PL114243B1 - Process for leaching the copper from copper slag - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób lugowania miedzi z zuzla miedziowego o duzej zawartosci isiar- ki, zwlaszcza z zuzla siarczkowego, otrzymywane¬ go przy wyprazaniu olowiu w piecu plomiennym.Z brytyjskiego opisu patentowego nr 1303070 zna¬ ny jest sposób lugowania zuzla miedziowego ,za po¬ moca kwasu siarkowego rozcienczonego woda. Spo¬ sób ten jest jednak kosztowny i daje scieki uciaz¬ liwe dla srodowiska.Z polskiego opisu patentowego nr 83406, bedacego odpowiednikiem brytyjskiego opisu patentowego nr 1399281, znany jest sposób lugowania miedzi z zuz¬ la miedziowego z pieca plomieniowego do wypra¬ zania olowiu. Sposób ten polega na lugowaniu zuz¬ la wodnym roztworem weglanu i wodorotlenku amonowego, korzystnie zawierajacym równiez jony siarczanowe, przy czym stosunek molowy weglanu do siarczanu w roztworze lugujacym wynosi 1:3. W opisie patentowym nr 83 496 podkreslono korzysci, jakie osiaga sie stosujac roztwór lugujacy zawiera¬ jacy oprócz weglanu równiez i siarczan, a miano¬ wicie w lugu stosunku pierwiastków stanowiacych zanieczyszczenia, zwlaszcza olowiu i cynku, do mie¬ dzi, zmniejszenie strat miedzi w odsaczonej pozo¬ stalosci po lugowaniu i moznosc stosowania nizsze¬ go cisnienia czastkowego amoniaku nad roztworem lugujacym. W przykladzie IV opisu patentowego nr 83496 przedstawiono badania, imajace na celu usta¬ lenie wplywu siarczanów na proces lugowania mie¬ dzi z zuzla. Stwierdzono, ze jezeli do lugowania 10 15 20 stosuje sie roztwór amoniakalny zawierajacy we¬ glan i siarczan w molowym stosunku oid 1:3 do 3:1, wówczas wydajnosc procesu lugowania miedzi wy¬ nosi 78—85% wydajnosci teoretycznej, a jezeli sto¬ suje sie roztwór zawierajacy jony siarczanowe i nie zawierajacy jonów weglanowych, wówczas wydaj¬ nosc ta wynosi tylko 26% i predkosc lugowania mie¬ dzi maleje co najmniej trzykrotnie, zas ilosc olowiu przenoszonego do lugu wzrasta wielokrotnie. Z tych tez wzgledów uznano, ze lugowanie zuzla miedzio¬ wego roztworem samego tylko siarczanu byloby gospodarcze, aczkolwiek byloby pozadane, gdyz w takim przypadku pozostalosc po lugowaniu daje sie odsaczac latwiej niz przy lugowaniu roztwo¬ rem zawierajacym równiez weglan, straty amonia¬ ku w pozostalosci ,sa mniejsze i siarczan mozna usu¬ wac z roztworu po lugowaniu latwiej niz weglan, przez wytracanie siarczanu wapnia wapnem.Wynalazek umozliwia lugowanie miedzi z zuzla miedziowego za pomoca amoniakalnego roztworu zawierajacego tylko siarczan, to jest nie zawie¬ rajacego weglanu, przy czym osiaga sie wszystr kie opisane wyzej korzysci stosowania siar¬ czanu i unika podanych wyzej wad. Nieoczeki¬ wanie stwierdzono, ze jezeli lugowaniu poddaje sie zuzel miedziowy z pieca plomieniowego do wypraza¬ nia olowiu majacy duza zawartosc isiarki, a nie zu¬ zel o stosunkowo malej zawartosci saUrM, to jest 1—2% wagowych, jaki poddaje sie przeróbce meto* da podana w omawianym wyzej opisie patento- 114 213114 243 wym nr 8349, wówczas do lugowania mozna stoso¬ wac roztwór amoniakalny zawierajacy sam tylko siarczan.