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

Для выделения накапливающегося никеля часть оборотного раствора выводят на регенерацию. Позднее завод был переведен на солянокислотную технологию, которая рассматривается ниже.

Схема с использованием солянокислого выщелачивания

Фирмой «Фолкенбридж» (Канада) испытана технология перера­ ботки файнштейна, основанная на селективном выщелачивании ни­ келя концентрированными растворами соляной кислоты [482—485] К Медьсодержащий остаток (75,6% Си, 1,8% Ni), в который переходят благородные металлы, до 98% Си и только 1,3% Ni, подвергают обжигу, а затем выщелачиванию с последующим электролизом.

Никельсодержащий раствор очищают экстракцией от железа (трибутилфосфатом), кобальта (тиоизоактиламином), подкисляют со­ ляной кислотой и подвергают кристаллизации с последующей пе­ реработкой NiCl2.6H20 до'металла. По другому варианту получают закись никеля в процессе высокотемпературного гидролиза в реак­ торе кипящего слоя. Закись никеля восстанавливают до металла в трубчатой печи.

Промышленное использование схемы (рис. 77) позволит значи­ тельно сократить количество оборотных продуктов (по сравнению с Хибинетт-процессом) и высвободить дополнительные мощности.

По этой схеме в Канаде (шт. Онтарио) в 1974 г. предполагается пуск нового завода производительностью 13,6 тыс. т никеля, 9,9 тыс. т меди, 6,3 тыс. т элементарной серы и 227 т солей кобальта.

Автоклавные схемы

В процессе автоклавного сернокислотного выщелачивания медно­ никелевой шпейзы, содержащей 14,24% Си, 14,14% Ni, 40,4% Asj

26,4% Sb, 1,12% Fe, 0,75% Pb, при 140° C pof = 1,5^2 МПа (15—20 ат), за 1 ч в раствор извлекали 93—95% Си, —100% Ni, 89—92% As. При этом расход серной кислоты не превышал стехио­ метрического количества для связывания никеля, меди з сульфаты

[486].

На полупромышленной установке было испытано автоклавное

кали 98,5% Си и Ni, 95% Со. Из растворов медь осаждали в виде сульфида. При получении растворов, более богатых по меди, возможно селективное автоклавное ее осаждение, аналогично описанному в работе [100]. Последующая переработка растворов была типична для аммиачных схем. Состав получаемых продуктов, по данным ра­ боты [487], приведен в табл. 40.

Таблица 40

Состав основных продуктов переработки медно-никелевого штейна по схеме с аммиачным выщелачиванием

Продукты Ni Си Со • Fe S NH3B

предприятие в Порт-Никеле (США, шт. Луизиана) начнет перера­ батывать по автоклавной схеме медно-никелевые штейны в коли­ честве 44 тыс. т/год, получаемые из республики Ботсвана. Предпо­ лагается выпуск 17 тыс. т/год никеля и 15,5 тыс. т/год меди в виде порошков; последние после брикетирования будут перерабатывать на медные вайербарсы и катодный никель.

а никель и кобальт переходят в раствор соответственно на 97,5 и 95%. Катодная плотность тока составляет 600 А/м2. В медном по- 'рошке содержится 86—90% Си; 0,5—0,6% Ni; 0,01—0,06% Со; 0,02% Fe; 0,5% S. Соосаждение никеля устраняется при конечной кислотности не менее 12—13 г/л. В растворе содержится 45—55 г/л Ni

и0,6—0,8 г/л Си.

Вшлам, содержащий 43—55% Си, 1—2% Ni, 37—47% S (35—

38% S°), переходит до 50% S, 30% Си, 2% Ni и 5% Со. В нем же концентрируются и благородные металлы.

При увеличении концентрации железа в штейнах с 2,7 до 45%, его содержание в растворе возрастает с 1,3 до 22 г/л, Одновременно повышается напряжение на ванне до 3—4 В, падает выход по току

244

с 76 до 62,5% (25,2% Fe) и резко возрастает рас-ход электроэнергии: с 5,7 до 23 кВт.ч в расчете на 1 кг никеля.

