RU2339714C1 - Способ экстракции меди из сернокислых растворов, содержащих ионы двухвалентного железа - Google Patents
Способ экстракции меди из сернокислых растворов, содержащих ионы двухвалентного железа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339714C1 RU2339714C1 RU2007113947/02A RU2007113947A RU2339714C1 RU 2339714 C1 RU2339714 C1 RU 2339714C1 RU 2007113947/02 A RU2007113947/02 A RU 2007113947/02A RU 2007113947 A RU2007113947 A RU 2007113947A RU 2339714 C1 RU2339714 C1 RU 2339714C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- extraction
- solution
- extract
- extractant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Изобретение относится к гидрометаллургии меди методом экстракции из сернокислых растворов органическими экстрагентами и электроэкстракции, в частности из растворов выщелачивания руды кучным, подземным и чановым способами, а также концентратов, отвалов, шламов, шлаков и т.д. Способ извлечения меди из сернокислых растворов, содержащих ионы меди и ионы двухвалентного железа, включает обработку раствора окислителем, содержащим активные формы кислорода, и экстракцию меди в 2-3 ступени смешением обработанного медьсодержащего раствора с раствором органического катионообменного экстрагента. После экстракции проводят разделение смеси отстаиванием с получением медьсодержащего экстракта и рафината. Реэкстракцию меди из экстракта осуществляют в 1-2 ступени смешением экстракта с раствором серной кислоты или отработанным электролитом с последующим разделением смеси отстаиванием с получением реэкстракта и раствора экстрагента. Из реэкстракта проводят электроэкстракцию меди с получением катодной меди и отработанного электролита. Технический результат заключается в снижении расхода экстрагента, повышении селективности экстракции меди, повышении качества катодной меди. 7 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии меди, а также металлургии других цветных металлов, получению металлов методом экстракции из сернокислых растворов органическими экстрагентами и электроэкстракции, в частности из растворов выщелачивания руды кучным, подземным и чановым способами, а также концентратов, отвалов, шламов, шлаков и т.д..
В СССР широко использовалось извлечение меди из растворов осаждением в виде цементного осадка на железном ломе - цементация. Способ характеризуется низким качеством получаемого продукта, высокими затратами на его дальнейшую переработку, высокими расходами кислоты и стоимостью железного лома. Несмотря на недостатки, этот устаревший процесс и в настоящее время часто применяется в гидрометаллургии меди.
В современной мировой металлургической практике существует два основных метода извлечения чистых металлов из растворов - способ "жидкостная экстракция - электроэкстракция" (SX-EW) и ионообменная сорбция. Оба процесса решают одинаковую задачу - селективное выделение целевого металла из многокомпонентного «грязного» раствора.
Известен способ экстракции меди из сульфата меди, содержащегося в концентрате, например в халькопирите (US 6503293, С22В 3/08, опубл. 07.01.03). Тонкодисперсный порошок концентрата, содержащий сульфид меди, диспергируют в водном растворе серной кислоты до образования пульпы и добавляют необходимое количество поверхностно активного вещества, например лигносола или квебрахо. Смесь подвергают нагреванию при повышенном давлении кислородсодержащего газа для экстракции меди из концентрата. В итоге получают медь и твердый остаток. Затем раствор, содержащий медь, отделяют от твердого остатка.
Способ экстракции не является селективным в паре медь-железо, что не позволяет получать высококачественные товарные продукты, и сложен в реализации (при высокой температуре и давлении).
Известен также способ селективного извлечения ионов цветных металлов из водных растворов (RU 2203969, С22В 3/26, опубл. 10.05.03). Способ селективного извлечения ионов цветных металлов из водных растворов, включающий контакт экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что селективное извлечение цветных металлов осуществляют дробной экстракцией с постепенным изменением величины рН раствора и поддержанием измененной величины рН на каждой периодической операции экстракции, в качестве экстрагента используют CYANEX 272, активным компонентом которого является ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновая кислота, и извлечение преимущественно ионов меди осуществляют экстракцией при рН 4-5, кобальта при рН 5-6, никеля - при рН 6-7.
В данном способе экстракции применяется селективность экстрагента к различным металлам при различных условиях кислотности. Однако применяемый экстрагент, относящийся к фосфиновым кислотам, не проявляет селективные свойства в паре медь-железо, соответственно не позволяет получать высококачественные товарные продукты.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ переработки медьсодержащих продуктов (RU 2178342, В03В 7/00, опубл. 20.10.02). Жидкую фазу подвергают экстракции с выделением рафината и медьсодержащего раствора экстрагента. В способе осуществляется реэкстракция меди из медьсодержащего раствора экстрагента и регенированный экстрагент используют при экстракции, а чистый медьсодержащий раствор подвергают электроэкстракции, после которой отработанный электролит используют при реэкстракции. Экстракцию производят путем контактирования медьсодержащего раствора (жидкой фазы продукта) с органическим экстрагентом катионообменного типа.
