Способ переработки медно-мышьяковых кеков

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения меди и мышьяка из побочных продуктов, в частности кеков медеэлектролитного производства. Цель изобретения - повышение комплексности использования сырья и исключение операции захоронения мышьяксодержащих отходов . Медно-мышьяковый кек выщелачивают при нагревании и весовом соотношении серной кислоты к меди (1,53-1 54). 1, Раствор после выщелачивания охлаждают до 0-80°С, выделяют медьсодержащий продукт и возвращают в производство. Мышьяксодержащий маточный раствор упаривают до концентрации мышьяка 600- 800 г/л и используют для приготовления антисептических составов. (Л С

COIO3 СОВ - ГСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719121/02 (22) 18.07.89 (46) 07.12.91. Бюл. ¹ 45 (71) Институт химии Уральского отделения

АН СССР, Комбинат "Уралэлектромедь", Институт "УНИПРОМЕДЬ" и Уральский лесотехнический институт (72)А.А. Ивакин, Е.М. Герман, В.Ф, Коровин, Е.Г. Кремко, Б.Д. Сергеев, Л.Д, Шевелева, В.А. Неживых, Д,А. Беленков, Л.Г. Исаева, Е.В. Воронина и Р,Я. Каплун (53) 669.053,4(088,8) (56) Труды Алтайского горнометаллургического НИИ,— Алма-Ата, Изд. АН Каз. ССР, т.

3, 1956, с, 136 — 156.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1298254, кл. С 22 В 15/00, 1985.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения меди и мышьяка из побочных продуктов, в частности кеков медеэлектролитного производства.

Цель изобретения — повышение комплексности использования сырья и исключение операции захоронения мышьяксодержащих отходов.

Пример 1, Берут навеску медно-мышь- . якового кека — 210 г (влажность кека 37,6;,), содержащего мышьяка 27,47, меди 31,20 Я>.

Кек репульпируют 2 ч при 95 С в 255 мл раствора (с учетом влаги кека), содержащего

63 г серной кислоты. Весовое отношение

Н2304:Cu = 1,54. Степень извлечения меди

Я3, Ä 1696535 А1

)s С 22 В 3/08//С 22 R 30/04, 15:00 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОМЫШЬЯКОВЫХ КЕКОВ (57) Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для извлечения меди и мышьяка из побочных продуктов, в частности кеков медеэлектролитного производства. Цель изобретения — повышение комплексности использования сырья и исключение операции захоронения мышьяксодержащих отходов. Медно-мышьяковый кек выщелачивают при нагревании и весовом соотношении серной кислоты к меди (1,53-1,54):1. Раствор после выщелачивания охлаждают до

0 — 80 С, выделяют медьсодержащий продукт и возвращают в производство.

Мышьяксодержащий маточный раствор ) упаривают до концентрации мышьяка 600—

800 r/ë и используют для приготовления антисептических составов. С: и мышьяка в раствор — 99,67;. Раствор охлаждают до 0 С. Медьсодержащий осадок отделяют, промывают водой и направляют в цех получения медного купороса. Промывную воду используют при приготовлении серно-кислого раствора для выщелачивания свежей порции медно-мышьякового кека.

Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меди 27,5 г/л. Весовое отношение As: Cu = 1;0,2. Затем мышьяксодержащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 600 г/л и используют для приготовления мышьяксодержащих антисептических составов.

Пример 2, Берут навеску медно-мышьякового кека 210 г (влажность кека 37,6ь), 1696535, содержащего мышьяка 27,47, меди 31,20%, и обрабатывают как описано в примере 1, Раствор охлаждают до 25 С, Содер>кание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меци 57 г/л, Весовое отношение As:Cu = 1,0;4. Затем мышьяксодержащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 700 г/л.

Пример 3, Берут навеску меднсмышьякового кека 210 г (влажность кека

37,6%), содержащего мышьяка 27,4, меди

31,20% и обрабатывают как описано в примере 1. Раствор охлаждают до 50 С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меди 85 г/л, Весовое отношение As:Cu = 1:0,6, Затем раствс р упаривают до концентрации мышьяка 800 г/л.

Пример 4. Берут навеску медномышьякового кека 210 г (влажность кека

37,6%), содержащего мышьяка 27,4, меди

31,20, и обрабатывают как описано в примере 1. Раствор охлаждают до 80 С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 141, меди 143 г/л. Весовое отношение As:Cu =: 1;1. Затем мышьяксодержащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 800 г/л.

