RU2759979C1 - Способ извлечения меди из кислых растворов - Google Patents
Способ извлечения меди из кислых растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759979C1 RU2759979C1 RU2021109286A RU2021109286A RU2759979C1 RU 2759979 C1 RU2759979 C1 RU 2759979C1 RU 2021109286 A RU2021109286 A RU 2021109286A RU 2021109286 A RU2021109286 A RU 2021109286A RU 2759979 C1 RU2759979 C1 RU 2759979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- copper
- solution
- sorbent
- desorption
- acidic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
- C22B15/0084—Treating solutions
- C22B15/0089—Treating solutions by chemical methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
- C22B3/24—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/12—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технической химии, а именно к способу извлечения меди из кислых оборотных травильных растворов, образующихся в производстве плоского проката. Извлечение меди из кислых растворов проводят сорбцией с образованием обезмеженного раствора и насыщенного сорбента. В качестве сорбента используют ионит с биспиколиламинными группами. Проводят отмывку насыщенного сорбента от обезмеженного раствора водой. При десорбции меди из отмытого насыщенного сорбента используют раствор аммиака 10-25%. После чего медь выделяют электролизом. Способ позволяет увеличить степень извлечения меди. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к очистке промышленных стоков, в частности к способам очистки кислых оборотных травильных растворов путем извлечения из них меди .
Известен способ цементации меди из медьсодержащих растворов включающий восстановление меди из медьсодержащих растворов железной стружкой с использованием электромагнитного поля, фильтрование и промывку, согласно которому в качестве медьсодержащих растворов используют медно-сульфатные и медно-хлоридные растворы с концентрацией ионов меди 50-300 г/дм3, при этом восстановление меди ведут в электромагнитном аппарате с движущимися под воздействием переменного магнитного поля магнитными элементами из магнитотвердого материала при мольном отношении Fe:Cu=1:1, при температуре 25-40°С, в течение 1-5 мин с получением осадка в виде медного порошка (Патент РФ № 2640704, МПК B22F 9/24, C22B 15/00, опубл.11.01.2018 г.).
Недостатком известного способа является низкая степень извлечения меди и невысокое содержание ее в цементном осадке.
Известен способ утилизации меди из отработанных травильных растворов, включающий нейтрализацию их щелочью до pH 12,0 - 12,5 с получением суспензии оксида меди, сушку и прокалку при 1250-1400°С в течение 0,5-1,0ч (Патент РФ № 2026390, МПК C22B 15/00, опубл. 09.01.1995 г.).
Недостатком известного способа являются необходимость вывода из оборота травильного раствора, т.к. меняется его химический состав в процессе нейтрализации, что сказывается на экономических показателях основного процесса травления, а также высокая стоимость реагентов, используемых для нейтрализации травильного раствора.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является способ сорбционного извлечения меди из кислых растворов (Лебедев, К.Б. Иониты в цветной металлургии. М.: «Металлургия», 1975, 352 с.), включающий нейтрализацию кислого раствора, фильтрацию осадка, полученного после нейтрализации кислого раствора, сорбцию меди на сорбенте с иминодиацетатными группами (АНКБ-7) из отфильтрованного раствора, с образованием обезмеженного раствора и насыщенного сорбента, отмывку водой насыщенного сорбента от обезмеженного раствора, десорбцию меди из отмытого насыщенного сорбента раствором десорбции, выделение меди из раствора десорбции методом автоклавного восстановления.
Существенным недостатком указанного способа является наличие стадии нейтрализации и фильтрации кислого раствора. Эта стадия необходима т.к. сорбент с иминодиацетатными группами не сорбирует медь из кислых растворов при рН ≤ 3. Вместе с тем, эта стадия являются трудоемким и энергоемким процессом, что значительно увеличивает затраты на осуществление способа. Кроме того, на этой стадии происходит частичная потеря меди за счет соосаждения ее с осадком.
В основу изобретения положена задача, обеспечивающая разработку способа селективного извлечения меди из кислых растворов, позволяющего значительно упростить процесс извлечения меди, снизить его энерго- и материалоемкость, увеличить степень извлечения меди за счет устранения операции фильтрации осадка.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение степени извлечения меди и уменьшение затрат на извлечение меди из кислого раствора за счет использования сорбента с биспиколиламинными группами.
