способ извлечения меди из шахтных вод и пульп

Формула изобретения

Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп, включающий в себя сорбцию меди из растворов и пульп иминодиацетатным амфолитом без предварительного отделения твердой части при соотношении твердое: жидкое 1:5–1:7, времени контакта фаз 5-7 ч, соотношении твердое: амфолит 5-6 с последующей ее десорбцией серной кислотой, отличающийся тем, что процесс сорбции ведут из пульп, содержащих 15-20 мас.% (NН₄)₂CO₃.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для извлечения и концентрирования меди при переработке шахтных вод и других отходов медных производств.

Широко известен цементационный способ извлечения меди из кислых шахтных вод, основанный на восстановлении меди железным скрапом [1]. Основными недостатками этого способа являются низкая степень извлечения меди (не более 50%) и невысокое содержание ее в цементном осадке (не более 30%).

Известен также способ сорбционного извлечения меди из шахтных вод, включающий в себя нейтрализацию кислых стоков, осаждение и фильтрацию железа, сорбцию меди из осветленного раствора иминодиацетатным амфолитом АНКБ-35 с последующей десорбцией ее раствором серной кислоты [2]. Существенным недостатком указанного способа является наличие стадии фильтрации гидроксида железа. Эта стадия является трудоемким и энергоемким процессом, что делает экономически невыгодным извлечение меди из шахтных вод этим способом. Кроме этого, происходит частичная потеря меди за счет соосаждения ее с гидроксидом железа. Недостаточна и селективность извлечения, связанная с сорбцией ряда примесей при рН более 3,5.

Известен способ (прототип) сорбционного извлечения меди из шахтных вод и пульп [3]. По указанному способу сорбцию меди из шахтных вод ведут после их реагентной обработки до рН 3,0-3,5 иминодиацетатным амфолитом в статических условиях без предварительной фильтрации растворов при отношении Ж:Т (жидкое: твердое) = 5-7, времени контакта фаз 5-7 часов, отношение твердое : ионит - 5-6. Указанный способ взят в качестве прототипа как наиболее близкий к заявляемому и отличающийся высокой эффективностью. Существенным недостатком указанного способа является недостаточная степень чистоты получаемого при десорбции раствора меди. Поскольку при рН 3-3,5 в раствор из осадка переходят многие элементы ( железо, цинк, алюминий и т.д.), они частично сорбируются на ионите и при десорбции загрязняют раствор меди.

Технический результат предлагаемого способа достигается путем проведения сорбции меди из пульп, содержащих 15-20 мас.% (NH₄)₂ CO₃, иминодиацетатным амфолитом без предварительного отделения твердой части при соотношении твердое : жидкое 1:5-1:7, времени контакта фаз 5-7 часов, соотношении твердое : ионит 5-6, с последующей ее десорбцией серной кислотой. В данных условиях происходит селективный переход ионов меди из твердой части шлама в раствор и одновременная сорбция меди на амфолите. В то же время железо, цинк, алюминий и прочие компоненты шлама остаются преимущественно в нерастворимых формах и амфолитом не сорбируются.

Уменьшение и увеличение концентрации (NH₄)₂CO ₃ сверх указанных нецелесообразно. В первом случае резко уменьшается степень извлечения меди. При концентрации (NH ₄)₂CO₃ более 20 массовых % практически не происходит увеличения степени извлечения меди из шламов. В то же время увеличиваются материальные затраты на проведение процесса.

Пример 1. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 4 грамм ( в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж:Т =5 и выдерживали при перемешивании в течение 5 часов при различных концентрациях (NH₄)₂CO₃ при комнатной температуре. Результаты исследований приведены в табл.1.

Таблица 1. Влияние концентрации (NH4)2CO3 на степень извлечения меди из шлама.
№ п/п	Концентрация (NH4)2CO 3 маc.%	Степень извлечения меди,%
1	12	42
2	15	49
3	17,5	50
4	20	51
5	22	51,2

Пример 2. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 4 грамм ( в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж:Т=5 и выдерживали при перемешивании в течение 5 часов при рН 3 (способ-прототип) и концентрации (NH ₄)₂CO₃ - 15 мас.% (заявляемый способ) при комнатной температуре. После этого проводили процесс десорбции серной кислотой с концентрацией 200 г/дм³ . Результаты исследований приведены в табл.2.

Таблица 2. Сравнение заявляемого способа и способа-прототипа
Способ	Содержание ионов элементов в элюате (к общему числу),%
	Медь	Железо	Цинк	Алюминий
Прототип	56,4	5,1	23,0	12,2
Заявляемый	85,5	3,5	10,2	0,4

Таким образом, совокупность заявленных признаков позволяет решить задачу, обеспечив эффективное и более селективное извлечение меди из шахтных вод и пульп. Предложенный способ прост и позволяет решить экологические проблемы за счет утилизации тяжелых металлов из сбросных растворов и пульп.

Список использованных источников

1. Рогов Б.М., Пинигин В.К. Совершенствование технологии очистки рудничных вод Кировградского медеплавильного комбината. Свердловск, 1990.

2. Рычков В.Н., Черный М.Л. //Химия, технология и промышленная экология неорганических соединений, Пермь, 2000, вып. 3, с.140-143.

3. Рычков В.Н., Черный М.Л., Кириллов Е.В. Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп //Патент РФ №2213154 от 27.09.03. Опубл. в бюл. №27, 27.09.03.