RU2243163C2 - Способ растворения меди - Google Patents
Способ растворения меди Download PDFInfo
- Publication number
- RU2243163C2 RU2243163C2 RU2003101760/15A RU2003101760A RU2243163C2 RU 2243163 C2 RU2243163 C2 RU 2243163C2 RU 2003101760/15 A RU2003101760/15 A RU 2003101760/15A RU 2003101760 A RU2003101760 A RU 2003101760A RU 2243163 C2 RU2243163 C2 RU 2243163C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- solution
- nitric acid
- mol
- dissolution
- Prior art date
Links
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 title 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000010792 electronic scrap Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 3
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: переработка вторичных отходов, например электронного лома, омедненных отходов металлических циркония и гафния, отходов сверхпроводниковых материалов в медной оболочке. Способ включает перевод меди в раствор азотной кислотой, нейтрализацию выделяющихся оксидов азота, переработку полученных растворов. Растворение меди ведут азотной кислотой с концентрацией не более 270 г/л. Одновременно проводят нейтрализацию оксидов азота непосредственно в растворе предварительно введенным в раствор нитратом аммония. Нитрат аммония вводят в азотную кислоту в количестве 100-300% от стехиометрически необходимого. Скорость растворения меди регулируют постепенным введением выщелачивающего раствора. 2 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к способам растворения металлической меди и может быть использовано для переработки вторичных отходов, например электронного лома, омедненных отходов металлических циркония и гафния, отходов сверхпроводниковых материалов в медной оболочке.
Известен способ растворения меди в горячей концентрированной серной кислоте [Реми Г. Курс неорганической химии. - М.: Мир, 1974, Т.2]. По этому способу в результате растворения образуется сульфат меди и выделяется оксид (II) серы. Основные недостатки способа использование крайне агрессивного реагента и образование токсичного газа, который необходимо уловить (нейтрализовать).
Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ растворения меди в азотной кислоте[Глинка Н.Г. Общая химия. М. Госхимиздат, 1952.]. Этот процесс проходит легче, без нагревания. Возможно растворение меди в концентрированной кислоте и растворение в разбавленной кислоте.
По первому варианту на 1 моль меди по стехиометрии расходуется 3 моль азотной кислоты, и в результате реакции образуется нитрат меди и выделяются оксиды азота в соотношении NO:NO2 = 1:1. Растворение меди в концентрированной азотной кислоте сопровождается сильным разогревом раствора и, как следствие, термическим разложением азотной кислоты и дополнительным выделением оксидов азота в газовую фазу.
По второму варианту расход азотной кислоты несколько снижается (2,67 моль кислоты на 1 моль меди), причем 75% кислоты расходуется на образование нитрата меди, а 25%-оксида азота (NO):
Недостатки азотнокислого растворения меди: выделение в газовую фазу значительного количества оксидов азота, улавливание или нейтрализация которых связаны с большими техническими трудностями и затратами. Это особенно относится к малотоннажным производствам, например к переработке электронного лома или удалению медного покрытия с поверхности отходов, например металлических циркония или гафния.
Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ, - снижение выделения оксидов азота при растворении меди в азотной кислоте.
Результат достигается тем, что способ растворения меди включает в себя перевод меди в раствор азотной кислотой, нейтрализацию выделяющихся оксидов азота и переработку полученных растворов. Растворение меди ведут азотной кислотой с концентрацией не более 270 г/л при одновременной нейтрализации оксидов азота непосредственно в растворе по мере их образования предварительно введенным в раствор нитратом аммония, причем нитрат аммония вводят в азотную кислоту в количестве 100-300% от стехиометрически необходимого и скорость растворения меди регулируют порционным и постепенным введением выщелачивающего раствора.
Нитрат аммония выполняет роль восстановителя выделяющихся оксидов азота:
Способ осуществляется следующим образом.
Обрабатываемые медьсодержащие отходы помещают в реактор и заливают выщелачивающим раствором. В качестве последнего используют водный раствор азотной кислоты (с содержанием НNO3 не более 270 г/л), в котором растворен нитрат аммония с избытком 100-300% по отношению к стехиометрически необходимому в соответствии с реакцией
Процесс выщелачивания проводят при комнатной температуре. Скорость растворения меди регулируют порционным и постепенным введением выщелачивающего раствора.
После окончания выщелачивания меди отходы промывают водой, сушат и отправляют на утилизацию. Медьсодержащие растворы регенерируют.
Сочетание относительно низких концентраций азотной кислоты в растворе и температуры процесса выщелачивания обеспечивает снижение скорости растворения меди и выделения оксидов азота, что создает благоприятные условия для перевода последних в элементарный азот. Эффект восстановления оксидов азота нитратом аммония усиливается при порционном и постепенном введении выщелачивающего раствора в реактор.
