Всг.союзная •

Всг.союзная •

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сопивлнстических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 07.XII.1970 (№ 1498425/22-1) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 30.111.1973

М, Кл. С 22b 15!12

Комитет по делам иаоорвтений и открытий при Совете Министров

СССР ДК 669Л34(а88,81

Р C0}03}Т 1-g, 33-), г. - ц Р

В. Д. Балукова, В. В. Дубровская и А. М. Швецова

Авторы изобретения

Заявитель.

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии

АН СССР

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАЗБАВЛЕННЫХ

ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам извлечения меди из разбавленных водных растворов ее солей и, в особенности, из сбросных технологических растворов, предназначенных для подземного захоронения или слива в обычные открытые водоемы.

Известен способ извлечения меди из разбавленных водных растворов ее солей, заключающийся в том, что в медьсодержащий раствор при перемешивании вводят диэтилдитиокарбамат щелочного металла (ДДК), например диэтилдитиокарбамат натрия. После этого образовавшиеся в растворе комплексы двухвалентной меди и диэтилдитиокарбамата экстрагируют органическим растворителем, в частности хлороформом или другим ему подобным органическим экстрагентом, а затем соответствующую органическую медьсодержащую фазу отделяют от водного маточного раствора. Однако этот способ применим только для весьма разбавленных растворов, содержащих порядка 10 — г-ионlл меди, оН нуждается.в использовании 5 — 100- кратного в сравнении со стехиометрией избытка ДДК, чтобы обеспечить количественное связывание двухвалентной меди в ее соответствующий водорастворимый комплекс, исходные кислые растворы приходится подвергать предварительной нейтрализации до рН не ниже 3 — 4.

Кроме того, этот способ предусматривает применение для экстракции растворенного в воде комплекса двухвалентной меди сравнительно дорогих органических растворителей, обладающих к тому же повышенной летучестью и взрывоопасностью. Эти недостатки делают способ неприменимым для использования в промышленности с целью переработки растворов, содержащих медь в концентрации от нескольких сотых долей г/л и выше, и получения раствора, пригодного для подземного захоронения или слива в открытые водоемы.

По предлагаемому способу диэтилдитиокарбамат щелочного металла берут в избытке, не превышающем 0,5 г-моль на 1 г-экв меди, и в качестве органических растворителей, несмешивающихся с водой, используют предельные углеводороды, выбранные из ряда Сс — Св, а полученные при обработке агло20 мераты твердых частиц диэтилдитиокарбамата меди, смоченных этими углеводородами, отделяют от осветленных маточных растворов известными способами.

Для дальнейшего снижения расхода дпэтилдитиокарбамата щелочного металла в исходные растворы вводят восстановитель дву:валентной меди до ее одновалентного состояния, а для получения наиболее плотных агломератов твердых частиц диэтилдитнокарбаз0 мата меди и упрощения процесса указанные

368339 выбранными из указанного ряда предельных уг . леводородов, то получаются плотные, компакт- 30 предельные углеводороды расходуют в таком коли1сстве, чтобы отношение их объема к объему исходных водных растворов бы чо от 1: 350 до .1: 500.

Если в исходный водный раствор той или иной соли двухвалентпой меди с концентрацией меди примерно от 1.10- г-ион!л и выше ввести ДДК, то образуется тонкодисперсный осадок твердых частиц диэтилдитиокарбамата меди, т. е. ДДСи (11), Этот осадок, однако, имеет весьма неплотную консистенцию и практически однородно распространяется по всему объему маточного водного раствора.

Поэтому такой, осадок трудно отделить от водной фазы, на пример, отстаиванием, фильтрацией, флотацией пузырьками воздуха и другими известными способами, что делает крайне сложным получение, с одной стороны, компактного твердого медьсодержащего вещества -и, с другой — осветленного обезмеженного раствора, пригодного для подземного захоронения или слива в открытые водоемы.

Если полученную вышеуказанным путем водную пульпу ДДСи (11) обработать при перемешивании каким-ли бо цределыным утлеводородом из ряда С5 — С9 или их смесью, например керосином, сингином, смесью керосина и синтина и т. п. органическими растворителями, пые сгустки или агломераты твердых частиц

ДДСи (11), смоченных этими органическими жидкостями, которые сами не смешиваются с водой. При перемешивании осадок частиц

ДДСн (11) количественно переходит в эти плотные сгустки, при этом концентрация ионов меди в водной фазе снижается примерно до 1 10 — г-ионlл независимо от концентрации меди в исходных водных растворах.

Образование компактных сгустков или агломератов твердых частиц ДДСи (11), смоченных указанными предельными углеводородами, сопровождается получением совершенно осветленного водного раствора, вполне пригодного непосредственно для подземного захоронения или слива в открытые водоемы.

