Способ переработки медного электролита

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА(57) Изобретение относится к области цветной металлургии, к переработке медного электролита на медный купорос. Способ переработки медного электролита включает нейтрализацию основными сульфатами меди до остаточного содержания серной кислоты 20-25 кг/м 3 с последующим осаждением мышьяка некондиционным баритовым концентратом из расчета 1,5-3,0 кг 4 на 1 кги кристаллизацией медного купороса. Способ позволяет извлекать из маточного раствора до 80 меди в товарный медный купорос.(72) Омаров Хылыш Бейсенович Жарменов Абдурасул Алдашевич Султанова Лилия Минулловна Сагиндыкова Зоя Байтурсыновна Абсат Зауре Бакикызы(73) Республиканское государственное казенное предприятие Карагандинский государственный университет им. Е.А. Букетова Министерства образования и науки Республики Казахстан 15332 Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к процессу электролитического рафинирования меди и дает возможность наряду с выводом мышьяка в малорастворимой форме,получать качественный медный купорос. Известен способ переработки медного электролита (а.с. СССР 894010, 1981) с применением оксида меди, который добавляется в маточный раствор после кристаллизации медного купороса. При расходе СО 2,8-3,0 кг на 1 кг меди в растворе ее концентрацию удается снизить до 0,1 кг/м 3. Образующиеся основные сульфаты меди используются для нейтрализации электролита. Осаждение мышьяка осуществляется при рН 2,1-2,2,основных сульфатов - 4,6-4,8. Недостатками данного способа являются- использование дорогостоящего оксида меди- большие потери меди, в среднем 1-3 тонны на 1 тонну мышьяка, в виде медно-арсенатных кеков. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ осаждения мышьяка из медьсодержащих растворов (а.с. СССР,1150972,1983) обеспечивающий 95-ый вывод мышьяка в твердую фазу в форме арсената железаи получение медного купороса требуемого качества. Существенными недостатками данного метода являются необходимость предварительной электрохимической обработки осадителя мышьяка магнетита, с целью перевода 2 в 3- образующийся аморфный осадок арсената железа увлекает с собой за счет адсорбции, до 515 меди и 3-7 никеля и характеризуется неудовлетворительной фильтруемостью- снижение качества товарных сортов медного купороса, за счет избыточного содержания в них железа. Решаемой задачей предлагаемого способа является повышение эффективности технологии переработки медного электролита на медный купорос путем оптимизации стадии нейтрализации электролита основными сульфатами меди и утилизации мышьяка некондиционным баритовым концентратом. Достигаемый технический результат - степень осаждения мышьяка - 96 и выход меди в медный купорос до 80 . Сущность метода заключается в нейтрализации медного электролита основными сульфатами меди до остаточного содержания серной кислоты 20,025,0 кг/м 3 с последующим осаждением мышьяка некондиционным баритовым концентратом и кристаллизацией медного купороса. Указанный технический результат получения товарного медного купороса с наибольшим выходом обеспечивается при расходе баритового концентрата 1,5-3,0 кг 4 на 1 кгна стадии осаждения мышьяка и в условиях исключения сокристаллизации сульфатов никеля (низкие температуры и быстрое охлаждение раствора). Существенными признаками заявляемого способа, отличающими от прототипа являются- нейтрализация электролита основными 2 сульфатами меди до концентрации 20-25 кг/м 3 серной кислоты- использование в качестве осадителя мышьяка отходов производства (некондиционный баритовый концентрат), что позволяет исключить загрязнение раствора посторонними примесями- увеличение выхода меди в товарный медный купорос (до 80 ). Для решения поставленной задачи в медный электролит (следующего состава, кг/м 3 42,2 Си 19,220,3137,2 24) вносили расчетные навески основных сульфатов меди при температуре раствора 60 С. Через 2,0 часа растворы отфильтровывали и анализировали на содержание основных компонентов. Затем проводили в течение 0,5 часа осаждение мышьяка баритовым концентратом. После отделения мышьяксодержащего осадка раствор направляли на упаривание и последующую кристаллизацию медного купороса. Результаты представлены в таблице 1. В ходе нейтрализации, по мере снижения кислотности раствора, создаются условия для протекания процесса осаждения мышьяка в виде арсената меди, т.