-45% Pb, 8-16% Zn, 2-6% As, 5-15% Cl, 8-15% S,

6-15% Na+K, 0,004-0,008% Re. Ze względu na bardzo wysoką zawartość związków chloru i metali alkalicznych, ponowne wprowadzenie pyłów jako surowca ołowionośnego do mieszaniny wsadowej pieca obrotowo-wahadłowego wpływa niekorzystnie na parametry i wskaźniki technologiczne procesu topienia, powoduje pogorszenie jakości żużla wykorzystywanego jako dodatek technologiczny w procesach przetwarzania odpadów metali nieżelaznych w hutnictwie miedzi i pogorszenie jakości pyłów wychwytywanych w procesie, obniżenie żywotności wymurówki ogniotrwałej pieca i urządzeń instalacji odpylającej. Zawracanie wychwyconych pyłów do mieszaniny wsadowej pieca obrotowo-wahadłowego przyczynia się ponadto do przechodzenia zawartego w nich cynku i renu do żużla, z którym są bezpowrotnie tracone. Z poważnych powodów pyły wychwycone podczas przetwarzania w piecu obrotowo-wahadłowym mieszaniny pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego, pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym i szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu szybowym, nie nadają się do wykorzystania jako samodzielny materiał wsadowy ani jako dodatek do mieszanin w znanych procesach pirometalurgicznych i hydrometalurgicznych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 208719 sposób odzyskiwania renu w postaci renianu (VII) amonu z kwaśnych roztworów zawierających ren, zwłaszcza z kwasów płuczących gazy z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu zawiesinowym i z kwasów płuczących gazy z procesu świeżenia kamienia miedziowego w konwertorach, które poddaje się procesom sorpcji i elucji w kolumnach jonowymiennych na złożu anionitu. Eluat zatęża się, filtruje i schładza. Uzyskany surowy renian (VII) amonu oczyszcza się przez rekrystalizację i krystalizuje się. Otrzymuje się czysty renian (VII) amonu, który stanowi produkt handlowy. Pyły cynkonośne, powstające w procesach hutnictwa miedzi, wykorzystuje się bezpośrednio do produkcji chlorku cynku, i nie stanowią one surowca do odzyskiwania cynku w piecach obrotowo-wahadłowych.

Celem wynalazku jest poprawienie efektywności odzyskiwania metali nieżelaznych z przemysłowych odpadów hutnictwa miedzi.

Sposób odzyskiwania metali nieżelaznych z przemysłowych odpadów hutnictwa miedzi, w którym kwaśne roztwory zawierające ren poddaje się sorpcji i elucji w kolumnach jonowymiennych na złożu anionitu, otrzymany eluat zatęża się, filtruje i schładza, uzyskany surowy renian (VII) amonu oczyszcza się przez rekrystalizację i krystalizuje, według wynalazku charakteryzuje się tym, że pyły wychwycone w procesie odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z mieszaniny pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego, pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym i szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu szybowym, dodaje się porcjami do wyposażonego w mieszadło ługownika wypełnionego wodą o temperaturze 23-35°C, ciągle mieszając, przy czym 1 część wagową pyłów dodaje się na 2-4 części wagowe wody do tak otrzymanej zawiesiny pyłowo-wodnej, do strefy pod mieszadłem, przez cały czas trwania operacji wprowadza się czynnik utleniający w postaci powietrza pod ciśnieniem 30-50 kPa. Równocześnie zawiesinę pyłowo-wodną zakwasza się do pH 3-5, korzystnie do pH 3,5-4,5, podgrzewa się do temperatury 40-60°C i prowadzi się operację ługowania, następnie zawartość ługownika filtruje się, a oddzielony od roztworu pofiltracyjnego osad w postaci koncenPL 210 331 B1 tratu ołowionośnego wyprowadza się z procesu, zaś roztwór pofiltracyjny kieruje się do następnego, również wyposażonego w mieszadło ługownika i miesza się z jednoczesnym wprowadzaniem powietrza jako czynnika utleniającego do strefy pod mieszadłem. Powietrze wprowadza się pod ciśnieniem 30-50 kPa i równocześnie dodaje węglan sodu do chwili uzyskania pH roztworu w ługowniku o wartości 7,5-9,5, po czym zawartość ługownika filtruje się, a otrzymany osad w postaci koncentratu cynkonośnego wyprowadza się z procesu. Roztwór pofiltracyjny o pH 7,5-9,5 po sorpcji i elucji w kolumnach jonowymiennych na złożu anionitu poddaje się znanemu procesowi oczyszczania surowego renianu (VII) amonu. Korzystnie, zawiesinę pyłowo-wodną zakwasza się kwasem siarkowym. Korzystnie, operację filtrowania prowadzi się w prasie filtracyjnej.

Wynalazek został objaśniony w poniższym przykładzie wykonania.

