Файл: Набойченко, С. С. Гидрометаллургия меди.pdf

Хлориды железа, образуемые при вскрытии пустой породы, способ­ ствуют выщелачиванию меди, особенно из ковеллина и халькозина:

ЗСиО + 2FeCl3 + ЗН20 -> ЗСиС12 -|- 2Fe (ОН)8,

ЗСиО + 2FeCl3 + ЗН20 -»-СиС1я + 2СиС1 + 2Fe (ОН)3, ( 11- 2)

Cu„S + 2/zFeCl3 - *■2nFeCl2 + «СиС12 + S0.

По этой схеме руду крупностью —9,5 +6,4 мм (выход фракции 58—64%) обрабатывают при аэролифтном перемешивании в течение 48 ч до конечной кислотности pH = 2,5. При этом извлекается

Руда

82% Си, а раствор содержит 22—26 г/л Си, 2,5 г/л Fe, 1,8—4,8 г/л А1.

Примеси осаждают молотым известняком при контролируемой кислот­ ности и аэрации пульпы.

Отфильтрованный раствор обрабатывают известняком (круп­ ностью частиц —0,3 +0,15 мм, расход ПО— 118% от стехиометри­ ческого количества). Получаемый кек, содержащий 45—50% Си, направляют в медеплавильное производство.

Обезмеженный раствор поступает на регенерацию соляной кис­ лоты. Происходящие при этом процессы описываются уравнениями:

СаС1а + Н 2S04 + 2Н 20 CaS04 • 2Н аО + 2НС1; |

2СаС13 + 2S03 + О2 + 4Н 20 катализат°Р 2CaS04 • 2Н аО + 2НС1. I

(П.З)

Для предотвращения накопления сульфата натрия каждый цикл выводили 15—20% раствора, восполняя дефицит раствора свежей водой.

109

Технология пригодна для руд с пониженным содержанием извест­ няка. Достоинства ее— невысокий расход реагентов, незначитель­ ные капитальные затраты, возможность механизации.

Цианидные схемы

Технология осаждения меди из кислых и нейтральных растворов в присутствии восстановителей с последующей обработкой осадка щелочью основана на следующих реакциях 1:

Расход натриевой щелочи при регенерации цианида не превышает 0,65 кг на 1 кг извлекаемой меди. Для повышения извлечения меди необходима тщательная промывка остатка от выщелачивания.

Позднее было предложено осаждать медь цианистой кислотой и сернистым газом при pH < 4 и (■< 100° С*. Этот процесс пригоден для переработки растворов от выщелачивания руды, огарков, скрапа. Он более экономичен, чем цементация или электроосаждеиие.

Цианид меди практически не растворим в серной кислоте, что

получая порошок меди, содержащий 99,8% Си, и регенерируя циа­ нистую кислоту:

2CuCN + Н 2 2Cu + 2HCN. (II.5)

Технологическая схема, приведенная на рис. 60, рекомендована для переработки руд с повышенной бсновностью вмещающих пород, содержащих 0,2—0,8% Си. 1

При выщелачивании меди протекают следующие процессы:

2Cu2S -г 5Са (ОН)2 + 16HCN ->■ 4СаНСи (СЫ)4 +

+ Ca (HS)2 + ЮН20,

2Cu2S + 5Са (CN)2 + 6HCN ->■ 4CaHCu (CN)4 + Ca (HS)2,

• (П.6)

2Cu2S + 8Са (CN)2 + 6Н20 -> 4CaHCu (СЫ)4 +

+ Ca (HS)2 + ЗСа (ОН)2,

2HCN + Ca (ОН)2 ^ Ca (СЫ)2 + 2Н20.

1 Пат. (США), № 2390540, 1944.

* Пат. (США), № 3231303, 1965; № 3303021, 1965.

170

а медьсодержащий раствор обрабатывают сульфатом, сульфитом меди или сернистым газом:

Получаемый раствор обрабатывают серной кислотой, при этом .медь осаждается в виде сульфида:

Полученный кек флотируют, получая сульфидный концентрат и от­ вальные гипсовые хвосты.