При укрупненно-лабораторных испытаниях при напряжении на ванне 4—6 В и Ц<= 750 А/м2 достигнут выход по току 75% и рас­ ход электроэнергии на 1 т металлов, перешедших в раствор, 5650 кВт -ч. На заводе Ньюарк (США) медно-никелевый файнштейн, содержащий 46% Ni, 28% Си, 23% S, 2,7% Fe, переплавляют, разливают в графитовые изложницы и охлаждают при тщательном соблюдении температурного режима. Получаемые аноды после тер­ мической обработки завешивают в ванны; размер анода 0,21 Х0,74Х X 0,019 м, масса 20 кг.

Электрорастворение проводят в сульфатном электролите, содер­ жащем 50—70 г/л Ni, 80—100 г/л H2S04, при плотности тока 280 А/м2,

напряжении 2,8 В, температуре 50—60° С и циркуляции раствора

0,46 м3/ч.

Медь выделяется на катоде в виде губчатого осадка; никель пе­ реходит в раствор, в котором содержится 120— 130 г/л Ni, 0—2 г/л Си, 5—6 г/л Fe,.8—15 г/л H2S04; после о ч и с т к и о т железа с использо­ ванием карбоната никеля и от меди сульфидом натрия раствор пе­ рерабатывают на купорос.

Анодный шлам, содержащий элементарную серу, платиновые металлы, промывают, обезвоживают и подвергают сульфатизирующему обжигу! При выщелачивании огарка доизвлекают медь и ни­ кель и получают платинусодержащий кек (>20% платиноидов).

Таким образом, при электрохимической технологии на этом пред­ приятии получают не только медь, никель,, элементарную серу, но и высокосортный концентрат платиновых металлов [491 ].

Для получения катодной меди (2 т/сут) и никеля (0,5 т/сут) из медно-никелевого раствора на медеэлектролитном заводе в ЭльПазо (США, шт. Техас) принята технологическая схема с использо­ ванием экстракции [492].

Исходный раствор, содержащий 70—90 г/л Си, 25—30 г/л Ni, разбавляют для предотвращения кристаллизации меди, экстраги­ руют (LIX-64N) медь в две стадии до остаточного содержания ее в рафинате 0,002 г/л; реэкстракцию проводят в две стадии раствором серной кислоты (165 г/л H2S04). Медь осаждают в шести ваннах конструкции фирмы «Континенталь Коппер энд Стил», обеспечи­ вающих интенсивную'направленную циркуляцию электролита. Это позволяет без опасности дендритообразования, загрязнения катод­ ного осадка повысить в 4—5 раз плотность тока, тем самым суще­ ственно интенсифицировать процесс выделения меди.

Рафинат очищают от остаточной меди, нейтрализуют аммиаком для осаждения железа и алюминия. Из отфильтрованного раствора шикель экстрагируют в три стадии до остаточного его содержания в отработанном растворе 0,01 г/л. После реэкстракции оборотным электролитом из никелевого раствора получают катодный никель при катодной плотности тока 380 А/м2 или чистые никелевые соли.

После упаривания рафината от экстракции никеля и кристалли­ зации выделяют сульфат аммония.

245

ПЕРЕРАБОТКА МЕДНО-КОБАЛЬТОВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ

Схемы с использованием сульфатизирующего обжига или термической подготовки

На заводе Шитуру наряду с окисленными концентратами перераба­ тывают сульфидные медно-кобальтовые концентраты, содержащие до 40—-55% Си и 1,2—2,5% Со [401, 493—495]. Особенность их — практически отсутствие благородных металлов, что во многом опре­ делило выбор гидрометаллургической схемы (рис. 78).

Рис. 78. Технологическая схема медной ветви при переработке медно-кобальтовых концен­ тратов

Пульпу концентрата (76—80% твердого) подвергали сульфатизирующему обжигу при температуре 675—680° С в печи КС диаметром 4,25 м и производительностью 100 т/сут. Заданную температуру под­ держивали подачей воды или сжиганием угля. Избыток воздуха от теоретически необходимого достигал 25%, продолжительность операции 6 ч.

246