Технический результат достигается тем, что в способе извлечения меди из кислых растворов включающем сорбцию меди на сорбенте, с образованием обезмеженного раствора и насыщенного сорбента, отмывку водой насыщенного сорбента от обезмеженного раствора, десорбцию меди из отмытого насыщенного сорбента раствором десорбции, выделение меди из раствора десорбции, согласно изобретению, в качестве сорбента используют ионит с биспиколиламинными группами, в качестве раствора десорбции используют раствор аммиака 10-25%, выделение меди из раствора десорбции ведут способом электролиза. Кроме того, перед выделением меди раствор десорбции закисляют кислотой и выделение меди ведут из полученного кислого раствора способом электролиза. Кроме того, раствор десорбции нейтрализуют кислотой до рН=6 с получением гидроксида меди, который далее фильтруют, растворяют в кислоте с получением электролита, из которого ведут выделение более чистой меди способом электролиза.
Сорбент с биспиколиламинными группами способен извлекать ионы меди из кислых растворов за счет образования прочных комплексных соединений с пиколиламинными фрагментами, что позволяет исключить операцию нейтрализации и фильтрации кислого раствора, а, следовательно, и потери меди за счет соосаждения с осадком нейтрализации. Сорбент с иминодиацетатными группами тоже может извлекать медь, но только из слабокислых и нейтральных растворов, поэтому его использование для извлечения меди из кислых растворов невозможно.
Десорбция меди из сорбента с биспиколиламинными группами возможна только раствором аммиака (раствор десорбции). Уменьшение и увеличение концентрации аммиака в растворе десорбции сверх указанных нецелесообразно. В первом случае резко уменьшается степень десорбции меди. Содержание аммиака в водном растворе более 25% невозможно.
Преимуществом способа является извлечение меди из раствора десорбции способом электролиза, что резко снижает удельные затраты и повышает качество получаемой меди в сравнении с получением меди методом автоклавного восстановления. Кроме того, в зависимости от требований технологического процесса, выделение меди способом электролиза можно вести, как непосредственно из раствора десорбции (в случае, когда раствор десорбции используются многократно), так и из раствора десорбции закисленного кислотой. Ввиду того, что сорбция меди может в незначительной степени сопровождаться сорбцией элементов-примесей (железо, цинк, натрий, кальций и т.д.), то они могут также концентрироваться с медью растворе десорбции. При выделении меди эти примеси, при достижении определенных концентраций, могут загрязнять медь, что затрудняет ее получение высокого качества. Для получения меди более высокого качества может быть введена операция предварительного осаждения гидроксида меди из раствора десорбции. Для этого в раствор десорбции дозированно добавляют соляную кислоту до рН=6. При более высоком рН образования осадка гидроксида меди не происходит, при меньшем рН происходит растворение гидроксида меди. При осаждении гидроксида меди происходит очистка от большинства щелочных и щелочноземельных металлов. При последующей фильтрации и растворении гидроксида меди в кислоте, получается электролит, содержание примесей в котором значительно меньше, чем в растворе десорбции. При выделении катодной меди из такого электролита получается медь более высокого качества.
Пример реализации предлагаемого способа.
Пример 1.
Пробу кислого раствора - солянокислого раствора травления (концентрация соляной кислоты 10 г/дм3) делили на две равные части, которые приводили в контакт с определенным количеством сорбентов с иминодиацетатными и биспиколиламинными группами. Затем солянокислый раствор травления отделяли от сорбентов и анализировали на медь. По остаточной концентрации меди в солянокислом растворе травления определяли степень извлечения меди в каждой части раствора.
Таблица 1
| Тип сорбента/раствор | Потери меди, % | Степень извлечения меди, % | Степень извлечения железа, % |
| Иминодиацетатные группы/ кислый раствор | 0 | 5 | 90 |
| Биспиколиламинные группы/ раствор соляной кислоты | 0 | 96 | 1 |
Из представленных данный видно, что сорбция меди на сорбенте с иминодиацетатными и группами из кислого раствора практически не наблюдается. Сорбент с биспиколиламинными группами извлекает медь из такого раствора практически нацело и селективно, т.к. сорбция железа незначительна.
