Способ получения меди из их сульфидов

(51) 01 3/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ ИХ СУЛЬФИДОВ(57) Изобретение относится к способам получения меди из руд медного концентрата методом газофазного восстановления. Восстановленный металл меди может найти применение в качестве катализаторов, и в качестве добавок в металлургической промышленности.(72) Мансуров Зулхайыр Аймухаметович Акназаров Сестагер Хусайнович Тулепов Марат Изтлеуович Головченко Ольга Юрьевна Рысбекова Айгуль Бокеновна(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского 22656 Изобретение относится к способам получения меди из руд медного концентрата методом газофазного восстановления углеводородами. Известен способ получения металлов из их сульфидов (А.с. 2111271. РФ. Способ получения металлов из их сульфидов / С.В. Дигонский, Н.А. Дубинин, Е.Д. Кравцов опубл. 20.05.98, Бюл.14.). Суть этого метода заключается в том, что при получении металлов путем восстановления их сульфидов. В способе получения металлов из их сульфидов слой восстанавливаемого сульфида размещают в реакционном объеме под слоем углеродистого восстановителя и ведут восстановление в атмосфере водорода,регенерируемого углеродистым восстановителем из паров воды, подаваемых в реакционную зону. Недостатком способа является то, что реакция восстановления металлов протекает с дефицитом по водороду, следовательно, степень восстановления сульфида лимитируется количеством содержащейся в шихте влаги. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является способ получения металлов восстановлением (А.с. 1397521. СССР. Способ получения металлов / А.Г. Сырков опубл. 23.05.88, Бюл.19). Процесс получения металлов, включает обработку твердых соединений металлов газообразным восстановителем. Восстановление ведут осушенным природным газом в температурном интервале 500 - 537,8 С. Недостатком известного способа является восстановление металла через осушенный природный газ,что ведет к высокой энергопотребности и себестоимости полученного металла. Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощения способа, снижение стоимости и энергозатрат, возможность использования медного концентрата. Указанная техническая задача решается предлагаемым способом процесс осуществляли в цилиндрическом кварцевом реакторе (30-50 мм),в который помещали лодочку с руд медьсодержащими концентратами. В реактор с постоянной скоростью непрерывно поступала смесь газов с определенным соотношением реагентов. Скорость потока, соотношение реагентов и температуру в реакторе варьировали от опыта к опыту. Газофазное восстановление с программированием температуры (ТПВ) проводили водородом и пропанобутановым газом на медных концентратах, в ходе которого было установлено,что медные концентраты начинают превращаться с образованием 2, 2,уже с 400 С, при различных временах контакта в интервале температур 400600 С. С момента ввода газового потока в реактор наблюдается выделение 2 и 2. Далее процесс протекает с образованием 2, 2 и. Выход этих продуктов возрастает во времени,проходит через максимум, и затем резко падает до температуры 500 С. Преимущество газофазного восстановления меди из концентрата от предлагаемого прототипа заключается в одностадииности процесса, в использовании более дешевого концентрата, чем оксид медив масштабности предлагаемого метода, который может рекомендоваться на полупромышленное производства меди. В работе использовали медные концентраты из месторождений Балхашский (первый и второй),Ормет и Александрийский. Химический состав медных концентратов приведен в таблице 1. Ниже приведенные примеры иллюстрируют возможность получения меди непосредственно из их сульфидов,без предварительного окислительного обжига и расхода водорода из внешнего источника на их восстановление. Таблица 1 Химический состав исходных порошков медных концентратов Образец Балхашский 1 Александрийский Ормет (Россия) Балхашский 2 Пример 1. Для выяснения характера восстановления медных концентратов в режиме ТПВ был выбран водород. Восстановление проводили на медных концентрациях Балхашского месторождения. В спектре ТПВ водородом (первый Балхашский,второй Балхашский) появились два интенсивных пика с Тм 400 С и Тм 450 С и интенсивного при 550 С и 600 С, и область поглощения 800 С. Пример 2. Сравнение спектров ТПВ пропан бутановой смесью на медных концентратах первого и второго Балхашских месторождений (первый 2 Балхашский второй Балхашский) показывают, что общий вид спектров практически совпадает, ТПВ спектр обоих образцов состоит из двух пиков поглощения низкотемпературного и высокотемпературного. Однако для второй Балхашский месторождений максимум высокотемпературного пика смещается с 550 С. Такое увеличение устойчивости к восстановлению для данного образца, по всей видимости, связано,во-первых, с различием фазового состава концентратов,во-вторых,с преобладанием большого содержания железосодержащих 22656 компонентов в первом образце Балхашского месторождения, и в третьих, с различием в способах формирования активного компонента на поверхности медного концентрата. Следует отметить, что спектры ТПВ в зависимости от времени контакта незначительно видоизменяются, в то же время общий вид кривых сохраняется. Восстановление углеводородами представляет собой более сложную последовательность промежуточных реакций, в которых образуемые активные центры в ходе восстановления могут вступать в промежуточные реакции и тем самым погашать свою активность, которая отражается на интенсивности хода кривых термопрограммированного восстановления. Пример 3. По характеру восстановления в режиме ТПВ пропан бутановым газом концентратов Александрийского месторождения в образцах имеются две области восстановления первое-с узким пиком, выходящим до 350-400 С и вторая пологий участок кривой в районе температур 450650 С. Обычно восстановление оксидов меди протекает в два этапа, сначала С 2 восстанавливается до С,а затем С до С. Исходя из этого первый пик можно отнести к восстановлению СО до СО и это лимитирующая стадия процесса восстановления. Так как по предварительным рентгенофазовым данным в образцах превалирует большое количество меди, то оно содержатся в основном в виде СО, следовательно, первый пик можно отнести к С 2 с примесями С в концентрате. На это же указывает и соотношение площадей пикови, где имеется преимущественно пик . Пример 4. Максимум первого пика восстановления пропан бутановым газом месторождения Ормет лежит в области 380-400 С,однако максимум высокотемпературного пика смещается с 500-550 С. Следует учитывать влияния валентности на каталитические свойства катализаторов. Таким образом, восстановление меди протекает в два этапа, сначала двухвалентная медь восстанавливается до одновалентной формы, а затем до металлической меди. По окончании химического взаимодействия между сульфидами меди и газообразным углеродистым восстановителем, в реакционном объеме образовывался порошок восстановленного меди. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения меди ведут восстановлением с осушенным природным газом в температурном интервале 500 С 537,8 С, отличающийся тем,что эффективное восстановление медного концентрата ведут в пропан бутановой среде при температуре 400-600 С.