способ извлечения меди из шахтных вод и пульп

Формула изобретения

Способ извлечения меди из шахтных вод и пульп, включающий корректировку кислотности шахтных вод и пульп, сорбцию меди иминодиацетатным амфолитом с последующей ее десорбцией серной кислотой, отличающийся тем, что процесс сорбции ведут без предварительного отделения твердой части при рН 3,0-3,5, соотношении твердое: жидкое 1: 57, времени контакта фаз 5-7 ч, соотношении твердое: ионит 5-6.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для извлечения и концентрирования меди при переработке шахтных вод и других отходов медных производств.

Известен способ (аналог) [1], с помощью которого можно извлекать медь из кислых шахтных вод. Указанный способ основан на цементационном выделении меди на железной стружке. Основными недостатками этого способа являются низкая степень извлечения меди (не более 50%) и невысокое содержание ее в цементном осадке (не более 30%).

Известен способ сорбционного извлечения меди из шахтных вод, включающий в себя нейтрализацию кислых стоков, осаждение и фильтрацию железа, сорбцию меди из осветленного раствора иминодиацетатным амфолитом АНКБ-35 с последующей десорбцией ее раствором серной кислоты [2]. Указанный способ взят в качестве ближайшего аналога, как наиболее близкий к заявляемому и отличающийся высокой эффективностью. Существенным недостатком указанного способа является наличие стадии фильтрации гидроксида железа. Эта стадия является трудоемким и энергоемким процессом, что делает экономически невыгодным извлечение меди из шахтных вод этим способом. Кроме этого на этой стадии происходит потеря меди за счет соосаждения ее с гидроксидом железа. Недостаточна селективность извлечения, связанная с сорбцией ряда примесей при рН более 3,5.

Задачей изобретения является разработка способа селективного извлечения меди из сбросных шахтных вод, позволяющего значительно упростить процесс извлечения меди, снизить его энергоемкость, увеличить степень извлечения меди за счет устранения операции фильтрации осадка.

Технический результат достигается тем, что сорбцию меди из шахтных вод ведут после их реагентной обработки до рН 3,0-3,5 иминодиацетатным амфолитом в статических условиях без предварительной фильтрации растворов при отношении Ж: Т (жидкое:твердое) 5-7, времени контакта фаз 5-7 часов, отношении твердое:ионит - 5-6.

Уменьшение и увеличение рН сверх указанных нецелесообразно. В первом случае резко уменьшается сорбируемость меди, а следовательно, и степень извлечения. При рН более 3,5 происходит увеличение сорбции примесных ионов элементов, содержащихся в пульпе, что уменьшает селективность процесса. Кроме этого с увеличением рН раствора происходит уменьшение сорбции меди за счет со осаждения ее с гидр оксидом железа. При Ж:Т меньше 5 образуется плотная плохо промешиваемая пульпа, что осложняет процесс сорбции меди. Кроме этого увеличивается сорбция железа. При отношении Ж:Т больше 7 резко увеличиваются объемы растворов, что ведет к увеличению количества оборудования. В то же время положительных эффектов по извлечению и очистке меди не наблюдается. Максимальная сорбируемость меди достигается за время сорбции 5-7 часов. При времени контакта меньше 5 часов степень извлечения меди падает, при времени контакта более 7 часов увеличения степени извлечения не происходит. При отношении твердое:ионит меньше 5 степень извлечения меди практически не изменяется, а степень извлечения железа растет. При увеличении этого показателя сверх 6 степень извлечения меди уменьшается.

Пример 1. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 2 грамм (в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж:Т=5 и выдерживали при перемешивании в течение 3 часов при различных рН при комнатной температуре. Результаты исследований приведены в табл.1.

Пример 2. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 3 грамм (в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) с рН, равным 3,5, и выдерживали при перемешивании в течение 3 часов при различных соотношениях Т: Ж при комнатной температуре. Результаты исследований приведены в табл.2

Пример 3. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 3 грамм (в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж:Т=5 и рН 3,5 выдерживали при перемешивании в течение 1, 3, 5, 7 часов при комнатной температуре. Результаты исследований приведены в табл. 3.

Пример 4. Навеску иминодиацетатного амфолита АНКБ-35 в количестве 2,86; 3,33; 4,0; 5,0 (соотношение твердое:ионит равно соответственно 7, 6, 5, 4) грамм (в пересчете на абсолютно сухой вес) помещали в реактор и заливали ее пульпой, содержащей 20 грамм шлама (в пересчете на абсолютно сухой) при соотношении Ж: Т=5 и рН 3,5 выдерживали при перемешивании в течение 3 часов при комнатной температуре. Результаты исследований приведены в табл.4.

Таким образом, совокупность заявленных признаков позволяет решить задачи, обеспечив качественное и селективное извлечение меди из шахтных вод и пульп. Предложенный способ прост и позволяет решить экологические проблемы за счет утилизации тяжелых металлов из сбросных растворов.

Источники информации

1. Рогов Б. М., Пинигин В.К. Совершенствование технологии очистки рудничных вод Кировградского медеплавильного комбината. Свердловск, 1990.

2. Рычков В.Н., Черный М.Л. // Химия, технология и промышленная экология неорганических соединений. Пермь, 2000, вып. 3, с. 140-143.