SU1447932A1 - Способ переработки раствора электролитического рафинировани меди - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидрометаллургии и может быть использова- ;но в медеэлектролитнрм производстве при переработке никельсодержащих ра.створов электролитического рафинировани  меди. Цель изобретени  - повышение извлечени  и качества товарной катодной меди. Исходный раствор предварительно упаривают до плотности , определ емой выражени ми 0,97 f F t,02f, f 1,525-4,4 ЧО-s Ci - 1,9 -lO - Ci - 8,710- С3+ +9,0 1-е 2 +1,8 1-Сз-1,6- - 2 Cj, где С,, - концентраци  меди в исходном растворе, г/л: С - концентрагщ  никел  в исходном растворе , Г/Л-, С - концентраци  серной кислоты в исходном растворе, г/л. Далее провод т кристаллизацию упаренного раствора, при этом получают медный купорос и маточный раствор. Маточный раствор направл ют на получение никелевого купороса, а медный купорос направл  ют на элекТроэкстракг даю, получа  при зтом товарные катоды . 1 табл. $ (Л

Description

4i 4;

СО

Изобретение относитс  к гидрометаллургии и может быть использовано при переработке отработанного никель содержащего раствора электролитичес- кого рафинировани  меди.

Цель изобретени  - повьшение извлечени  и качества товарной катодной меди.

Изобретение иллюстрируетс  следук) щ м  примерами.

Исходный раствор электролита, со- держапщй 35-60 г/л меди, 10-30 г/л никел  и 100-200 г/л серной кислоты, упаривают до плотности, определ е- мой по приведенным выражени м. Упаренный раствор охлаждают в кристаллизаторах до 5-12 С. Пульпу из кристаллизаторов .отфильтровывают с получением медного купороса и маточного раствора. При этом извлечение меди в медйый купорос составл ет 60-80%, а извлечение никел  не превышает 15% от количества , вьшодимого с исходным раствором из процесса электро рафинировани  меди. Упаривание раствора до большего, чем 1,02р, значени  плотности нецелесообразно, так как при этом значительно возрастает переход никел  в получаемый купорос.

Маточный раствор после кристаллизации медного йупороса направл ют в ванны с нерастворимыми анодами дл  электроэкстракщш меди До о таточной концентрации не более 2 г/л.-Обезме- женный раствор упаривают и последующей кристаллизацией вьщел ют никелевый купорос, Образуюпщйс  концентрированный по серной кислоте раствор возвращают в текнопогию электрорафи- нировани  меди.

Полученный после упаривани  исходного раствора и его кристаллизации медный купорос раствор ют в гор чей воде. Образуюпрйс  раствор сульфата меди попадает в сборник системы циркул ции электролита отдельных ванн электроэкстракюцш, работающих с получением высококачественных медных катодов. Высокое качество катодов достигаетс  за счет поддержани  состава электролита в ваннах в пределах 30-60 г/л меди, до 14 г/л никел , 100-200 г/л серной кислоты. Концентраци  меди поддерживаетсд в указанны пределах за счет непрерывной подпитк раствором сульфата меди, образующегос  после растворени  медного купороса , а концентраци  никел  - за сче

)

Q

д

0

вывода незначительной части раство ра со (У1ива ванн электроэкстракции из системы циркул ции и возвращени  его в технологию электрорафинировани  меди. Количество никел , возвращаемого при этом в технологию электрорафинировани  меди,равно количеству никел „ извлекаемого в медный купорос . В св зи с этим нецелесообразно упаривание исходного раствора до большего, чем 1,02р, значени  плотности , так как это приводит к необходимости соответствующего увеличени  объема выводимого на переработку исходного растйора.

Была проведена сери  лабораторных опытов с планированием эксперимента. Был иззлчен диапазон изменени  концентраций компонентов 30-60 г/л меди , 10-30 г/л никел , 100-200 г/л серной кислоты. Обработка результатов проведенной серии опытов позволила установить эмпирические зависимости , св зьшающие состав исходно- го раствора, плотность упаренного раствора,.количество и состав получаемого медного купороса, на основании которых были получены математические выражени .