Ługownik o pojemności użytecznej 24 m³, zaopatrzony w mieszadło z kanałem wykonanym wzdłuż osi wału, napełnia się wodą o temperaturze 30°C w ilości 18 m³. Wodę miesza się i dodaje się porcjami o wielkości 0,3 Mg pyły wychwycone w procesie odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z mieszaniny pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego, pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu eklektycznym i szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu szybowym, zawierające 32,5% Pb, 12,8% Zn, 4,1% As, 10,3% Cl, 11,5% S, 12,1% Na+K, 0,006% Re, w ilości 6,0 Mg wagi suchej, cały czas mieszając. Do otrzymanej zawiesiny pyłowo-wodnej, do strefy pod mieszadłem, przez cały czas trwania operacji wprowadza się powietrze pod ciśnieniem 40 kPa, równocześnie dodaje się porcjami kwas siarkowy i podgrzewa się zawartość ługownika do temperatury 50°C. Kontroluje się odczyn chemiczny zawiesiny i po ustabilizowaniu pH na poziomie 3,5 kończy się operację ługowania. Zawartość ługownika mieszając kieruje się do prasy filtracyjnej i poddaje filtrowaniu. Otrzymuje się 5,272 Mg osadu o wilgotności 23,1%, który stanowi koncentrat oł owionoś ny zawierający 48,1% Pb w postaci siarczku ołowiu i siarczanu ołowiu, 1,8% Zn, 5,9% As, 2,6% Cl, 7,4% S. Osad wyprowadza się z procesu. Roztwór pofiltracyjny o pH 3,5 w ilości 16,8 m³ zawiera 0,05 g/dm³ Pb, 42,50 g/dm³ Zn, 0,60 g/dm³ As,

69,60 g/dm³ S występującej w postaci jonów siarczanowych SO4^2-, 0,018 g/dm³ Re. Roztwór pofiltra₃ cyjny kieruje się do następnego ługownika o pojemności użytecznej 24 m³, wyposażonego w mieszadło z kanałem wykonanym wzdłuż osi wału. Roztwór w sposób ciągły miesza się i do strefy pod mieszadłem, przez cały czas trwania operacji, wprowadza się powietrze pod ciśnieniem 40 kPa, jednocześnie dodaje się węglan sodu do uzyskania pH roztworu w ługowniku na poziomie 8,5. Zawartość reaktora kieruje się do prasy filtracyjnej i poddaje filtrowaniu. Otrzymuje się 1,711 Mg osadu o wilgotności 21,0%, który stanowi koncentrat cynkonośny zawierający 50,60% Zn w postaci wodorowęglanu cynku, 0,035% Pb, 0,050% As, 1,90% Cl, 2,10% S. Osad wyprowadza się z procesu. Otrzymuje się również 17,9 m³ roztworu pofiltracyjnego o pH 8,5 zawierającego 0,05 g/dm³ Pb, 0,60 g/dm³ Zn, 0,003 g/dm³ As, 27,20 g/dm³ Cl, 0,015 g/dm³ Re, 60,70 g/dm³ SO4^2- występującego w postaci siarczanu sodu i siarczanu potasu. Roztwór pofiltracyjny kieruje się do zestawu kolumn jonowymiennych, w których prowadzi się procesy sorpcji i elucji. Otrzymany eluat zatęża się, filtruje i schładza. Uzyskany surowy renian (VII) amonu oczyszcza się przez rekrystalizację i krystalizuje. Otrzymuje się 0,00037 Mg czystego renianu (VII) amonu, zawierającego 69,4% Re. Roztwór wypływający w trakcie procesu sorpcji, zawierający poniżej 0,005 g/dm³ renu, stanowiący odpad, kieruje się do oczyszczalni ścieków przemysłowych.

Uzysk ołowiu zawartego w koncentracie ołowionośnym wynosi 99,9%.

Uzysk cynku zawartego w koncentracie cynkonośnym wynosi 89,1%.

Uzysk renu zawartego w renianie (VII) amonu wynosi 71,1%.

Claims (3)

1. Sposób odzyskiwania metali nieżelaznych z przemysłowych odpadów hutnictwa miedzi, w którym kwaś ne roztwory zawierają ce ren poddaje się sorpcji i elucji w kolumnach jonowymiennych na złożu anionitu, otrzymany eluat zatęża się, filtruje i schładza, uzyskany surowy renian (VII) amonu oczyszcza się przez rekrystalizację i krystalizuje, znamienny tym, że pyły wychwycone w procesie odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z mieszaniny pyłów konwertorowych z procesu świeżenia kamienia miedziowego, pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym i szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu szybowym, dodaje się porcjami do wyposażonego w mieszadło ługownika wypełnionego wodą o temperaturze 23-35°C, ciągle mieszając, przy czym 1 część wagową pyłów dodaje się na 2-4 części wa4

PL 210 331 B1 gowe wody, i do tak otrzymanej zawiesiny pyłowo-wodnej, do strefy pod mieszadłem, przez cały czas trwania operacji wprowadza się czynnik utleniający w postaci powietrza pod ciśnieniem 30-50 kPa i równocześ nie zawiesinę pył owo-wodną zakwasza się do pH 3-5, korzystnie do pH 3,5-4,5, podgrzewa się do temperatury 40-60°C i prowadzi się operację ługowania, następnie zawartość ługownika filtruje się, a oddzielony od roztworu pofiltracyjnego osad w postaci koncentratu ołowionośnego wyprowadza się z procesu, zaś roztwór pofiltracyjny kieruje się do następnego, również wyposażonego w mieszadło ługownika i miesza się z jednoczesnym wprowadzaniem powietrza jako czynnika utleniającego do strefy pod mieszadłem, przy czym powietrze wprowadza się pod ciśnieniem 30-50 kPa i równocześnie dodaje wę glan sodu do chwili uzyskania pH roztworu w ł ugowniku o wartoś ci 7,5-9,5, po czym zawartość ługownika filtruje się, a otrzymany osad w postaci koncentratu cynkonośnego wyprowadza się z procesu, natomiast roztwór pofiltracyjny o pH 7,5-9,5 po sorpcji i elucji w kolumnach jonowymiennych na złożu anionitu poddaje się znanemu procesowi oczyszczania surowego renianu (VII) amonu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę pyłowo-wodną zakwasza się kwasem siarkowym.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że operację filtrowania prowadzi się w prasie filtracyjnej.