RU2117059C1

RU2117059C1 - Method for processing copper-containing slags

Info

Publication number: RU2117059C1
Application number: RU97104662A
Authority: RU
Inventors: В.А. Богданов; А.А. Таланов; В.Л. Киверин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод"
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-03-25
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: metallurgy; processing of oxidized materials containing heavy nonferrous metals. SUBSTANCE: method for processing copper-containing slags allows their separation into valuable components by treatment of slag pump with hydrochloric acid up to pH 5.5-6.5 and subsequent filtration. Introduction of acid into pulp males it possible to obtain from slag valuable products and to exclude formation of wastes. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности меди, и может быть использовано для переработки окисленных материалов, содержащих тяжелые цветные металлы. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy, in particular copper, and can be used for the processing of oxidized materials containing heavy non-ferrous metals.

При получении меднокальциевого сплава электролизом хлорида кальция образуются донные шлаки, содержащие медь. Для обеспечения нормальной работы ванны шлак периодически удаляют, что приводит к интенсивному взаимодействию с кислородом воздуха. Таким образом возникают отходы, содержащие графит, оксид кальция, железо и до 30% оксида меди. Upon receipt of the copper-calcium alloy by electrolysis of calcium chloride, bottom slags are formed containing copper. To ensure the normal operation of the bath, the slag is periodically removed, which leads to intensive interaction with atmospheric oxygen. Thus, waste products containing graphite, calcium oxide, iron and up to 30% copper oxide arise.

В настоящее время используют различные способы переработки шлаков, содержащих медь. Однако известные способы восстановительной плавки, при которых происходит взаимодействие оксидов меди с углеродом или окисью углерода [1], не пригодны для указанного продукта. Это связано с наличием в шлаке оксида кальция, который не восстанавливается углеродом (до 1800^oC) и имеет высокую температуру плавления. Таким образом, получение слитка меди таким способом возможно лишь при температуре более 2000^oC.Currently, various methods of processing slag containing copper are used. However, the known methods of reducing smelting, in which the interaction of copper oxides with carbon or carbon monoxide occurs [1], are not suitable for the specified product. This is due to the presence in the slag of calcium oxide, which is not reduced by carbon (up to 1800 ^o C) and has a high melting point. Thus, obtaining a copper ingot in this way is possible only at a temperature of more than 2000 ^o C.

Известный способ переработки шлаков, содержащих медь, путем сернокислотного выщелачивания с последующим электровыделением катодной меди из сульфатных растворов [2] также непригоден из-за образования гипса на поверхности частиц шлака. A known method of processing slag containing copper by sulfuric acid leaching, followed by electric separation of cathode copper from sulfate solutions [2] is also unsuitable due to the formation of gypsum on the surface of the slag particles.

Известен также электролитический способ извлечения меди из гидроксидных шлаков в электролите, содержащем хлорид натрия [3]. Недостатком здесь является получение рыхлого осадка. И, если шлак содержит до 20% гидроксида щелочноземельного металла, то полученная медь оказывается низкого качества по примесям. Also known is an electrolytic method for the extraction of copper from hydroxide slag in an electrolyte containing sodium chloride [3]. The disadvantage here is the receipt of loose sediment. And, if the slag contains up to 20% hydroxide of an alkaline earth metal, the resulting copper is of low quality impurities.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ вскрытия отвальных медно-никелевых шлаков [4]. По данному способу в предварительно нагретую до 55 - 90^oC 15 - 20%-ную соляную кислоту загружают шлаки и после выдержки проводят фильтрацию. Недостатками данного способа являются большой расход кислоты, необходимость подогрева раствора, использование дорогостоящей кислотостойкой аппаратуры и отсутствие промышленного опробования данной технологии (масса загрузки не более 50 г).The closest technical solution to the invention is a method for opening dump copper-nickel slag [4]. According to this method, slags are loaded into preheated to 55 - 90 ^o C 15 - 20% hydrochloric acid and, after exposure, filtering is carried out. The disadvantages of this method are the high consumption of acid, the need to heat the solution, the use of expensive acid-resistant equipment and the lack of industrial testing of this technology (load weight not more than 50 g).

Цель изобретения - снижение расхода кислоты и энергозатрат, а также упрощение аппаратурного оформления для проведения процесса в промышленном масштабе. The purpose of the invention is to reduce acid consumption and energy consumption, as well as simplifying the hardware design for carrying out the process on an industrial scale.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа вскрытия отвальных медно-никелевых шлаков, включающего обработку их раствором соляной кислоты с последующей фильтрацией, по заявляемому способу вначале готовят шлаковую пульпу и затем в нее вводят кислоту до заданного значения pH (5,5 - 6,5) раствора. This goal is achieved in that, in contrast to the known method of opening dump copper-nickel slags, including treating them with hydrochloric acid solution followed by filtration, according to the claimed method, slag pulp is first prepared and then acid is introduced into it to a predetermined pH value (5.5 - 6.5) solution.