Пример 1.
Выщелачивание медной пластины 10Х1 Oм·м толщиной 0,44 мм проводили концентрированной кислотой (d=l,356 кг/л) при расходе кислоты 3,3 моль/моль Сu. Полное растворение пластины произошло за 2 ч и сопровождалось бурным выделением оксидов азота и разогревом раствора. Выделяющиеся при выщелачивании меди газы содержали смесь NO и NO2
Пример 2.
Выщелачивание медной пластины проводили в тех же условиях, что и в примере 1, но в присутствии нитрата аммония (1,3 моль/моль Сu). Процесс растворения проходил несколько медленнее, но также через 2 ч закончился полностью и сопровождался бурным выделением оксидов азота и разогревом раствора, несмотря на наличие в выщелачивающем растворе нитрата аммония.
Пример 3.
Выщелачивание медной пластины толщиной 0,44 мм проводили раствором азотной кислоты (364 г/л) при расходе кислоты 3,3 моль/моль Сu и нитрата аммония 1,3 моль/моль Сu. Через 5 ч растворилось 98% меди. Выделяющиеся газы окрашены в бурый цвет и содержали 94% оксидов азота и 6% азота.
Пример 4.
Выщелачивание медной пластины (пример 1) проводили разбавленной в три раза концентрированной азотной кислотой (266 г/мл) при расходе кислоты 3,3 моль/моль Си. Через 5 ч растворилось 97,2% меди, разогрева раствора не было, в газовую фазу переходит закись азота, слабо окрашенная в бурый цвет.
Пример 5.
Выщелачивание медной пластины проводили в условиях опыта 4, но в присутствии нитрата аммония - 1,3 моль/моль Сu, 200% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Следует отметить существенное снижение скорости растворения меди. Через 5 ч растворилось 72,0% меди. В газовую фазу выделяется в основном молекулярный азот (97%), разогрева раствора не обнаружено. Остаточная кислотность 85,7 г/л. Количество перешедшей в раствор меди и расход азотной кислоты практически полностью соответствуют реакции (4).
Пример 6.
Выщелачивание медной пластины толщиной 0,44 мм проводили при увеличенном, по сравнению с опытом 5 содержании нитрата аммония в растворе - 2 моль/моль Сu, т.е. 300% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Достигнуто 100%-ное восстановление закиси азота и выделение в газовую фазу молекулярного азота.
Пример 7.
Выщелачивание медной пластины толщиной 0,44 мм проводили при пониженном по сравнению с опытом 5 содержании нитрата аммония в растворе - 0,65 моль/моль Сu, т.е. 100% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Содержание азота в выделяющихся газах снизилось до 66%.
Пример 8.
Выщелачивание медной пластины толщиной 0,12 мм проводили раствором азотной кислоты (255 г/л) при расходе кислоты 3,0 моль/моль Сu в присутствии нитрата аммония (2,0 моль/моль Сu). Содержание азота в выделяющихся газах 100%.
Пример 9.
Выщелачивание медной пластины (пример 8) проводили раствором азотной кислоты (255 г/л) при расходе кислоты 4,6 моль/моль Сu в присутствии нитрата аммония - 1,35 моль/моль Сu, 150% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Увеличение расхода кислоты при одновременном увеличении поверхности обрабатываемой медной пластины (примерно в 3,7 раза по сравнению с пластиной толщиной 0,44 мм) привело к существенному снижению степени восстановления закиси азота: содержание азота в выделяющихся газах понизилось до 27% (в примере 5 - 97%)
Пример 10.
Выщелачивание медной пластины (0,12 мм) проводили тем же раствором азотной кислоты, что и в опыте 9, следующим образом. Раствор разделили на три части и одной залили медную пластину. Остальные две ввели в реактор через 3 и 6 ч соответственно. Доля азота в выделяющихся газах возросла до 62%.
Пример 11.
Проведен опыт, аналогичный описанному в примере 10, с одним изменением: первая часть раствора предварительно была разбавлена водой в 2 раза. Выход азота повысился до 89%.
Из приведенных примеров видно, что для восстановления выделяющихся в процессе выщелачивания меди оксидов азота необходимо привести в равновесие скорости их образования и взаимодействия с нитратом аммония. Этого можно добиться снижением концентрации азотной кислоты, введением в раствор избытка нитрата аммония, постепенным и порционным вводом кислоты в реактор в процессе реакции для снижения скорости образования оксидов азота.
