Способ извлечения рения из твердых промпродуктов

(51) 22 61/00 (2006.01) 22 В 3/12 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных и редких металлов, в частности, рения, и может быть использовано при переработке ренийсодержащих пылей и шламов медного и свинцового производств. В предложенном способе извлечение рения из твердых промпродуктов, содержащих рений и цветные металлы, например, пылей и шламов медного и свинцового производств, достигается выщелачиванием раствором соды при нагревании в присутствии пероксида водорода, который вводят в пульпу при достижении в растворе постоянной концентрации сульфатной серы из расчета 130-160 кг на 1 кг недоизвлеченного содой рения. Способ позволяет повысить извлечение рения из твердых промпродуктов медного и свинцового производств в раствор до 98 .(72) Шарипова Айнаш Сугурбековна Абишева Зинеш Садыровна Загородняя Алина Николаевна Телешев Кайсар Джумаханович Садыканова Салтанат Элемесовна Юдин Александр Борисович Боброва Вера Васильевна Абдрахманова Зауре Тулегеновна(73) АО Центр наук о земле, металлургии и обогащения(56) Травкин В.Ф., Бессер А.Д., Глубоков Ю.М.,Астахова О.Н. Экстракционный процесс извлечения рения из промпродуктов медного производства.(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ ИЗ ТВЕРДЫХ ПРОМПРОДУКТОВ 14817 Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных и редких металлов, в частности рения, и может быть использовано при переработке ренийсодержащих пылей и шламов медного и свинцового производств. При пирометаллургической переработке медной и свинцовой ренийсодержащей шихты образуется ряд свинцовых промпродуктов, в частности пылей и шламов. В пылях часть рения (от 30 до 50 ) содержится в виде легкорастворимых в водных растворах соединений, например, перренатов цветных металлов, остальное количество рения находится в виде малорастворимых оксидов и сульфидов рения (Лебедев К.Б. // Рений. М., 1963, с. 115-116). В шламах рений находится в основном в виде малорастворимых соединений. Содержание рения в пылях медного производства колеблется от 80 до 180 г/т, свинцового - от 400 до 1000 г/т, в шламах - от 140 до 1300 г/т. Пыли и шламы медных производств отправляются на свинцовые заводы. При переработке этих промпродуктов на свинец пирометаллургическим методом рений возгоняется и концентрируется во вторичных пылях. Предложен ряд способов извлечения рения из твердых ренийсодержащих пылей и шламов. Известен способ извлечения рения из шламов,согласно которому выщелачивание проводят раствором серной кислоты в присутствии пероксида водорода, при ЖТ 5-101, температуре - 80 С,продолжительности - 1 час. Расход кислоты составляет 1,53 кг/кг шлама, пероксида - 1,4. При этих условиях в раствор извлекается от 79,2 до 91 рения (Травкин В.Ф., Бессер А.Д., Глубоков Ю.М.,Астахова О.Н. Экстракционный процесс извлечения рения из промпродуктов медного производства // Цветная металлургия, 1999,10,с. 18). К недостаткам этого способа можно отнести недостаточно высокое извлечение рения в раствор. При этом наряду с рением извлекаются цветные металлы - медь, цинк, кадмий. Наличие этих металлов затруднит дальнейшую переработку растворов с целью извлечения из них рения,приведет к потере цветных металлов и загрязнению водоемов токсичными веществами, например,кадмием,либо потребует самостоятельной технологии извлечения цветных металлов из растворов от вскрытия промпродуктов. Известен способ извлечения рения из пылей медного производства, согласно которому пыль предварительно измельчают до 1 мм, затем выщелачивают растворами соды при следующих условиях расход соды - 15-38 от навески пыли,ЖТ 51, температура - 95 С, время 2 часа. Выщелачивание проводят в три ступени. Извлечение рения составило 82-88(Лебедев К.Б.,Агеев С.А. // Металлургическая и химическая промышленность Казахстана, 1962,6, с. 31-34). Несмотря на достаточно высокое извлечение ценного металла, этот способ имеет ряд недостатков большой объем растворов,поступающих на последующее извлечение из них 2 рения, высокие энергетические и реагентные затраты за счет трехкратного выщелачивания пылей. Известен способ двухстадийного выщелачивания ренийсодержащих пылей и шламов (патент РК 4689, 1998). Эти продукты предложено выщелачивать растворами серной кислоты (100 г/л) при ЖТ 31, температуре - 90 С. Пульпу отфильтровывают. Кек выщелачивают раствором соды при мольном соотношении соды и свинца,равном 1,5-2,51. Содовый фильтрат, содержащий рений,направляют на приготовление сернокислотного раствора и на последующее выщелачивание пыли. При двухстадийном выщелачивании пыли в раствор извлекается 89-91 рения, 45 меди, 89 цинка, 88 железа, 70 мышьяка. Недостатками способа являются коллективное извлечение металлов в раствор,высокие энергетические и реагентные затраты на двухстадийное выщелачивание пыли. Присутствие в растворах цветных металлов в существенных концентрациях отрицательно скажется как на технических показателях извлечения из них рения,так и на качестве товарной рениевой продукции перрената аммония. Кроме того, на предприятиях медной подотрасли, как правило, из растворов извлекают только рений, а остальные элементы сбрасываются на очистные сооружения, что приводит к потерям цветных металлов и загрязнению окружающей среды вредными элементами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ(Травкин В.Ф., Бессер А.Д., Глубоков Ю.М.,Астахова О.Н. Экстракционный процесс извлечения рения из промпродуктов медного производства // Цветная металлургия, 1999,10,с. 18), согласно которому ренийсодержащие промпродукты выщелачивают растворами соды при нагревании в присутствии окислителя диоксида марганца. При концентрации соды 200 г/л, расходе диоксида марганца 30 от веса шлама, при температуре - 80 С, времени выщелачивания - 2 часа, ЖТ 101 в раствор извлекается 65 рения. К недостаткам данного способа можно отнести низкое извлечение рения в раствор, значительный объем растворов, поступающих на последующее его извлечение. Присутствующий в растворах марганец окажет отрицательное действие на дальнейшее извлечение из растворов рения. Достигаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение степени извлечения рения в раствор. В предложенном способе извлечение рения из твердых промпродуктов, содержащих рений и цветные металлы, например, пылей и шламов медного и свинцового производств, достигается выщелачиванием раствором соды при нагревании в присутствии пероксида водорода, который вводят в пульпу при достижении в растворе постоянной концентрации сульфатной серы из расчета 130-160 кг на 1 кг недоизвлеченного содой рения. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Выщелачивание пылей и 14817 шламов медного и свинцового производств проводят содой до достижения в растворе постоянной концентрации сульфатной серы, которая свидетельствует о полном переводе сульфатов цветных металлов в карбонаты. При этом в раствор извлекается от 35 до 74 рения, который присутствует в пылях и шламах в водорастворимой форме. Затем согласно предлагаемому способу в пульпу вводят пероксид водорода для перевода в раствор недоизвлеченного содой рения, который остается в кеке после выщелачивания содой в виде нерастворимых соединений рения низших степеней его окисления. Это позволило повысить степень извлечения рения из свинецсодержащих пылей и шламов до 98 . Введение в пульпу пероксида водорода по окончании процесса образования карбонатов солей цветных металлов обусловлено,во-первых,высвобождением различных соединений рения и других металлов, блокируемых сульфатом свинца и входящих в его кристаллическую решетку, вовторых, эффективным использованием пероксида водорода за счет сокращения времени его контактирования с пылями или шламами при нагревании в процессе выщелачивания содой, так как растворимость газов в водных растворах (в данном случае кислорода) уменьшается. Введение в пульпу пероксида водорода менее 130 кг на 1 кг рения, недоизвлеченного содой, не позволяет более полно извлечь рений в раствор. Это связано с соотношением малорастворимых в пылях и шламах сульфидов, оксидов рения низших степеней его окисления, сульфидов рения . Наличие в твердых промпродуктах растворимых и нерастворимых соединений металлов и их соотношение обусловлено технологическими параметрами переработки медного, свинцового ренийсодержащего сырья и очистки пылегазовой смеси. Введение в пульпу пероксида водорода более 160 кг на 1 кг рения, недоизвлеченного содой,нецелесообразно, так как не способствует переходу в раствор рения. Таким образом, введение в пульпу по окончании процесса образования карбонатов цветных металлов, то есть при достижении в растворе постоянной концентрации сульфатной серы,пероксида водорода из расчета 130-160 кг на 1 кг рения, недоизвлеченного содой, позволяет повысить извлечение рения из пылей и шламов медного и свинцового производств до 98 . Кроме того,выщелачивание по предлагаемому способу можно проводить при более низком значении ТЖ, чем в известном, что позволяет сократить объем растворов, поступающих на извлечение рения. Соответственно снижаются энергозатраты и расход реагентов, упрощается процесс переработки ренийсодержащих пылей и шламов. Примеры осуществления способа. В опытах использовали пыль, содержащую мас.0,0546,539,35,51,0510,80,020,80,64 О 2 0,04 шлам - 0,075 0,1764,90,7 С 0,05610,40,0110,39 О 2. Условия проведения выщелачивания (ТЖ 14,расход соды 140 от количества сульфатной серы в твердом промпродукте, время выщелачивания 40 минут, температура - 50 С) взяты из работы(Абишева З.С., Загородняя А.Н., Шарипова А.С.,Букуров Т.Н., Абайдильдинов М.С. // Цветные металлы, 2002,3, с. 33-36). Окончание процесса образования карбонатов цветных металлов контролировали по содержанию сульфатной серы в растворе. Экспериментально установлено, что по истечении 30 минут содержание концентрации сульфатной серы достигает постоянной величины. В отобранной пробе определяли концентрацию рения. Затем в пульпу при температуре опыта небольшими порциями добавляли заданное количество пероксида водорода. Выщелачивание продолжали в течение 20 минут. Затем пульпу отфильтровали. Кек на фильтре промывали водой до отрицательной реакции на рений, высушивали до постоянного веса при температуре 105 С. Фильтраты и кек анализировали на рений. Пример 1. 100 г пыли состава, указанного выше,выщелачивали раствором 400 мл,содержащего 110 г/л соды. В отобранной пробе содержание серы составило 23 г/л, рения - 0,1 г/л. В карбонатном кеке осталось 0,014 г рения. На это количество недоизвлеченного содой рения в пульпу добавили пероксид водорода из расчета 130 кг на 1 кг рения (5,2 мл реактивного пероксида водорода). Вес сухого кека - 90 г, содержание в нем рения 0,0019 мас. . Извлечение рения в содовый раствор составило 96,8 . Пример 2. Способ осуществляется, как описано в примере 1, но отличается тем, что в пульпу добавляли пероксид водорода из расчета 145 кг на 1 кг недоизвлеченного содой рения. Содержание серы в отобранной пробе составляло 23,1 г/л, рения - 0,1 г/л. В карбонатном кеке осталось 0,014 г рения. На это количество рения добавили 5,8 мл пероксида водорода. Вес сухого кека - 90 г, содержание в нем рения - 0,0017 мас. . Извлечение рения в содовый раствор составило 97,2. Пример 3. Способ осуществляется, как описано в примере 2, но отличается тем, что в пульпу добавляли пероксид водорода из расчета 160 кг на 1 кг недоизвлеченного содой рения. Содержание серы в отобранной пробе составляло 23 г/л, рения - 0,1 г/л. В карбонатном кеке осталось 0,014 г рения. На это количество рения добавили 6,4 мл пероксида водорода. Вес сухого кека - 90 г,содержание в нем рения - 0,0012 мас. . Извлечение рения в содовый раствор составило 98 . Пример 4. 100 г шлама состава, указанного выше, выщелачивали 400 мл раствора, содержащего 106 г/л соды. Содержание серы в отобранной пробе составило 24,7 г/л, рения - 0,088 г/л. В карбонатном кеке осталось 0,0398 г рения. На это количество рения в пульпу добавили пероксид водорода из расчета 130 кг на 1 кг рения, что соответствовало 15 3 14817 мл реактивного пероксида водорода. Вес сухого кека - 86 г, содержание в нем рения - 0,0032 мас. . Извлечение рения в содовый раствор составило 96,3. Пример 5. Способ осуществляется, как описано в примере 4, но отличается тем, что в пульпу добавляли пероксид водорода из расчета 160 кг на 1 кг недоизвлеченного содой рения. Содержание серы в отобранной пробе составило 24,8 г/л, рения - 0,089 г/л. В карбонатном кеке осталось 0,0394 г рения. На это количество рения в пульпу добавили пероксид водорода из расчета 160 кг на 1 кг рения (18 мл реактивного пероксида водорода). Вес сухого кека 86 г, содержание в нем рения 0,0018 мас. . Извлечение рения в содовый раствор составило 97,9 . ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ извлечения рения из твердых промпродуктов, содержащих рений и цветные металлы, например пылей и шламов медного и свинцового производств,выщелачиванием раствором соды в присутствии окислителя при нагревании,отличающийся тем,что выщелачивание проводят в присутствии пероксида водорода, который вводят в пульпу при достижении в растворе постоянной концентрации сульфатной серы из расчета 130-160 кг на 1 кг недоизвлеченного содой рения.