Недостатком способа является отсутствие очистки растворов от загрязняющих ионов металлов и поэтому необходимо применение дорогих селективных на медь экстрагентов.
В изобретении достигается технический результат, заключающийся в снижении расхода экстрагента, повышении селективности экстракции меди, повышении качества катодной меди.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
Способ извлечения меди из сернокислых растворов, содержащих ионы меди и ионы двухвалентного железа, заключающийся в обработке раствора окислителем, содержащим активные формы кислорода, экстракции меди в 2-3 ступени смешиванием обработанного медьсодержащего раствора с раствором органического катионообменного экстрагента, разделении смеси отстаиванием с получением медьсодержащего экстракта и рафината, реэкстракции меди в 1-2 ступени из экстракта смешением экстракта с раствором серной кислоты или отработанным электролитом и разделении смеси отстаиванием с получением реэкстрата и раствора экстаргента, электроэкстракции меди из реэкстракта с получением катодной меди и отработанного электролита.
При этом извлечение меди производится из сернокислых растворов выщелачивания руды или концентрата обогащения, содержащих ионы двухвалентного железа.
Кроме того, обработку сернокислого раствора, содержащего ионы двухвалентного железа, осуществляют озоном и/или перекисью водорода.
При этом время смешения в процессах экстракции и реэкстракции составляет 2,0÷10,0 минут, время отстаивания в процессах экстракции и реэкстракции составляет 2,0÷10,0 минут.
При этом раствор, направляемый на экстракцию, имеет значение рН 1,5÷3,0.
При этом реэкстракцию меди из экстракта осуществляют раствором серной кислоты концентрацией 140÷200 г/л.
Также, процессы экстракции и реэкстракции производят в режиме противотока.
Медьсодержащие растворы, образуемые при выщелачивании руды подземным, кучным и чановым методами, содержат кроме меди ионы других металлов, наиболее часто и в большом количестве ионы железа. Железо может полностью или частично экстрагироваться вместе с медью, загрязняя в конечном результате товарные продукты и снижая их качество. Для предотвращения данного явления разработаны и синтезированы селективные по меди экстрагенты, в частности класса оксиоксимов - кетоксимы и альдоксимы. Экстрагенты селективны прежде всего на медь, которая в растворе находится в двухвалентной форме. В связи с этим экстрагенты захватывают при контактировании двухвалентные ионы больше, чем трехвалентные.
При окислении двухвалентных ионов железа активными формами кислорода образуются ионы трехвалентного железа, которые практически не захватываются катионообменными экстрагентами. Озон и перекись водорода при окислении железа не образуют вмещающих соединений, образующих твердые взвеси и ухудшающих процессы экстракции.
Для успешного применения процесса экстракции большое значение имеет выбор экстрагента - органического вещества, образующего с металлами соединения, способные извлекаться в органическую фазу.
Если в кислых сульфатных растворах медь находится в форме двухвалентного катиона, то для ее извлечения в органическую фазу пригодны реагенты, экстрагирующие металлы по катионному механизму.
Экстракционное извлечение меди катионообменным органическим экстрагентом в общем виде можно рассматривать как реакцию обмена
2(HR)+CuSO4-CuR2+H2SO4
Функционирование способа происходит следующим образом.
Медьсодержащий сульфатный раствор перемешивается с раствором органического экстрагента катионообменного типа, в результате экстрагент захватывает ионы металлов, смесь отстаивается и расслаивается на медьсодержащий раствор экстрагента с большим содержанием меди, в том числе железа, и оставшийся без металлов раствор - рафинат, концентрация серной кислоты в котором в результате катионообменной реакции повышается.
Медьсодержащий раствор экстрагента подвергают реэкстракции путем контакта раствором серной кислоты концентрацией 140-200 г/дм3. Такая концентрация кислоты обеспечивает высокую степень извлечения (реэкстракции) меди из нагруженной органики.
После отстаивания выделяются чистый медьсодержащий сернокислый раствор - реэкстракт и регенерированный органический экстрагент, который многократно используется при экстракции.
Реэкстракт сначала обычно подвергается очистке, затем ппроводят электроэкстракцию с выделением катодной меди и отработанного электролита.
Отработанный электролит за счет происходящих в процессе электроэкстракции химических процессов доукрепляется кислотой, концентрация серной кислоты в нем возрастает, поэтому он используется при реэкстракции. Это позволяет снизить расход серной кислоты на осуществление процесса и потери меди.