Вместе с тем было обнаружено, что для количественного удаления двухвалентной меди из исходных водных растворов путем связывания ее в твердое соединение ДДСи (11) вполне достаточно расхода ДДК не выше около 3 г-моль ДДК на 1 г-ат Си (!1), т. е. избыток ДДК в сравнении со стехиометрически потребным количеством, необходимым для образования ДДСи, может не превышать

0,5 г-моль ДДК на 1 г-экв. меди.

Указанные сгустки или агломераты ДДСи (11) от водной фазы можно отделить несколькими путями. Если процесс вести при таком избытке указанных углеводородов, при котором они образуют верхний самостоятельный слой над водной фазой, то сгустки или агломераты частиц ДДСи(11) всплывают и сосредотачиваются в этом верхнем слое углеводородов, а поэтому они могут быть отделе5

65 ны вместе c 0 всем или частью эгогэ слоя, например, декантацией, вычсрпыванием ка кими-либо механическими средствами или любыми другими известными способами. Осветленный же и обезмеженный водный раствор в этом случае можно отводить снизу.

Когда расход используемых углеводородов

Ст,— Cg берут недостаточным для образования самостоятельного несмешивающегося с водной фазой верхнего слоя и он выбран таким предельно малым, чтобы обеспечить лишь полное смачивание частиц ДДСи (11) и образование соответствующих компактных атломератов, то .последние оседают на дно и могут быть отделены от осветленного водного раствора любыми известными способами, например путем декантации осветленного водного раствора с накоплением осадка на дне отстойника, декантации с одновременной непрерывной выгрузкой осадка через дно аппарата, аналогичного по своей конструкции непрерывно действующему сгустителю и т. д.

При расходовании указанных углеводородов в количестве, несколько большем вышеуказанного минимального значения, возможны, в зависимости от конкретных условий обработки пульпы ДДСи (11) этими углеводородами, два промежуточных случая, при которых, вопервых, агломераты все равно сосредотачиваются сверху вод ной фазы, хотя углеводороды С5 — Cg еще и не образуют самостоятельного слоя как такового. Во-вторых, эти агломераты частично оседают на дно и частично также сосредотачиваются .сверху осветленной водной фазы, по-прежнему не покрытой упомянутым,слоем углеводородов. В этих случаях также могут быть использованы самые различные известные способы отделения агломератов от осветленных маточных растворов или их всевозможные .комбинации. Например, эти растворы можно выводить из средней по высоте части используемого аппарата.

Пример 1. К исходному раствору объемом 1 л, имеющему рН около 2 и содержащему 1,35 г/л СцС12, добавляют 7,5 г ДДК и

2,5 мл синтина. Раствор перемешивают в течен ие 3 мин, а затем выдерживают 10 мин в спокойном состоянии. При этом на дно сосуда оседают плотные сгустки или агломераты частиц ДДСи (11), смоченные синтином. Полученный водный раствор полностью осветлен и его отделяют простой декантацией.

В этом растворе медь не обнаружили, а значение рН среды около 7,5. В примере 1 было использовано близкое к самому минимальному соотношение объемов углеводорода и водного раствора, равное 1: 400, которое обеспечивает полное образование компактных агломератов, смоченных углеводородом, с их накоплением на дне сосуда. Это минимальное соотношение не является величиной постоянной и несколько изменяется в зависи мости от концентрации меди в исходных растворах, и оно тем больше, чем выше эта концентрация.

36833!1

Q Ka Q )nr>, ВО;,!0;+,"НЬ!)! СH 111 - .И I> ПО>!1 и PÂ -1 Pn ряс од ДДК, ес,l>I !твухвалептHI -,!едь в !!сходном растворе восстановить до одновалс)иного состояния. В этом случае образуется диэтилдитиокарбамат одновалентной меди, т. е.

ДДСп (!), а поэтому вполне достаточно расхода ДДК, равного l,l— 1,5 г->,яо гь ДДК па

1 г-ат Си (1). Благодаря этому избыток ДДК в сравнении со стехиометрически потребным количеством, необходимым для образования

ДДСи (1), также может не превышать величину 0,5 г-лоль ДДК на 1 г-экв. мед!!. Для восстановления дву <валенTIIOH меди в одновалентпое состояние можно использовать самые различные вещества, обладающие соответственно необходимыми свойствами, например гидразин, гидроксиламин, а также сульфиты и нитриты щелочных металлов и многие другие соединения. При осаждении частиц

ДДСи (1) все остальные закономерности образования и распределения соответствующих агломератов в растворах и способы их отделения остаются в основном такими же, как и в случае осаждения ДДСи (11), причем конечная концентрация меди в осветленном растворе также снижается примерно до

1 10 — г-ион л. ,Пример 2. К исходному раствору, охарактеризованному в примере 1, добавляют 0,8 г сульфита натрия, 2,95 г ДДК и 2,!!.г спнтипя.

После перемешпвания в течение 3 >пин и последующего отстаивания в течение 10 !!!!н декаптацпей отделяют маточный обезмеженпый и осветлспный раствор, имеющий рН 8,0, при этом компактный осадок агломератов частиц ДДСя (1) остается на дне сосуд!1.