Результаты лабораторных опытов были подтверждены опытно-промышленны-, ми испытани ми способа. Испытани  проводили на промьшшенном оборудовании . Исходный раствор упаривали до опредех1енного значени  плотности в вакуум - выпарных аппаратах периодического действи  с рабочим объемом 5 м. Температура раствора при упа- i ривании 70-80 С, давление О, 1-0,2 атм. Упаренный раствор сливали в кристал- лизаторы с механическим перемешиванием (рабочий объем 3 м). В кристаллизаторах раствор охлаждали до 5-12 С)в результате чего происходило вьщеление медного купороса. Фильтрование пульпы.производили на нутч- фильтрах. Маточный раствор после кристаллизации медного купороса направл ли на электрохимическое обез- меживание. в ванны со свинцовыми анодами . Раствор, содержащий не более 2 г/л меди, упаривали до плотности 1,485-1,500 г/см, охлаждали в кристаллизаторах до и фильтровали на нутч-фильтрах с получением никелевого купороса. Маточный раствор возвращали в технологию электро рафинировани  меди.

Медный купорос раствор ли в гор чей воде (t бО-УО С) в баках с механическим перемешиванием с получением райтвора сульфата меди, который подавали в циркул ционный сборник ванн электроэкстракдаи. Использовали два типа ванн:  щичного типа с пр мой циркул цией электролита, работающие при плотности тока 200- 210 А/м , и блок-ванны переточного типа, работающие при плотности тока 305-320 А/м2.

В ванны завешивали свинцовые аноды толщиной 20 мм и медные листы толщиной 0,4-0,6 мм. Рассто ние между одноименными электродами составл ло мм. Скорость одркул даи электролита 20-25 л/мин в ваннах  щичного типа и 200-300 л/мин в ваннах переточного типа. Коллоидный режим в ваннах электроэкстракции; 40- 60 г/т мездрового кле  и 80-100 г/т тиомочевины. Коллоиды подавали в циркул ционный сбррник непрерывно.

Часть раствора (от 10 до 50 м) со слива ванн эЛ ектроэкстракдаи возвращали в технологию электрорафинировани  меди с целью по,ддержани  концентрации никел  на заданном уровне, Посто нство объема раствора в систем циркул ции, а также, заданные значени  концентрации меди и серной кислоты в растворе, поступающем на вход ванн эпектроэкстракции, обеспечивали непрерьшной подачей в циркул ционный сборник раствора сульфата меди, разующегос  после растворени  медного купороса, концентрированной серной , кислоты и воды. Температуру раствора в ваннах электроэкстракции поддерживали в пределах 60-65 0 с помо- щью теплообменника,-расположенного на напорном трубопроводе.

Катоды из ванн электроэкстракции промывали на промывочной машине гор чей водой и опробовали согласно- требовани м известной методике. Во. всех случа х получали катоды 44-56 г

Результаты опыт.но-промышпенных испы1 аний предлагаемого способа сведены в табли ;у (опыты 1-14).

Испытани  известного способа проводили следующим образом.

Исходный раствор направл ли на трехстадийное электрохимическое обез меживание в ваннах с нерастворимыми свинцовыми анодами. В ваннах первой стадии обезмеживани  концентраци  ме

0

0

5

о

ди снижалась -до-/30-35 г/л, в ваннах второй стадии обезмеживани  - до 12-18 г/л и в ваннах третьей стадии обезмеживани  - до 0,5-2,0 г/л. Конструкци  ванн и параметры процесса (плотность тока, скорость циркул ции и температура электролита, межэлектродное рассто ние и размеры электродов ) соответствовали услови м проведени  испьп аний предлагаемого способа , Обезмеженный раствор упаривали до плотности 1,48-1,50 г/с« , охлаждали в кристаллизаторах до 5-12°С и 5 фильтровали на нутч-фильтрах с получением никелевого купороса и маточного раствора.

