RU2205884C1 - Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья - Google Patents
Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2205884C1 RU2205884C1 RU2001132225/02A RU2001132225A RU2205884C1 RU 2205884 C1 RU2205884 C1 RU 2205884C1 RU 2001132225/02 A RU2001132225/02 A RU 2001132225/02A RU 2001132225 A RU2001132225 A RU 2001132225A RU 2205884 C1 RU2205884 C1 RU 2205884C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- adsorbent
- carbon adsorbent
- carbon
- processing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки отходов промышленного производства и может быть использовано для пирометаллургического получения меди. Сущность изобретения заключается в том, что в способе пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья с использованием твердого углеродсодержащего восстановителя в качестве указанных компонентов используют медьсодержащий угольный адсорбент - отход производства синтетического каучука, получаемый после очистки угольным адсорбентом медно-аммиачных растворов от тяжелых олигомеров. Указанный отход может быть также использован в смеси с первичным медьсодержащим сырьем - стандартно подготовленной шихтой для плавки в шахтной печи, печи Ванюкова или отражательной печи. В способе используют стандартные технологические режимы плавки, а медьсодержащий угольный адсорбент берут в количестве 0,01-5% от веса шихты. Способ исключает привлечение дополнительных реагентов, например кокса, т.к. отход содержит углерод в количестве, превышающем стехиометрически необходимое. Переработка отвального медьсодержащего адсорбента позволяет эффективно удалить соединения меди с полигонов, где производится его хранение, и получать дополнительный продукт - металлическую медь. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области переработки отходов промышленного производства и может быть использовано для пирометаллургического получения меди.
Медьсодержащий угольный адсорбент - активированный уголь АГ-3 является отходом производства заводов синтетического каучука, где он используется для очистки медно-аммиачных растворов от тяжелых олигомеров. Отработанный адсорбент, содержащий от 9 до 17% меди, направляется на полигон, где происходит его накопление и хранение.
В процессе хранения медь переходит в форму гидроксида, который достаточно легко вымывается из угля паводковыми водами и дождевыми потоками, вызывая загрязнение почвы и водоемов рек ионами меди - одними из самых вредных для здоровья человека. Переработка медьсодержащего угля и полная ликвидация отвалов позволит резко улучшить экологическую ситуацию в регионе складирования медьсодержащего угольного адсорбента, а в случае утилизации этого отхода получить дополнительное количество металлической меди.
Существует способ извлечения меди пирометаллургическим методом из отхода производства (патент РФ 2116366, МПК 6 С 22 В 15/00), по которому медьсодержащий материал плавится и в зону плавки вводятся раскислители и рафинирующие материалы. Производится восстановление меди отходом промышленности - анодным осадком, содержащим алюминий, кремний, железо, которые и восстанавливают медь до металлической. Несмотря на то, что в данном способе используются два вида отходов, этот способ имеет тот недостаток, что увеличивает общую массу отходов на медеплавильном заводе, так как алюминий, железо и кремний будут переходить в шлак при выплавке меди в виде химических соединений.
Наиболее близким к заявляемому является способ непрерывной переработки смешанного медьсодержащего сырья (патент РФ 2081195, МПК 6 С 22 В 15/00), в котором смешанное медьсодержащее сырье шихтуют с твердым углеродсодержащим восстановителем при расходе углерода не менее 1,2 от стехиометрически необходимого, добавляют кальциевый флюс до отношения суммы оксидов кальция, натрия и калия к диоксиду кремния не менее 1:2. Шихту прокаливают при температуре 800-1100oС с последующим расплавлением полученного огарка. К недостаткам этого способа следует отнести потребность в дополнительных материалах для осуществления выплавки меди из медьсодержащего сырья, а именно углеродсодержащий материал, кальциевый флюс.
Задачей изобретения является разработка способа пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья без привлечения дополнительных реагентов путем утилизации отхода производства синтетического каучука - медьсодержащего угольного адсорбента, получаемого при очистке медно-аммиачных растворов от тяжелых олигомеров угольным адсорбентом.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья с использованием твердого углеродсодержащего восстановителя в качестве указанных компонентов используют медьсодержащий угольный адсорбент - отход производства синтетического каучука, получаемый после очистки медно-аммиачных растворов от тяжелых олигомеров угольным сорбентом.
Для достижения данного результата экспериментально было установлено, что при температурах, равных 1100oС и выше, происходит химическая реакция между активированным углем, который является адсорбентом, и соединением меди, которое находится на частицах угля. Эта реакция сопровождается выделением металлической меди, которая при температуре 1100oС и выше плавится и собирается в виде королька. Выход меди составляет 99,4%.
Указанный отход - медьсодержащий угольный адсорбент может быть также использован в смеси с первичным медьсодержащим сырьем - стандартно подготовленной шихтой для плавки в шахтной печи, жидкой ванне (печи Ванюкова) или отражательной печи. При этом используют стандартные технологические режимы плавки, а медьсодержащий угольный адсорбент составляет 0,01-5% от веса шихты. Так как угольный адсорбент находится в виде порошка, то возможно его предварительное брикетирование с целью уменьшения потерь меди с пылью или указанный отход на выходе колонны помещают в герметичную тару, например железные бочки, в которых и загружают на плавку.