Пример 2.
Пробу кислого раствора - солянокислого раствора травления (концентрация соляной кислоты 10 г/дм3) приводили в контакт с определенным количеством сорбента с биспиколиламинными группами. Затем насыщенный сорбент делили на равные части, каждую часть промывали водой, после чего каждую часть приводили в контакт с определенным объемом раствора аммиака (раствор десорбции) различной концентрации. Полученный раствор десорбции отделяли от сорбентов и анализировали на содержание меди. По остаточной концентрации меди в растворе десорбции определяли степень десорбции меди.
Таблица 2
| Процент аммиака в растворе десорбции, % | Степень десорбции меди, % |
| 5 | 54 |
| 10 | 89 |
| 15 | 92 |
| 20 | 96 |
| 25 | 94 |
Из представленных в таблице 2 данных видно, что уменьшение и увеличение концентрации аммиака в растворе десорбции сверх указанных нецелесообразно. В случае концентрации использования раствора аммиака 5% степень десорбции меди резко уменьшается. Использование раствора аммиака 10-25% позволяет наиболее эффективно десорбировать медь.
Пример 3.
Пробу кислого раствора - солянокислого раствора травления (концентрация соляной кислоты 10 г/дм3) приводили в контакт с определенным количеством сорбента с биспиколиламинными группами. Затем насыщенный сорбент промывали водой, после чего приводили в контакт с определенным объемом раствор аммиака (раствор десорбции) 15 %. Полученный раствор десорбции делили на 3 части. Из первой части выделяли медь способом электролиза, вторую часть закисляли кислотой и так же выделяли медь из полученного кислого раствора способом электролиза. Третью часть делили на несколько равных подчастей и каждую подчасть нейтрализовали соляной кислотой до рН=2, 6, 8. Полученные осадки (в случае их образования) отделяли от раствора фильтрацией, а затем растворяли в кислоте с получением электролита и выделяли медь способом электролиза. Полученные образцы меди анализировали на содержание примесей.
Таблица 3
| Вариант получения катодной меди | Соответствие качества катодной меди, согласно ГОСТ 859-2014 «Медь. Марки» |
| Медь, полученная из раствора десорбции | М1к |
| Медь, полученная из закисленного раствора десорбции | М1к |
| Медь, полученная из электролита, при нейтрализации медьсодержащего раствора аммиака до рН=8 | Получение меди невозможно |
| Медь, полученная из электролита, при нейтрализации медьсодержащего раствора аммиака до рН=6 | М00к |
| Медь, полученная из электролита, при нейтрализации медьсодержащего раствора аммиака до рН=6 | М1к |
Из таблицы 3 видно, что предложенный способ позволяет получать медь в виде катодной меди высокого качества независимо от состава раствора десорбции (исходный или закисленный). Реализация способа через промежуточное получение гидроксида меди, позволяет отделиться от части примесей и получать медь качества М00к.
Использование предложенного способа позволяет достичь заявленного технического результата.