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze zuzel miedziowy oddzielony od olowiu z pieca plomien¬ nego, zawierajacy wtracenia miedzi i zwiazków mie¬ dzi w osnowie z olowiu i zwiazków olowiu kontak¬ tuje sie w obecnosci utleniajacego gazu wodnoamo- ndakalnyim roztworem zawierajacym siarczan i na¬ stepnie z otrzymanego lugu oddziela sie miedz, a cecha tego sposobu jest to ze procesowi poddaje sie zuzel miedziowy zawierajacy 0,5—1,5 gramoatomu siarki na 1 gramoatom imiedzi.Sposobem wedlug wynalazku mozna wylugowac okolo 80°/o miedzi zawartej w zuzlu, przy czyim otrzymuje sie wylugowany roztwór, w którym za¬ wartosc olowiu jest w przyblizeniu taka sama jak w lugach otrzymanych znanymi sposobami, totez lug taki mozna poddawac dalszej ekstrakcji roz¬ puszczalnikiem.Z roztworu po lugowaniu mozna ekstrahowac za pomoca rozpuszczalnika miedz latwiej niz inne pier¬ wiastki takie jak zelazo, cynk, arsen i olów. Jezeli zawartosc niklu w zuzlu jest znaczna, to metal ten mozna wyosobniac z roztworu po lugowaniu razem z miedzia i nastepnie oddzielac znanymi sposobami, np. jako nikiel katodowy lub siarczan niklu.Proces lugowania zgodnie z wynalazkiem korzy¬ stnie prowadzi sie w temperaturze 40—70°C, sto¬ sujac do lugowania roztwór zawierajacy korzystnie co najmniej 0,5 mola siarczanu anionowego na 1 litr roztworu i majacy wartosc pH 9—11.Roztwór lugujacy przygotowiuje sie w znany spo¬ sób dodajac wodny roztwór amoniaku do kwasu siarkowego lub roztworu siarczanu amonowego w odpowiednim .stosunku. Do rozpuszczania metali za¬ wartych w zuzlu korzystnie stosuje sie roztwór w obiegu i po oddzieleniu od cial stalych roztwór z procesu lugowania poddaje sie ekstrakcji rozpusz¬ czalnikiem wprowadzajac metale do fazy organicz¬ nej, a zuzyty roztwór siarczanu amonowego trak¬ tuje sie wapnem lub innymi alkaliami w celu u- suniecia nadmiaru siarczanu, po czym zawraca do procesu lugowania.Przyklad I. Do prób stosuje sie zuzel mie¬ dziowy z pieca plomiennego do wyprazania olowiu, majacy nastepujacy oklad: 15 20 25 30 35 40 45 Skladnik Cu Pb S Ni Co Zn °/o wagowy 18,9 44,0 9,3 7,2 0,6 1,0 gramoatomy 0,30 0,21 0,29 0,12 0,01 0,015 150 g zuzla miele sie az do otrzymania czastek o wymiarach mniejszych niz 300 milimikronów i traktuje 1 litrem wodnego roztworu siarczanu amonowego zawierajacego 79 g NH8 na 1 litr i 98 g S04=na 1 litr. Zawiesine o poczatkowej tempera¬ turze okolo 20°C miesza sie energicznie i w jednej próbie (próba A) przez zanudzona w zawiesinie rur¬ ke ze spieku wprowadza sie powietrze w ilosci 400 ml/minute, a w drugiej próbie (próba B; tlen w ilosci 400 ml/minute. Predkosc procesu rozpuszcza¬ nia miedzi w obu próbach podano w tablicy 1.Tablica 1 Czas trwania procesu (godziny) 1 2 3 4 5 •/• wagowy rozpuszczonej miedzi Próba A 23,7 39,4 47,3 55,7 56,3 Próba B 51,5 66,3 74,0 77,6 78,7 Wyniki podane w tablicy 1 