Товарные катоды были получены только в ваннах первой стадии обезмеживани . Катоды промьшали водой и опробовали согласно известной методике.

Результаты испытаний известного способа представлены в таблице (опыты 15-20).

Дл  обосновани  интервала поддержани  концентрации меди в растворе при электроэкстракции раствора выделенного медного купороса проведены опыты 21-25, результаты которых представлены в таблице.

Из примеров 15-20 видно, что при переработке растворов электролитического рафинировани  меди по известному способу извлечение меди в товарные .катоды не превышает 20-40% в зависимости от концентрации меди в искодном растворе. Кроме того, в примерах 15- 20 часть кат.одов получека низкого качества (марка М1К).

5

Из примеров 1,5 и 10 видно, что

ри переработке растворов электролитического рафинировани  меди по предлагаемому способу наиболее оптимальным  вл етс  упаривание исходного раствора до плотности, определ емой указанным уравнением. В этом случае извлечение меди в ка-тоде марок МОК и . МОКу составл ет 55-62%, что на 20-40% выше, чем при переработке близких по

50

55

составу растворов по известному спо собу. Извлечение никел  в медный купорос при этом не превышает 10%,

Результаты испытаний также показывают , что при упаривании исходного раствора до плотности, определ емой нижним пределом, извлечение меди в катоды во всех случа х превышает 40%. Дл  близких по составу растворов это на 7-18% вьше, чем по известному способу (примеры 15, 18 и 20)

При упаривании исходного раствора до плотности, определ емой верхним пределрм уравнений (примеры 6 и It), извлечение никел  в медный купорос приближаетс  к 15%, но не пре- вьшает этот предел, что не приводит к необходимости значительного увеличени  объема перерабатьшаемого раствора . Извлечение меди в товарные катоды при этом равно 49-61%, что на 25-40% выше, чем по известному способу,

В случае упаривани  исходного ра- створа до плотности, выход щей за

предлагаемый интервал, имеет место либо низкое (менее 40%) извлечение меди в катоды (пример 8, 13), либо превышающее 10% извлечение никел  в медный купорос (примеры 2,7 и 12), Таким образом, при переработке раствора электролитического рафинировани  меди по предлагаемому способу извлечение.меди в товарные катоды марок МОК и МОКу возрастает на 7-40% по сравнению с известным способом.

15

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ переработки раствора электролитического рафинировани  меди , включающий электроэкстракцию меди из раствора, упаривание его и кристаллизацию, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  извлечени  и качества товарной катодной меди, исходный раствор предварительно упаривают до плотности, определ емой вьфажени ми

   0,97 f f 1,02р,

   1,525-4,4-10-3 С,-1,9.1(Н-С2- 8,7.. + 9,0 40- -Ci-C2 +

   + 1,8-10-.С уСэ - Ьб-Ю- С -С,, С - концентраци  меди в исходном растворе, г/Л)

   8

   Сг - концен/раци  никел  в исходном растворе, г/л

   С 3 - концентраци  серной кислоты в исходном растворе, г/л,

   провод т кристаллизацию упаренного раствора с получением медного купороса , направл емого на электроэкстракцию , и маточного раствора, направл емого на получение никелевого купороса , при этом электроэкстракцию медного купороса ведут при поддержаюш

   концентрации меди в растворе 30- 60 r/Jit.

   I сомт ri мшумом

   мгадм eaomtOMni цдорое акмго соет«а«, р«тпм м опш паако. опмежме к кутгоег, рашн

   I атом ооит к рат«п пв | тр eoeot).

   II

   1447932

   12 Лродолжение таблицы

   2$ 26.8 .«« М,Э 251,0250 60 6.2 120 У) 6,1 16) 93,6 ИМ 7М М. .2

   24 М2«,в «М 202, 252,04000 30 6,4 165 30 6,4 «65 0,8 |М.« КЖ. 74,1 61,0 ,1

   25 2626,в 46/6. 202,) 251,04000 60 6,1 165 60 6.1 165 4.6 |6«1,5 ЮС 60.7 f,2