к. арсенаты никеля образуются при более высоком рН . Как видно из данных таблицы 1,при снижении концентрации 2420 кг/м 3 наблюдаются значительные потери меди в виде медно-арсенатных кеков. Из-за насыщения раствора сульфатом меди, арсенат меди, характеризующийся сравнительно низкой растворимостью, переходит в осадок, т.е. имеет место эффект высаливания. Поэтому стадию нейтрализации следует завершать при кислотности раствора 20 кг/м 3, к тому же высокая концентрация медного купороса способствует полноте осаждения мышьяка баритовым осадителем. Применение некондиционного баритового концентрата (4 - 80-85, 2 - 10-15, А 12 Оз, и др. - остальные) из расчета 1,5-3,0 кг 4 на 1,0 кгпозволило снизить концентрацию мышьяка в маточном растворе 0,81 кг/м 3 (степень осаждения мышьяка - 96). Маточный раствор выпаривали до плотности 1,48 кг/м 3, быстро охлаждали при перемешивании до полного осаждения кристаллов. Состав медного купороса представлен в таблице 2. Как видно, во всех опытах получен кондиционный медный купорос, однако в опытах при нейтрализации до кислотности 20 кг/м 3 выход продукции - медного купороса значительно снижается, что подтверждает экономическую обоснованность выбранной нами глубины нейтрализации медного электролита (20-25 кг/м 3 24) основными сульфатами меди. Пример. В 5 л промышленного медного электролита АО Балхашмыс, содержащего (кг/м 3) С - 42,2,19,2,- 20,3, 24 -137,2 добавляют 0,950 кг основного сульфата меди. Температура процесса 60 С. Продолжительность - 2 часа. Концентрация 24 в маточном растворе составляет 20,73 кг/м 3. 15332 Степень удаления мышьяка из такого раствора при введении 0,380 кг баритового осадителя в течение 0,5 часа составляет 96,1 (табл. 1, опыт 3). Образующийся мышьякосодержащий осадок отфильтровывается. Фильтрат после анализа на основные компоненты направляется на упаривание и последующую кристаллизацию. Маточный раствор объемом 5,0 л выпаривали до плотности 1,48 кг/м 3 (объем 2,5 л), охлаждали при перемешивании до полного осаждения кристаллов. Выпавшие кристаллы отсасывали на воронке Бюхнера, промывали небольшим количеством воды,не более 10 от объема раствора, взятого на упаривание. Как видно из опыта 3 (табл.2),полученный в вышеуказанных условиях медный купорос соответствует сорту 1 А, а выход меди в товарный продукт - 80,2. Таким образом,при использовании предлагаемого способа достигается оптимальная концентрация серной кислоты, позволяющая максимально перевести мышьяк в труднорастворимую форму без внесения посторонних компонентов в рабочий раствор и получить высокие сорта медного купороса. При этом решается ряд задач экологического характера,в том числе возврат очищенного электролита в производственный цикл. Объем мышьяксодержащих осадков не превышает объема кеков, получаемых в действующей технологии переработки медного электролита на купорос. Таблица 1 Результаты осаждения мышьяка ( 20,Зкг/м 3) из маточного раствора после стадии нейтрализации и введения некондиционного баритового концентрата (0,380 кг осадителя на 5,0 л раствора)опыта после осаждения баритовым концентратом 0,85 0,82 0,79 0,39 0,34 0,08 Концентрация, кг/м 3 24 С в р-ре перед после кристаллиз кристал ацией лизации 63,82 49,30 52,04 50,04 43,05 54,10 32,81 66,22 22,60 69,57 12,74 72,45 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ переработки медного электролита,включающий нейтрализацию электролита основными сульфатами меди, осаждение мышьяка и последующую кристаллизацию медного купороса, Медный купорос,отличающийся тем,что нейтрализацию электролита проводят до концентрации серной кислоты 20-25 кг/м 3, а мышьяк осаждают некондиционным баритовым концентратом из расчета 1,5-3,0 кг 4 на 1 кг .