swiadcza o tym, ze predkosc rozpuszczania miedzi, zwlaszcza w obec- nosoi tlenu, jest odpowiednia.Przyklad II. 150 g zuzla o okladzie i stopniu rozdrobnienia podanym w przykladzie I luguje sie za pomoca 1 litra amoniakalnego roztworu wodnego siarczanu amonowego, zawierajacego 2,65 mola NH4OH (45 g NH8 (1 litr) i 1 mol (NH4)*S04. Zawie¬ sine o poczatkowej temperaturze 40°C miesza sto¬ sujac /mieszadla o 750—800 obrotach na 1 minute, pod cisnieniem tlenu wynoszacym 1,12 atm. Tempe¬ ratura wzrasta do 60—65°C, ale nastepnie maleje do okolo 56°C i wówczas reguluje sie ja tak, aby wynosila 50—55°C. W tafolicy 2 podano wyniki lu¬ gowania po uplywie 1, 2, 4, 6 i 7 godzin. Wyniki te swiadcza o tym, ze w ciagu 7 godzin mozna wy- Czai lugo¬ wania 1 <*- 1 diiny) | 1 1 2 4 6 7 Analiza Miedz g/litr 2 6,12 11,86 19,17 21,84 22,95 * 3 21,9 41,9 67,6 75,9 81,0 Przyrost lub stra¬ ta siar¬ czanu g/litr 4 0 —2 0 +17 +15 T a b 1 i c a 2 roztworu Po lugowaniu Pb g/litr 5 0,02 0,22 0,31 Zn g/litr 6 0,55 0,58 0,63 Co g/litr 7 0,11 0,16 0,19 Ni g/litr 8 2,5 4,8 8,0 Sklad stalego osadu Zawar¬ tosc wil¬ goci % 9 25,9 Sucha masa g 10 112,0 Calko¬ wita za¬ wartosc siarki % 11 5,9 Zawar¬ tosc siar¬ ki jako S04 % 12 0,9 Przesacz Obje¬ tosc ml 13 940 War¬ tosc PH| 1 14 10,1114 243 lugowac z zuzla ponad 80°/o zawartej w nim mie¬ dzi, a równoczesnie do roztworu przechodza sto¬ sunkowo male ilosci olowiu, cyniku i kobaltu.Zastrzezenia patentowe 5 1. Sposób lugowania miedzi z zuzla miedziowego, oddzielonego od olowiu z pieca plomiennego i za¬ wierajacego wtracenia miedzi i zwiazków miedzi w osnowie z olowiu i zwiazków olowiu, polegajacy na 10 kontaktowaniu tego zuzla w obecnosci utleniajacego 6 gazu z wodnoamoniakalnym roztworem zawieraja¬ cym siarczan i nastepnie oddzielaniu miedzi z otrzy¬ manego lugu miedzi znamienny tym, ze procesowi poddaje sie zuzel miedziowy zawierajacy 0,5—1,5 graimoatomiu siarki na 1 gramoatom miedzi. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces lugowania prowadzi sie w temperaturze 40—70°C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lu¬ guje sie za pomoca roztworu zawierajacego w 1 litrze co najmniej 0,5 mola siarczanu amonowego. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 5 1. Sposób lugowania miedzi z zuzla miedziowego, oddzielonego od olowiu z pieca plomiennego i za¬ wierajacego wtracenia miedzi i zwiazków miedzi w osnowie z olowiu i zwiazków olowiu, polegajacy na 10 kontaktowaniu tego zuzla w obecnosci utleniajacego 6 gazu z wodnoamoniakalnym roztworem zawieraja¬ cym siarczan i nastepnie oddzielaniu miedzi z otrzy¬ manego lugu miedzi znamienny tym, ze procesowi poddaje sie zuzel miedziowy zawierajacy 0,5—1,5 graimoatomiu siarki na 1 gramoatom miedzi.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces lugowania prowadzi sie w temperaturze 40—70°C.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze lu¬ guje sie za pomoca roztworu zawierajacego w 1 litrze co najmniej 0,5 mola siarczanu amonowego. PL