Переработка отвального медьсодержащего адсорбента позволяет эффективно удалять соединения меди с полигонов, где производится его хранение, и получать дополнительный продукт - металлическую медь.
Опыты по изучению возможности выделения меди из угольного сорбента при высоких температурах проводились следующим образом.
Навеску сорбента массой 10,0 г помещали в тигель, затем нагревали в муфельной печи до заданной температуры и выдерживали в течение получаса. После охлаждения реакционной смеси ее обрабатывали разбавленной (1:5) серной кислотой для перевода в раствор невосстановленной меди. Оставшийся осадок отделяли фильтрованием и из осадка восстановленную медь растворяли концентрированной серной кислотой. Содержание меди в растворе определяли йодометрическим способом. В работе использовался отработанный сорбент с содержанием меди 0,15 г/г активированного угля. Данные о восстановлении меди активированным углем приведены в таблице.
Из таблицы следует, что при температуре 1100oС восстанавливается 99% меди. Отмечено, что при 800-900oС медь образуется в виде порошка, при 1000oС - в виде пористого комка, а образование королька меди наблюдается при 1100oС. Таким образом, этот способ позволяет извлечь медь из отработанного угольного сорбента с высоким выходом при температурах 1100oС и выше.
Использование отработанного угольного сорбента в качестве вторичного сырья не повлечет за собой дополнительные затраты на дорогостоящий компонент плавки - кокс, так как сам активированный уголь, на частицах которого нанесено соединение окисленной меди, в процессе плавки будет выступать в качестве восстановителя, причем в большом избытке (на два-три порядка) по сравнению с требуемым его количеством для восстановления нанесенной меди. Органические вещества, находящиеся на адсорбенте вследствие использования его при очистке медно-аммиачных растворов, будут подвергаться деструкции и полностью сгорать с образованием СО, СO2, Н2О при высоких температурах выплавки меди. В том случае, если отработанный адсорбент будет помещаться в герметичную тару, минуя хранение на полигонах отходов, перевозиться на медеплавильный завод и в таре загружаться в шахтную печь, что предохранит атмосферный воздух от попадания в него аммиака при улетучивании его с сорбента при хранении на открытом воздухе, то при выплавке меди аммиак будет также выступать в качестве восстановителя и по реакции СuО+NН3=Сu+N2+Н2O аммиак будет восстанавливать окисленную медь с образованием продуктов, безвредных для окружающей среды. Так как активированный уголь находится в большом избытке по отношению к меди, находящейся на частичках активированного угля, по сравнению с количеством, требуемым для химической реакции между ними, он будет также восстанавливать магнетит, присутствие которого в шихте ухудшает показатели плавки и приводит к повышенным потерям меди со шлаками.
Необходимые температуры получения меди из медьсодержащего отработанного активированного угля достигаются в шахтных печах, в жидких ваннах (печи Ванюкова), в отражательных печах.
Медьсодержащий активированный уголь совместно с первичным сырьем подается на пирометаллургическую переработку в количестве 0,01-5,0% от шихты сырья и перерабатывается в соответствии с технологическим режимом выплавки меди без ввода дополнительного количества кокса и флюсов для корректировки процесса и без внесения изменений в ход технологии плавки меди из руды. Указанное количество вводимого в шихту вторичного сырья определяется мощностью завода, на котором образуется этот отход, и регулярностью поставок и предположительно может быть доведено до 40% без внесения изменений в технологию. В связи с тем, что активированный уголь находится в сыпучем состоянии, его можно брикетировать с другим сырьем для получения меди.
Возможности такой переработки медьсодержащего отработанного активированного угля демонстрируются следующими примерами.
Пример 1. На Кировоградском металлургическом комбинате было проведена выплавка меди с использованием отработанного медьсодержащего угольного адсорбента в качестве вторичного сырья по схеме, приведенной на чертеже.
Адсорбент загружался в шахтную печь в количестве 1,0% от веса шихты без дополнительного расхода кокса и другого сырья. Было проведено генеральное опробование, основной задачей которого явилось составление баланса по меди с целью выявления потерь металла в случае подачи в шахтную плавку отработанного медьсодержащего угольного адсорбента. Для подготовки генерального опробования комбината была проделана большая подготовительная работа: оборудованы дополнительные взвешивающие устройства на всех переделах металлургического цеха и цеха подготовки шихты, смонтированы тензометрические вагонеточные весы, весы на мостовых кранах и транспортерные весы для взвешивания угля, разработаны методики отбора проб угольного адсорбента, таких материалов, как соров, шлаков, грубой пыли из циклонов конверторов и шахтных печей.