После реэкстракции меди из раствора органического медьсодержащего экстрагента регенерированный экстрагент используют при экстракции.
Значение рН исходного раствора на уровне 1,5-3,0 позволяет предотвратить разложение органической фазы, происходящей под действием кислоты, а также избежать выпадения различного рода осадков, которые могут загрязнять органическую фазу и препятствовать расслоению фаз, снижать технические характеристики процесса.
Время контакта фаз на стадиях экстракции и реэкстракции в пределах 2-10 мин позволяет поддерживать высокую степень извлечения меди при сохранении высокой производительности экстракционной установки.
Время разделение раствора экстрагента (органической) и водной фаз на стадиях экстракции и реэкстракции зависит от состава экстрагента, в частности разбавителя, и жидкой фазы и определяется для осуществления в короткие сроки, обычно в пределах 2-10 минут.
Применение экстракции в режиме простого противотока позволяет более полно извлекать медь из раствора, так как в этом случае бедный раствор контактирует с менее насыщенным органическим экстрагентом.
Экстракция меди из растворов в одну стадию не всегда обеспечивает достаточную степень извлечения меди из сульфатного раствора, как и при одной стадии реэкстракции не удается вывести всю медь в раствор кислоты. Для снижения потерь меди с рафинатом после первой стадии экстракции обедненный раствор подвергают еще раз смешению с раствором экстрагента экстракции и осуществляют экстракцию в две - три стадии. Количество стадий реэкстракции обычно меньше, чем стадий экстракции.
Примеры реализации способа.
Пример 1.
Экстракцию меди проводили из раствора сернокислотного выщелачивания медной руды Удоканского месторождения, содержащего меди 5,7 г/дм 3, железа двухвалентного 19,2 г/дм3, серной кислоты 6,2 г/дм3.
Раствор перед экстракцией обрабатывали барботированием озоно-кислородной газовой смесью концентрацией 80 г/дм3 озона в течение 15 минут. В результате ионы двухвалентного железа окислились до трехвалентной формы.
Экстракция осуществлялась в две ступени перемешиванием по 5 минут обработанного медьсодержащего раствора с 20% раствором экстрагента LIX 986N в керосине. Фазы разделяли отстаиванием в течение 2 минут с получением рафината после второй стадии, содержащего 0,27 г/дм3 меди и 19,2 г/дм3 трехвалентного железа, и экстракта, содержащего 8,2 г/дм3 меди без железа. Рафинат после экстракции направлялся на выщелачивание.
Реэкстракцию меди из экстракта осуществляли одноступенчато перемешиванием в течение 4 минут с отработанным электролитом, содержащим серную кислоту с добавлением свежей серной кислоты до концентрации 165 г/дм3. После отстаивания отделяли органический экстрагент и реэкстракт.
Электроэкстракцию осуществляли в электролитической ванне с плоскими катодами из нержавеющей стали и свинцовыми анодами.
Содержание меди в медных катодах в результате составило 99,99%.
Содержание меди в медных катодах при экстракции при тех же условиях без обработки медьсодержащего раствора перекисью водорода составило 99,89%.
Пример 2.
Экстракцию меди проводили из раствора сернокислотного выщелачивания сульфидного медного концентрата Удоканского месторождения, объединенного с промывными водами, содержащего меди 19,4 г/дм3, железа двухвалентного 8,4 г/дм3, серной кислоты 4,5 г/дм3.
В раствор перед экстракцией добавляли 30% перекись водорода, в результате ионы двухвалентного железа полностью окислились до трехвалентной формы.
Экстракция осуществлялась в три ступени перемешиванием по 7 минут обработанного медьсодержащего раствора с 25% раствором экстрагента LIX 984N в керосине. Фазы разделяли отстаиванием в течение 5 минут с получением рафината, содержащего 1,5 г/дм3 меди и 8,4 г/дм3 трехвалентного железа, и экстракта, содержащего 12,5 г/дм3 меди без железа.
Реэкстракцию меди из экстракта осуществляли в две ступени перемешиванием по 5 минут с отработанным электролитом, содержащим серную кислоту, с добавлением свежей серной кислоты до концентрации 180 г/дм3. После отстаивания отделяли органический экстрагент и реэкстракт.
Электроэкстракцию осуществляли в электролитической ванне с плоскими катодами из нержавеющей стали и свинцовыми анодами.
Содержание меди в медных катодах в результате составило 99,99%.
Содержание меди в медных катодах при экстракции при тех же условиях без обработки медьсодержащего раствора перекисью водорода составило 99,89%.