П р и м .е р 5. Берут навеску медномышьякового кека 1 кг (влажность кека

55%), содержащего мышьяка 11,43, меди

40,83%, Кек репульпируют 1 ч при 95 С в

1020 мл раствора (с учетом влаги кека), содержащего 281,5 г серной кислоты. Весовое отношение H2S04:Cu = l,53. Степень извлечения меди и мышьяка — 98,9%. Раствор охлаждают до 25 С, Медьсодержащий осадок отделяют, промывают 100 мл воды и направляют в цех получения медного купороса. Промывную воду используют для приготовления сернокислого раствора при выщелачивании свежей порции медномышьякового кека, Содер>кание в охла>кденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 50, меди 56 г/л. Весовое отношение As:Cu = 1:1,12, Затем мышьяксодержащий раствор упаривают до концентрации мышьяка 700 г/л, П. р и м е р 6, Берут навеску медномышьякового кека, соцержащего мышьяка

11,43, меди 40,88%. Кек репульпируют 1 ч при 95 С в 1020 мл раствора (с учетом влаги кека и 100 мл промывной воды, содержащей

3,4 г мышьяка и 12,5 г меди), содержащего

281,5 г серной кислоты. Весовое отношение

HzS04:Cu = 1,53. Степень извлечения меди и мышьяка — 98,8%. Раствор охлаждают до

5ОС. Медьсодержащий осадок отделяют, промывают водой и направляют в цех получения медного купороса. Содержание в ох5 Пример 7. Берут навеску медно-мышьякового кека 0,5 кг (влажность 62%), содержащего мышьяка 10,30, меди 22,75%. Кек

20 Пример 8. Берут навеску медно-мышьякового кека как в примере 7, Кек репульпи30

55 лажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 55, меди 43,8%. Весовое отношение As:Cu = 1:0,79. Затем раствор упаривают до концентрации мышьяка 750 г/л. репульпируют 2 ч при 60 С в 430 мл раствора (с учетом влаги кека), содержащего 65,7 r серной кислоты. Весовое отношение

HzS04:Cu = 1,52. Степень извлечения меди и мышьяка 98,4%. Раствор охлаждают до

20 С, Медьсодержащий осадок отделяют, промывают водой и направляют в цех получения медного купороса. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 45, меди 44,5 r/ë, Весовое отношение As,Cu = 1:1, Раствор упаривают до концентрации мышьяка 780 г/л, руют в 430 мл раствора, содержащего 67 г серной кислоты. Весовое отношение

Н2304:Cu = 1,55. Степень извлечения меди и мышьяка 100%. Раствор охлаждают до

20 С. Содержание в охлажденном мышьяксодержащем растворе мышьяка 45,5, меди

44,5, свободной серной кислоты 1,6 г/л, Beсовое отношение As:Cu = 1:0,98. Раствор упаривают до концентрации мышьяка 780 г/л, Содержание свободной серной кислоты в этом растворе 27,5 г/л. Антисептический раствор для пропитки древесины, приготовленный из мышьяково-медного раствора (As

780 г/л), содержащего свободную серную кислоту (27,5 г/n). вызывает коррозию установок, изготовленных, из стали.

Известный способ переработки медномышьяковых кеков предусматривает обработку раствором серной кислоты с концентрацией 20 — 40 г/л и количественным отношением серной кислоты к меди (0,5—

1);1, Выщелачивание ведут при 60 С, Т:Ж =

=1:4 в течение 2 ч и аэрации раствора. При выщелачивании медно-мышьяковых кеков раствором серной кислоты для очистки раствора от мышьяка в раствор вводят трехвалентное железо в виде сульфата трехвалентного железа Ре2(304)з 9Н20. Расход железа (li!) к мышьяку равен (0,2-1):1 вес,ч., или в пересчете íà Рег(304)з 9HzO 1,0-5,03 г на 1 г мышьяка, В проуцессе выщелачивания контролируют концентрацию серной кислоты, поддерживая ее на уровне рН 3 — 4, предотвращающем переход мышьяка и железа в раствор, за счет чего ликвидируется дополнительная операция очистки медьсодержащего раствора от мышьяка. Мышьяк в этих условиях осаждается в виде арсената

1696535 железа. После окончания обработки медно-мышьякового кека раствором серной кислоты мышьяксодержащий осадок отфильтровывают, а медьсодержащий раствор направляют в производство, Арсенаты поливалентных металлов, в частности арсенаты железа, относятся к категории сильнодействующих ядовитых веществ и подвергаются захоронению в специально оборудованных хранилищах.