Генеральное опробование длилось 30 суток, было отобрано 1500 сменных проб, проведено около 7000 элементоопределений. Медь определялась атомно-абсорбционным методом в лаборатории Кировоградского медеплавильного комбината. Генеральное опробование показало, что извлечение меди в черновую медь остается на прежнем уровне, т.е. более 96%.
Пример 2. На Среднеуральском медеплавильном комбинате отработанный медьсодержащий активированный уголь загружался в печь для плавки в жидкой ванне (печь Ванюкова) в количестве 1,5% от веса шихты. Переход меди в штейн составил 98,6% против 97,4% без добавления активированного угля, что объясняется восстановлением магнетита в шлаках.
Пример 3. На Кировоградском медеплавильном комбинате отработанный медьсодержащий активированный уголь загружался для выплавки меди в отражательную печь в количестве 0,5% от веса шихты, переход меди в штейн составил 98,5% против 98,8% без добавки активированного угля.
При использовании вторичного сырья отработанного угольного адсорбента для получения меди в шахтной печи, в жидкой ванне и в отражательной печи повышенного пылеуноса и газовыделения не наблюдалось, т.е. не наблюдалось ухудшения экологической обстановки на медеплавильном комбинате.
Claims (6)
1. Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья, включающий использование твердого углеродсодержащего восстановителя, отличающийся тем, что в качестве указанных компонентов используют отработанный медьсодержащий угольный адсорбент - отход производства синтетического каучука, получаемый после очистки медно-аммиачных растворов угольным адсорбентом от тяжелых олигомеров.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в отработанный медьсодержащий угольный адсорбент вводят медьсодержащее первичное сырье - стандартно подготовленную шихту для плавки.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что медьсодержащий угольный адсорбент используют в количестве 0,01-5% от веса шихты.
4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что переработку медьсодержащего сырья осуществляют в шахтной печи, жидкой ванне или отражательной печи при стандартных технологических режимах плавки.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что угольный адсорбент перед переработкой предварительно брикетируют.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что медьсодержащий угольный адсорбент после очистки медноаммиачных растворов помещают в герметичную тару, например железные баки, в которых его загружают на плавку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001132225/02A RU2205884C1 (ru) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001132225/02A RU2205884C1 (ru) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2205884C1 true RU2205884C1 (ru) | 2003-06-10 |
Family
ID=29211018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001132225/02A RU2205884C1 (ru) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2205884C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105274354A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-01-27 | 宁夏瑞银有色金属科技有限公司 | 一种工频炉熔铜的方法 |
-
2001
- 2001-11-28 RU RU2001132225/02A patent/RU2205884C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105274354A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-01-27 | 宁夏瑞银有色金属科技有限公司 | 一种工频炉熔铜的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shibayama et al. | Treatment of smelting residue for arsenic removal and recovery of copper using pyro–hydrometallurgical process | |
AU2008257833B2 (en) | Method for the valorisation of zinc- and sulphate-rich residue | |
US5667553A (en) | Methods for recycling electric arc furnace dust | |
US4957551A (en) | Method for treatment of dust recovered from off gases in metallurgical processes | |
US5738694A (en) | Process for recovering iron from iron-containing material | |
FI70565C (fi) | Foerfarande foer behandling av arsenikhaltiga avfall | |
CN103526017A (zh) | 一种铜冶炼烟气生产硫酸所产酸泥中有价元素的提取方法 | |
US4340421A (en) | Method of recovering lead from lead-acid batteries | |
US11938527B2 (en) | Process for the purification of waste materials or industrial by-products comprising chlorine | |
WO2019178654A1 (en) | Method for chemical extraction of metals by means of processing of industrial waste and modular installation for its implementation | |
CN110462071B (zh) | 改进的生产粗焊料的方法 | |
FI67572B (fi) | Foerfarande foer aotervinning av bly och silver ur bly-silveraoterstoder | |
RU2205884C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки медьсодержащего сырья | |
Gaal et al. | Recycling of waste materials from the production of FeMn and SiMn | |
CN112176202A (zh) | 一种采用富氧侧吹有柱熔炼的锑冶炼方法 | |
Cheng et al. | Separation of arsenic and antimony from dust with high content of arsenic by a selective sulfidation roasting process using sulfur | |
KR19990022152A (ko) | 철농후 물질로 부터 철을 회수하는 방법 | |
Gargul et al. | Leaching of Lead and Copper by Citric Acid from Direct-to-Blister Copper Flash Smelting Slag | |
JP6511503B1 (ja) | 有機ハロゲン化物および重金属を含有する処理対象物の処理方法 | |
Siebenhofer et al. | Upgrading of zinc from galvanic sludge and steel furnace dust | |
RU1782993C (ru) | Способ обезмеживани оловосодержащих шлаков конвертировани черной меди | |
RU2109831C1 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащего шлака | |
RU2031163C1 (ru) | Способ утилизации шламов гальванических производств | |
Pickles et al. | Sulphur dioxide emissions from soda ash smelting of scrap lead acid battery residues | |
RU2172788C1 (ru) | Способ переработки пиритных огарков |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051129 |