Claims (8)
1. Способ извлечения меди из сернокислых растворов, содержащих ионы меди и ионы двухвалентного железа, заключающийся в обработке раствора окислителем, содержащим активные формы кислорода, экстракции меди в 2-3 ступени смешением обработанного медьсодержащего раствора с раствором органического катионообменного экстрагента, разделении смеси отстаиванием с получением медьсодержащего экстракта и рафината, реэкстракции меди в 1-2 ступени из экстракта смешением экстракта с раствором серной кислоты или отработанным электролитом и разделении смеси отстаиванием с получением реэкстракта и раствора экстрагента, электроэкстракции меди из реэкстракта с получением катодной меди и отработанного электролита.
2. Способ по п.1, в котором извлечение меди ведут из сернокислых растворов выщелачивания руды или концентрата обогащения, содержащих ионы двухвалентного железа.
3. Способ по п.1, в котором обработку сернокислого раствора, содержащего ионы меди и двухвалентного железа, осуществляют озоном и/или перекисью водорода.
4. Способ по п.1, в котором раствор, направляемый на экстракцию, имеет значение рН 1,5÷3,0.
5. Способ по п.1, в котором время смешения при экстракции и реэкстракции составляет 2,0÷10,0 мин.
6. Способ по п.1, в котором время отстаивания в процессах экстракции и реэкстракции составляет 2,0÷10,0 мин.
7. Способ по п.1, в котором реэкстракцию меди из экстракта осуществляют раствором серной кислоты концентрацией 140÷200 г/л.
8. Способ по п.1, в котором экстракцию и реэкстракцию проводят в режиме противотока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113947/02A RU2339714C1 (ru) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Способ экстракции меди из сернокислых растворов, содержащих ионы двухвалентного железа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113947/02A RU2339714C1 (ru) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Способ экстракции меди из сернокислых растворов, содержащих ионы двухвалентного железа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2339714C1 true RU2339714C1 (ru) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007113947/02A RU2339714C1 (ru) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Способ экстракции меди из сернокислых растворов, содержащих ионы двухвалентного железа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2339714C1 (ru) |
-
2007
- 2007-04-16 RU RU2007113947/02A patent/RU2339714C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8894865B2 (en) | Process for depleting calcium and/or iron from geothermal brines | |
US7666371B2 (en) | Method for recovering metal values from metal-containing materials using high temperature pressure leaching | |
JP5541336B2 (ja) | 高純度硫酸コバルト水溶液の製造方法 | |
US4288304A (en) | Hydrometallurgical process for treatment of sulphur ores | |
BG62179B1 (bg) | Хидрометалургично извличане на мед с помощта на хлорид | |
CN111268750B (zh) | 镍盐生产方法 | |
AU2001277182A1 (en) | Method for Recovering Copper from Sulfide Ore Materials Using High Temperature Pressure Leaching, Solvent Extraction and Electrowinning | |
KR101021180B1 (ko) | 고순도 황산 코발트 제조방법 | |
NO20161679A1 (en) | Copper removal method for aqueous nickel chloride solution | |
JPS61159538A (ja) | 亜鉛回収法 | |
JP2011021219A (ja) | 含銅鉄物からの銅回収方法 | |
FI126210B (en) | Method for the recovery of copper and zinc | |
RU2769875C2 (ru) | Способ получения сырья для выщелачивания | |
AU2002330990B2 (en) | Improvements in solvent extraction processes for metal recovery | |
FI70049C (fi) | Vaetske-vaetske-extraktionsfoerfarande foer avlaegsnande och utvinning av metaller ur vattenloesningar | |
RU2339713C1 (ru) | Способ экстракции меди из сернокислых растворов | |
RU2336346C1 (ru) | Способ извлечения металлов из сульфатных растворов, содержащих железо | |
RU2339714C1 (ru) | Способ экстракции меди из сернокислых растворов, содержащих ионы двухвалентного железа | |
JP2005526909A (ja) | 塩化物で補助された金属の湿式冶金的抽出 | |
CN108754142B (zh) | 一种铋铁混合溶液中萃取-氨水分解分离铋铁和生产纯氢氧化铋的方法 | |
JP5181684B2 (ja) | 塩化物水溶液の溶媒抽出方法 | |
JP2023055572A (ja) | 遊離酸を含む強酸溶液からのFeイオンの抽出方法および非鉄金属の製錬方法 | |
Stefanova et al. | Copper (II) extraction from multicomponent sulphuric-acid solutions by means of LIX84I | |
JP2001288515A (ja) | 酸性抽出剤からのチタンの逆抽出法 | |
CN113881857A (zh) | 一种湿法锌冶炼镉回收工序产出的含钴溶液的处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090417 |