Тонкодисперсные частицы пульпы, имея развитую поверхность, позволяют проводить процесс при комнатной температуре. Finely dispersed pulp particles, having a developed surface, allow the process to be carried out at room temperature.

При введении соляной кислоты в пульпу процесс перевода тугоплавкого оксида кальция в раствор хлорида протекает в нейтральной среде. Это позволяет избежать использования кислотостойких материалов и упрощает аппаратурное оформление процесса. When hydrochloric acid is introduced into the pulp, the process of transferring refractory calcium oxide to a chloride solution proceeds in a neutral environment. This avoids the use of acid-resistant materials and simplifies the hardware design of the process.

Полученный раствор хлорида кальция после упаривания и сушки пригоден для электролиза. The resulting solution of calcium chloride after evaporation and drying is suitable for electrolysis.

Полученный после фильтрации остаток представляет собой смесь графита, железа и оксида меди и является готовой шихтой для восстановления плавки известными способами. The residue obtained after filtration is a mixture of graphite, iron and copper oxide and is a ready-made charge for the recovery of smelting by known methods.

В целом введение кислоты в пульпу позволяет получить из шлака ценные продукты и исключает образование отходов. В аналогах для этих целей используется выщелачивание, приводящее к повышенному образованию отходов. In general, the introduction of acid into the pulp allows one to obtain valuable products from slag and eliminates the formation of waste. In analogs, leaching is used for these purposes, leading to increased waste generation.

В проанализированных источниках - патентной и технической литературе - технических решений, обладающих совокупностью всех существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено. In the analyzed sources - patent and technical literature - technical solutions that have the totality of all the essential features of the claimed invention are not identified.

В реактор (материал Ст.3) загрузили 150 кг шлака и залили воду. Соотношение Т:Ж = 3:1. При включенной мешалке вводили 15 - 20%-ный раствор соляной кислоты со скоростью 15 - 20 л/мин. По достижении pH пульпы 5,5 введение кислоты прекращали и делали выдержку в течение 30 мин. За это время pH пульпы поднималась до 6,5. Далее жидкую фазу отделяли от твердой с помощью фильтрации на нутч-фильтре. Полученный товарный раствор хлорида кальция имел концентрацию 400 г/л. Состав твердой фазы до и после обработки кислотой представлен в таблице. 150 kg of slag were charged into the reactor (material St.3) and water was poured. The ratio of T: W = 3: 1. With the stirrer turned on, a 15–20% hydrochloric acid solution was introduced at a rate of 15–20 l / min. When the pH of the pulp reached 5.5, the administration of acid was stopped and exposure was performed for 30 minutes. During this time, the pulp pH rose to 6.5. Next, the liquid phase was separated from the solid by filtration on a suction filter. The resulting commercial solution of calcium chloride had a concentration of 400 g / L. The composition of the solid phase before and after acid treatment is presented in the table.

Из данных таблицы следует, что после обработки шлака кислотой удаляется тугоплавкий оксид кальция. Оставшийся (2%) кальций находится в виде хлорида (температура плавления T_пл 782^oC, который не препятствует проведению плавки. Таким образом, полученный продукт годится для восстановительной плавки, применяемой для окисленных или обожженных сульфидных медных руд [1].From the data of the table it follows that after processing the slag with acid, refractory calcium oxide is removed. The remaining (2%) calcium is in the form of chloride (melting point T _pl 782 ^o C, which does not interfere with the smelting. Thus, the resulting product is suitable for reductive smelting used for oxidized or calcined sulfide copper ores [1].

Список литературы
1. Шахов Г.А. Металлургия меди. -М.: 1937.Bibliography
1. Shakhov G.A. Copper metallurgy. -M .: 1937.

2. Патент РФ N 2037542 CI. 2. RF patent N 2037542 CI.

3. Патент РФ N 2044079 Cl. 3. RF patent N 2044079 Cl.

4. Авторское свидетельство СССР N 1171549 A. 4. Copyright certificate of the USSR N 1171549 A.

Claims

1. A method of processing copper-containing slag, including processing it with a solution of hydrochloric acid and filtering the resulting pulp, characterized in that before processing the slag with a solution of hydrochloric acid, an aqueous slag pulp is prepared, and the treatment with a solution of hydrochloric acid is carried out to a predetermined pH of the pulp of 5.5 to 6.5 .