Техническая эффективность предлагаемого способа выщелачивания металлической меди заключается в том, что при использовании предлагаемого способа в результате взаимодействия оксидов азота с нитратом аммония в газовую фазу в основном выделяется молекулярный азот, чем резко облегчается очистка отходящих газов.
Claims (3)
1. Способ растворения меди, включающий в себя перевод меди в раствор азотной кислотой, отличающийся тем, что растворение меди ведут азотной кислотой с концентрацией не более 270 г/л при одновременной нейтрализации оксидов азота непосредственно в растворе по мере их образования предварительно введенным в раствор нитратом аммония, после чего проводят переработку полученных растворов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нитрат аммония вводят в азотную кислоту в количестве 100-300% от стехиометрически необходимого.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость растворения меди регулируют порционным постепенным введением выщелачивающего раствора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003101760/15A RU2243163C2 (ru) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | Способ растворения меди |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003101760/15A RU2243163C2 (ru) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | Способ растворения меди |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003101760A RU2003101760A (ru) | 2004-07-27 |
| RU2243163C2 true RU2243163C2 (ru) | 2004-12-27 |
Family
ID=34387516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003101760/15A RU2243163C2 (ru) | 2003-01-21 | 2003-01-21 | Способ растворения меди |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243163C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560894C1 (ru) * | 2014-06-10 | 2015-08-20 | Оао "Некк" | Способ обработки медьсодержащих материалов |
| RU2749961C1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Способ выщелачивания металлической меди |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1116610A (zh) * | 1995-08-14 | 1996-02-14 | 青岛化工医药进出口股份有限公司 | 从糠醛加氢制糠醇的废催化剂中提取重铬酸钠和硝酸铜的方法 |
-
2003
- 2003-01-21 RU RU2003101760/15A patent/RU2243163C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1116610A (zh) * | 1995-08-14 | 1996-02-14 | 青岛化工医药进出口股份有限公司 | 从糠醛加氢制糠醇的废催化剂中提取重铬酸钠和硝酸铜的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГЛИНКА Н.Г. Общая химия. - М.: Госхимиздат, 1965, с. 381 и 382. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560894C1 (ru) * | 2014-06-10 | 2015-08-20 | Оао "Некк" | Способ обработки медьсодержащих материалов |
| RU2749961C1 (ru) * | 2020-10-27 | 2021-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Способ выщелачивания металлической меди |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104310647A (zh) | 不锈钢酸洗废酸液与废水处理的资源化利用方法 | |
| CN114702048A (zh) | 一种锂渣固废资源化回收工艺 | |
| CN109680148B (zh) | 一种分解白钨矿提取钨的方法 | |
| CN1108885C (zh) | 一种电镀污泥的资源化及无害化处理工艺 | |
| CN110923446B (zh) | 一种复配型离子液体浸金剂及浸金方法 | |
| RU2243163C2 (ru) | Способ растворения меди | |
| CN115572083A (zh) | 一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料 | |
| CN112960798B (zh) | 一种高浓度含氰废水高效净化及循环利用方法 | |
| CN117699860A (zh) | 一种硫化亚铁晶型调控用于溶液净化的方法 | |
| RU2067126C1 (ru) | Способ извлечения лития из литий-, алюминийсодержащих отходов | |
| JP2001192749A (ja) | 石油系燃焼灰の処理方法 | |
| CN114703368A (zh) | 处理含锌铟石膏渣的方法 | |
| CN103572041A (zh) | 一种高砷铁矿湿法深度脱砷的方法 | |
| CN114516655A (zh) | 一种线路板废物生产氢氧化铜的方法 | |
| RU2236473C1 (ru) | Способ обработки медьсодержащих отходов | |
| CN109536711B (zh) | 金属表面处理废物的资源化利用处理系统 | |
| US5624650A (en) | Nitric acid process for ferric sulfate production | |
| JP7410361B2 (ja) | 分離方法 | |
| CN115608294B (zh) | 一种二次铝灰水洗去除氮化铝系统与使用方法 | |
| US3647686A (en) | Method of treating industrial waste water without contamination of the environment | |
| Belcher et al. | Titrimetric determination of microgram amounts of bismuth after precipitation as Bi [Cr (SCN) 6] followed by thiocyanate amplification | |
| RU2217529C1 (ru) | Способ утилизации шламов гальванических производств | |
| TW201404890A (zh) | 以酸浸出廢觸媒中所含金屬之方法 | |
| KR810002044B1 (ko) | 용해된 금속들을 함유하고 있는 용액으로부터 불순물들을 제거하기 위한 습식야금 처리방법 | |
| RU2363745C1 (ru) | Способ получения концентратов рения и платины из содержащих их кислых растворов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170122 |