Степень извлечения меди в раствор иэ медно-мышьякового кека при весовом отношении HzS04:Cu = (0,5-1):1 равна соответственно 32,40-64,80%, Степень извлечения меди в раствор повышается при дополнительном введении сульфат-ионов с

Рег($04)з 9Н О. Так, при весовом отношении Hz$04:Cu = 0,5:1 и весовом отношении Fe:As = 0,2-0,8-0,9-0,95-1,0 (или

Fez{S04)a 9HzO:As = 1,0-4,0-4,5-4,75), т,е. при большом суммарном расходе реагентов, степень извлечения меди повышается соответственно до 46,66-89,19-96,56 — 99,6100%, Из примеров осуществления предлагаемого способа следует, что при введении серной кислоты более 1,54 вес.ч. {пример 8) в растворе мышьяковой кислоты (после отделения кристаллов сульфата меди) будет содержаться свободная серная кислота. Антисептические составы для пропитки древесины, приготовленные из раствора мышьяковой кислоты, содержащей свободную серную кислоту, будут вызывать коррозию аппаратуры. При весовом отношении

Нг$04:Си менее 1,53;1 (пример 7) снижается степень извлечения меди, из медномышьякового кека. Так, при весовом отношении Hz$04:Си, равном 1,54, степень извлечения меди составляет 99,6; при 1,53

98,9; при 1,52 98,4; при 1,51 97,8%, При охлаждении раствора до определенной температуры часть меди выпадает в осадок в виде кристаллов сульфата меди.

Мышьяковая кислота хорошо растворима в воде. Ее растворимость в воде в пересчете на мышьяк составляет 800 г/л, поэтому мышьяковая кислота при охлаждении раствора в осадок не выпадает. Регулируя температуру выщелачивания кеков с последующим охлаждением раствора до определенной температуры, можно получать растворы с различным весовым соотношением мышьяка к меди, пригодные для последующей утилизации.

Охлаждать растворы ниже 0 С нецелесообразно, так как зто связано с большими энергозатратами. Кроме того, при охлаждении растворов до (-3)-(-5) С повышается

50 вязкость растворов, образуются кристаллы льда.

Мышьяксодержащий раствор с весовым соотношением мышьяка к меди 1:(0.2-1) упаривают до концентрации мышьяка 600—

800 г/л и используют для получения известных в практике антисептических составов для древесины, заменяя дорогие, дефицитные мышьяк (V)-содержащие продукты (Аэ Оь, НзАэ04, йагНАэ04) растворами. являющимися побочным продуктом переработки медно-мышьяковых кеков.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет комплексно использовать сырье путем обработки медно-мышьяковых кеков раствором серной кислоты при весовом отношении

HzS04:Cu = 1.53-1,54 г/л, при нагревании с последующим охлаждением раствора до 080 С получают медьсодержащий продукт (осадок), который может быть использован для производства медного купороса. и мышьяково-медный раствор, иэ которого после упаривания до концентрации мышьяка 600 — 800 г/л могут быть получены As(V)-, Сц(! 1)-, Cr(VI)-содержащие антисептические составы для древесины в виде пасты, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым к лучшим образцам антисептических составов.

Исключается также операция захоронения мышьяксодержащих осадков — арсенатов железа. Арсенаты поливалентных металлов (Fe, Мп, Са и др), образующиеся при очистке от мышьяка проиэводственных растворов и сточных вод, относятся к категории сильно действующих ядовитых веществ и требуют дорогостоящего спецзахоронения. Захоронение осадков арсенатов поливалентных металлов в простейших хранилищах с гидроиэоляцией из глины не обеспечивают достаточно высокую защиту окружающей среды от заражения мышьяком, а затраты на захоронение арсенагов поливалентных металлов велики, В предлагаемом способе при весовом отношении Hz$04:Cu = 1,53 — 1,54 степень извлечения меди в раствор составляет соответственно 98,9 и 99,6%. В известном способе аналогичная степень извлечения меди в раствор может быть достигнута лишь при значительно большем суммарном расходе реагентов, а именно при весовом отношении Нг$04:Cu = 0,5:1 дополнительном

55 расходе Fez($04)a 9HzO — 5,2 r/ã Си, при

Нг$04:Cu = 1:1, дополнительно необходимо вводить Fez($04)a 9HzO 1,03 r/r Си (извлечение Си 98,9%), 1,05 г/г Си (извлечение Си

99,6%).

1696535

Формула изобретения

Составитель ФШатохин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Король

Редактор Е,Папп

Заказ 4279 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1130".(5, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ переработки медно-мышьяковых кеков, включающий выщелачивание раствором серной кислоты при нагревании, выделение и возврат медьсодержащего продукта в производство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения комплексности использования сырья и исключения операции захоронения мышьяксодержащих отходов, выщелачивание ведут при массовом отношении серной кислоты к меди(1,531,54):1, раствор после выщелачивания

5 охлаждают до 0-80 С и выделяют медьсодержащий продукт, а мышьяксодержащий маточный раствор упаривают до концентрации мышьяка 600 — 800 г/л и используют для приготовления антисептических составов.