171

Растворитель регенерируют при четырехстадийной обработке обезмеженного раствора известковым молоком:

На 1 т меди необходимо 0,78 т серной кислоты и 2,3 т извести: цианидный растворитель практически полностью регенерируется.

Подобная технология была предложена 1 для переработки упор­ ных руд и хвостов обогащения, содержащих медь в виде халькозина. Материал крупностью 0,044 мм подвергают вакуумной перколяции растворами цианидов при pH = 7,4 и содержании в пульпе 25% твер­ дого. При выщелачивании извлекается до 85% Си. Богатые растворы, содержащие 5,5 г/л Си, насыщают углекислым газом в каскаде реак­ торов. Осаждается около 60% меди в виде CuS и 70% кальция в виде СаС03. После сгущения пульпы в гидроциклонах и фильтрации оса­ док отправляют на медеплавильный завод, а обезмежениый раствор поступает на регенерацию, цианистого растворителя.

Бедные растворы, содержащие 1,2 г/л Си, получаемые при про­ мывке остатков от выщелачивания, выпаривают и подвергают ана­ логичной обработке.

На стадии регенерации раствор обрабатывают серной кислотой до pH = 2,5 и бисульфидом натрия, при этом повышают прямое

2,06 кг Са(ОН)2, 3,6 кг HaS04, 0,099 кг NaHS. Принципиально воз­ можно дальнейшее повышение извлечения меди, но при этом заметно возрастают капитальные затраты.

Для выщелачивания разнообразного сульфидного сырья (руды, песка, шламовых фракций),, содержащего, 0,5—2,1% Си, можно использовать синильную кислоту, цианиды натрия, калия, кальция, циансодержащие органические соединения (например, лактонитрил) или их смеси 21. Расход растворители 1,5—4,0 моля на 1 моль меди. Медьсодержащий раствор обрабатывают сульфидным реагентом (сер­ нистым натрием, кальцием, сероводородом), подкисляют. При этом осаждается не менее 75% меди и снижается расход цианида в связи

Одновременно регенерируется до 94,4% цианида. Расход цианида натрия составляет 0,2—0,3 кг на 1 кг извлекаемой меди.

На рис. 61 приведена схема селективного выделения меди .и се­ ребра из кека, содержащего 30% Си и 4,55% Ag [364].

1 Пат. (США), № 3224835, 1965.'

2 Пат. (США), № 3189435, 1964.

172

При Цйанйдном выщелачивании извлекается до 90% меди по реакциям за 2 ч:

Cu2S + 6NaCN -> 2Na2Cu (CN)3 + Na2S,

(11.12)

2CuS + 8NaCN -> 2Na3Cu (CN)3 + 2Na2S + (CN)2.

Медь из раствора осаждают сульфидом натрия после подкисления:

2Na2Cu (CuCN)3 + Na2S + 3H2S04->Cu2S + 6HCN + 3Na2S04.

(11.13)

Качественный осадок, содержащий 55% Си, можно получить только подкислением раствора, однако это связано с потерями циа­ нида в связи с образованием CuCN.

Обогащенный серебром до 8,5% осадок повторно выщелачивают, извлекая при этом до 95% серебра и 50% оставшейся меди. При повы-

шенном давлении кислорода, равном 140 кПа (1,4 ат), сокращается продолжительность операции с 24 ч до 30 мин.

Цианидные растворители позволяют эффективно перерабатывать весьма бедные материалы при обычной температуре; они селективны, эффективны и имеют высокую степень регенерации. При использо­ вании цианидных схем невысоки капитальные и эксплуатационные затраты. Однако для цианидных реагентов характерны высокая токсичность; образование с воздухом взрывчатых смесей в широком интервале концентраций (6—41% HCN), определяющее применение специального оборудования; необходимость низкой температуры (5—10° С) при их хранении, а также развитой системы вентиляции и утилизации газовых потоков. Все это сдерживает их применение в гидрометаллургии меди. .

173