Claims (3)
1. Способ извлечения меди из кислых растворов, включающий сорбцию меди на сорбенте с образованием обезмеженного раствора и насыщенного сорбента, отмывку насыщенного сорбента от обезмеженного раствора, десорбцию меди из отмытого насыщенного сорбента раствором десорбции, выделение меди из раствора десорбции, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют ионит с биспиколиламинными группами, в качестве раствора десорбции используют раствор аммиака 10-25%, а выделение меди из раствора десорбции ведут электролизом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед выделением меди раствор десорбции закисляют кислотой, при этом выделение меди из полученного кислого раствора ведут электролизом.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед выделением меди раствор десорбции нейтрализуют кислотой до рН=6 с получением гидроксида меди, который далее фильтруют, растворяют в кислоте с получением электролита, из которого выделяют медь электролизом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021109286A RU2759979C1 (ru) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Способ извлечения меди из кислых растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021109286A RU2759979C1 (ru) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Способ извлечения меди из кислых растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2759979C1 true RU2759979C1 (ru) | 2021-11-19 |
Family
ID=78607510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021109286A RU2759979C1 (ru) | 2021-04-05 | 2021-04-05 | Способ извлечения меди из кислых растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2759979C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61114744A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 銅を含有するイオン交換樹脂再生液の処理方法 |
| RU2608029C1 (ru) * | 2015-11-23 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| CN108249670A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-06 | 张家港市佰坤物资有限公司 | 一种酸性蚀刻液体处理酸液及回收铜的工艺 |
-
2021
- 2021-04-05 RU RU2021109286A patent/RU2759979C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61114744A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-02 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 銅を含有するイオン交換樹脂再生液の処理方法 |
| RU2608029C1 (ru) * | 2015-11-23 | 2017-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов |
| CN108249670A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-06 | 张家港市佰坤物资有限公司 | 一种酸性蚀刻液体处理酸液及回收铜的工艺 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Kolodynska D. et al. Dowex M4195 and Lewatit MonoPlus TP220 in heavy metal ions removal from acidic streams. Sepapation Science and Technology, 49(13), September 2014, p. 2003-2015. * |
| Захарьян С.В. и др. Сорбционное извлечение меди на ионите Lewatit MonoPlus TP из растворов азотнокислого выщелачивания медного концентрата. Вестник Иркутского технического университета, 2018, т. 22, N6, с.204-212. * |
| Лебедев К.Б. Иониты в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1975. * |
| Лебедев К.Б. Иониты в цветной металлургии. М.: Металлургия, 1975. Захарьян С.В. и др. Сорбционное извлечение меди на ионите Lewatit MonoPlus TP из растворов азотнокислого выщелачивания медного концентрата. Вестник Иркутского технического университета, 2018, т. 22, N6, с.204-212. Kolodynska D. et al. Dowex M4195 and Lewatit MonoPlus TP220 in heavy metal ions removal from acidic streams. Sepapation Science and Technology, 49(13), September 2014, p. 2003-2015. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113003592B (zh) | 用于处理酸洗酸残余物的方法 | |
| CA2975365C (en) | Method for recovering scandium | |
| RU2373299C1 (ru) | Способ извлечения и разделения ионов церия и иттрия | |
| RU2759979C1 (ru) | Способ извлечения меди из кислых растворов | |
| RU2443791C1 (ru) | Способ кондиционирования цианидсодержащих оборотных растворов переработки золотомедистых руд с извлечением золота и меди и регенерацией цианида | |
| WO2016201456A1 (ru) | Способ комплексной переработки черносланцевых руд | |
| CN104030510A (zh) | 一种黄金冶炼酸性废水中酸和重金属回收的方法 | |
| CN105838886A (zh) | 从湿法炼锌的铅银渣选矿尾矿水中萃取回收锌的方法 | |
| RU2571763C1 (ru) | Способ извлечения бериллия методом ионного обмена | |
| RU2263722C1 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащих шлаков | |
| CN110004292B (zh) | 一种废弃硫酸锰溶液净化降低钙镁含量的工艺 | |
| CN108046298B (zh) | 浓缩镁同位素氧化物的纯化方法 | |
| CN113735363A (zh) | 一种铬鞣废液的处理方法 | |
| RU2093596C1 (ru) | Способ извлечения рения из нитратно-сульфатных растворов | |
| RU2410454C1 (ru) | Способ извлечения сурьмы и мышьяка из раствора биовыщелачивания золотосодержащих концентратов | |
| RU2404126C2 (ru) | Способ концентрирования урана из разбавленных растворов | |
| RU2731951C2 (ru) | Способ получения концентрата скандия | |
| US4431615A (en) | Process for the recovery of magnesium and/or nickel by liquid-liquid extraction | |
| RU2772003C1 (ru) | Способ получения концентрата благородных металлов | |
| CN117843109B (zh) | 一种浓硫酸熟化铜盐沉淀处理含氰废水的方法 | |
| RU2368677C2 (ru) | Способ извлечения никеля из растворов или пульп выщелачивания руд | |
| RU2684663C1 (ru) | Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора | |
| RU2763907C1 (ru) | Установка для извлечения меди из кислых растворов | |
| RU2293780C2 (ru) | Способ извлечения галлия из металлизированного материала, содержащего галлий и алюминий | |
| RU2756599C1 (ru) | Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания |