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

Щелочные схемы

В полупромышленном масштабе для извлечения меди из известко­ вых руд была отработана схема с использованием щелочного выще­ лачивания [365]. По этой схеме медь переходит в-раствор в виде купрата (Na2Cu02), устойчивого до 82° С. Для выделения меди испы­ тывали вариант сорбции с последующим осаждением этиловым спир­ том. Более предпочтительно электролитическое выделение, поскольку в этом случае получают медную губку и регенерируют щелочь.

"Дроблёную до —0,5 мм руду выщелачивают в барабанном аппа­ рате (скорость вращения которого 0,33 об/мин) при периферической скорости движения материала 2,45 м/мин.

Электролиз проводят при температуре раствора 80° С, напряже­ нии на ванне 2—3 В и катодной плотности тока 807 А/м2. При этом получают губку, содержащую 80% Си, и регенерируют до 95% ще­ лочи. Губку переплавляют при 1260° С с добавкой раскислителя,

аполученную медь подвергают электролитическому рафинированию.

Вслучае переработки смешанных руд остатки от выщелачивания

направляют на флотационное обогащение.

К другим перспективным растворителям для переработки медных руд с вмещающей породой основного характера относятся растворы аминокарбоксильных этилендиаминных кислот и их производных Г В связи с большей растворимостью в воде предпочтительнее исполь­ зовать натриевые, калиевые, аммонийные соли. Выщелачивание этими растворителями осуществляют в течение 50— 100 ч при тем­ пературе 10—90° С, Ж : Т = 1 : 2. Необходимую величину кислот­ ности pH = 5н-8 регулируют введением натриевой или калиевой щелочи. Медь из раствора извлекают одним из известных способов: химическим осаждением, электролизом при плотности тока 150— 250 А/м2 или водородом при давлении 2—4 МПа (20—40 ат) .и темпе­ ратуре 100—150° С. При использовании извести (1,8 кг извести на 1 кг меди) осаждается 96% меди и регенерируется растворитель [366].

В последние годы уделяют внимание использованию аммиачных растворов для извлечения меди из Медистых песчаников 2, предва­ рительно восстановленных окисленно-известковых руд или хвостов их обогащения [8, с. 70—71].

Схемы с использованием сернистой кислоты

В работе [8, с. 75—76] сообщалось об испытании фирмой Майами (США) технологии переработки окисленных хвостов флотации на установке производительностью 100 т/сут с использованием в ка­ честве растворителя сернокислых растворов, содержащих 20 г/л H 2S04 и насыщенных сернистым газом до 2—4% S 0 2. Это1

1 Пат. (США), № 3438767, 1969.

а К о б я к Г. Г. Исследование химического и фазового состава пермских меди­ стых песчаников и разработка способа промышленного извлечения из них меди. Кандидатская диссертация, Пермь, 1951.

174

позволило достигнуть извлечения меди до 90%. В связи с присут­ ствием в обрабатываемом материале 0,1—0,2% меди в виде силика­ тов, при обработке руды раствором, насыщенным только сернистым газом, извлечение меди не превышало 70—80%. Успех технологии во многом зависит от совершенства конструкции аппарата для выще­ лачивания, поскольку необходимы быстрое насыщение раствора га­ зом и хороший контакт его с частицами руды. Наиболее подходя­ щими оказались вращающиеся барабаны, оборудованные специаль­ ным приспособлением, обеспечивающим хороший контакт раствора с сернистым газом. Достоинство технологии — высокая рентабель­ ность даже при небольшом масштабе производства, особенно при наличии дешевых источников сернистого газа и для руд с повышен­ ной кислотоемкостыо.

Харлан-процесс

Особое значение имеет технология переработки окисленных руд, разработанная фирмой Харлан Металз Ко [367—373] *. Отличи­ тельная ее особенность — применение несложного оборудования, компактность, мобильность и высокая производительность. Про­ должительность цикла переработки руды до конечной продукции составляет около 4 ч.

Руду, в которой не менее 2% Си**, дробят до крупности —6,35 мм и подвергают выщелачиванию отработанным электролитом, содер­ жащим 8—9% H2S04, 15 г/л Си, при 43—54° С (Ж : Т = 1 : 1) и

интенсивной восходящей перколяции раствора. Через 40—90 мин содержание меди в растворе достигает 25—45 г/л. Пульпу фильтруют, а раствор направляют на электролиз. Чаны для выщелачивания и отстойники были изготовлены из стеклопластика.

Электролиз проводят в ваннах особой конструкции при напряже­ нии 6,25—8 В и плотности тока 1350—2700 А/м2 (меньшее значение плотности тока поддерживается в начале процесса). Аноды изго­ товлены из сплава свинца (88—91%) и сурьмы (9—12%), а катоды — из никелевой жести (99% Ni), помещенные в диафрагмы из материала Дайнель—Виньон. Порошок осыпается с катода, что существенно упрощает обслуживание ванн. В ванну 'объемом 5,2—5,4 м3 поме­ щают 9 анодов и 8 катодов. Одноименные электроды соединены па­ раллельно. Дендритообразование устраняется за счет округления торцов катода и его более глубоком (на 2,54 см) погружении, чем анода. Специальная конструкция системы токоподвода ванны, рас­ положение электродов обеспечивают минимальные потери электро­ энергии, эффективное использование джоулева тепла.

Размеры анодов и катодов соответственно 0,762x0,99x0,013 м и 0,81x 1,016x0,0064 м; расстояние между ними 7-—8,3 см, изменяя

175

Высокие показатели электролиза были достигнуты за счет тща­ тельного контроля электрического режима, температуры и состава электролита; совершенного оборудования и механизации основных операций; устранения поляризации электродов; рационального типа электродов и расположения их в ванне.

Используемую воду предварительно очищают от хлора, фтора, кальция, магния. В растворе поддерживают определенную концен­ трацию алюминия, присутствие которого ускоряет осаждение меди. Дефицит сульфат-иона в системе (за счет образования гипса при выще­ лачивании, например, кальцитсодержащих руд) устраняют введением сульфата натрия.

Для получения порошка, содержащего 99% Си, концентрация трехвалентного железа должна быть не более 1,1 г/л, а при получе­ нии еще более чистого порошка (99,9% Си) — не более 0,44 г/л. Вредное влияние железа устраняют добавкой четырехнатриевой соли этилендиаминовой тетрауксусной кислоты (3,44 г на 1 г Fe3+ при pH = 4-н5) или фосфорной кислоты (5,5 мл 85%-ной кислоты на 1 г Fe3+).

Концентрационную поляризацию устраняют интенсивным пе­ ремешиванием электролита, подавая раствор со скоростью 8,7 л/с через перфорированную трубу. Особенно тщательно контролируют плотность электролита и содержание в нем иона сульфата.

Пульпу порошка автоматически выгружают из ванны, трижды

шт. Аризона). Данный процесс особенно заманчив при эксплуата­ ции небольших месторождений и пригоден для переработки суль­ фидных материалов после их обжига или сульфатизации.

Глава ///

ПЕРЕРАБОТКА СМЕШАННЫХ РУД

Значительная часть медных месторождений представлена рудами, в которых содержатся окисленные и сульфидные минералы (смешан­ ные руды). Как правило, непосредственное обогащение этих руд приемами флотации не обеспечивает высокое извлечение меди в кон­ центрат. Для их переработки используют комбинированные методы: выщелачивание — осаждение—флотация (ВОФ), сегрегация.

Метод ВОФ был разработан в США фирмой «Анаконда»

(«Leaching—precipitation—flotation, LPF). В СССР обстоятельные исследования этой технологии выполнены под руководством проф. В. Я. Мостовича в 1931 г,

176