При практическом осуществлении .нового способа можно воспользоваться несколькими последовательно соединенными аппа ратами, снабженными устройствами для перемешпвания, и проводить процесс как в периодическом, так и непрерывном режимах. В част!10сти, в одном аппарате можно перемешивать исходный раствор с ДДК, после чего полученную пульпу обработать в другом аппарате углеводородами С5 — Cg, а уже затем отделить медьсодер>кащее вещество от осветленного раствора в третьем аппарате. Когда исходный раствор содержит двухвалентную медь, то этим перечисленным мероприятия)! может предшествовать его обработка восстановителем. Все эти операции могут быть осуществлены и последовательно в одном аппарате, а восстановление меди и ее осаждение можно совместить. Если же исходный раствор содер>кит только одновалентную медь, то проводить восстановление не надо, и расход ДДК может быть соответственно снижен без применения восстановителя. Процесс можно вести как с поддержанием верхнего слоя указанных углеводородов, так и без него. В первом случае углеводороды можно рециркулировать, отделяя при этом от них медьсодержа!щее вещество, например, фильтрацией.

Возможно также для интенсификации обра5

->0ВяН>1я, Д! .l П; !«!0ГНЕПИЧ ЕГ - Чаеl>! Вэегн

П))ОЦЗЕСС !! r !>rklIIPIP... )ЯЦПЕН !Я! TI! О! ЯД!i

ДД(п. Все IICII 0 II>3% 0311>IO рс )геll I ы XIO>ltIIO 110 давать в перемешиваемый исходный раствор как снизу, тяк и сверху, однако, углеводороды

C; — Cg пред!почтительнее снизу. ДДК можно вводпгь в раствор в любом виде, 13кл!0>!яя использование для этого части самого же исходного раствора с последующим его смешиванием с остальной массой медьсодержащей водной фазы. В зависимости от концентрации меди в исходных растворах, выход агломератов можно составлять от 2 до 5 и более литров на 1 л раствора, а содержание в ппх меди — от 30 до 200 г/л пх объема.

Наиболее простой путь последующей переработки медьсодержащих агломератов заключается в их сжигании на воздухе. В результате получают окись или закись меди. Возможны и другие способы, включающие и регенерацию ДДК, и извлечение меди.

Предлагаемый способ обеспечивает глубокое удаление меди из растворов еще и потому, что некоторая часть меди присутствует в растворах наряду с твердыми соединениями еще и в виде растворимых комплексов, которые экстрагируются органическими растворителями, выбранными пз ряда преде lbIIIIx углеводородов С вЂ” С!>.

Способ применим к кислым, нейтральным плп аммиачным растворам, имеющим рН III, пп>ке 1,0. Более )вислые растворы нуждаются в предварительной нейтра Ilkaaikl)III до pI I ne ниже 1,0. В этом случае конечные ряст1301)1>I, переработанные для извлечения меди и подзoмlIОГО 3!!хОРОIIРII II Я и 11! c, Iива в OTк1)1>lтьl е водоемы, оказываются практически нейтральными. Наличие в исходном растворе других солей, кроме солей меди, способствует более быстрому и глубокому удалению меди и осветлению конечного сбросного раствора.

Предмет пзобрстellпя

1. Способ извлечения меди из разбавленных водных растворов путем их перемешивания с диэтилдитпокарбамгтом щелочного металла, взятым в избытке в сравнении со стсхиометрически потребным количеством, необходимым для образования диэтилдптиокарбамата меди, и обработки органическими растворителями, несмешивающимися с водой, с последующим отделением органического медьсодержащего вещества от маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и удешевления процесса получения осветленпых маточных растворов, пригодных для подземного захоронения илп слива в открытые водоемы, с одновременным извлечением меди в виде концентрированного твердого продукта, диэтилдитиокарбамат щелочного металла берут в избытке, не превышающем 0,5 г-.ноль на 1 г-экв. меди, и в качестве органических растворителей, несмешивающихся с водой, используют

Составитель Г. Викторович

Техред T. Курилко

Корректоры: Н. Стельмах и Л, Новожилова

Редактор О. Филиппова

Заказ 734/12 Изд. № 207 Тираж 632 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2 предельные углеводороды, выбранные и= р да C5 — Сз, а полученные при обработке агломераты твердых частиц диэтилдитиокарбамата меди, смоченных этими углеводородами, отделяют от осветленных маточных растворов известными с пособами.

2. С пособ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью дальнейшего снижения расхода диэтилдитиокарбамата щелочного металла, в исходные растворы вводят восстановитель пвгхваленгной у}еди до ее оп}}овален }ного состояния.

3. Способ по 4}п. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью получения наиболее плотных агломератов твердых частиц диэтилдитиокарбамата меди и упрощения процесса, укаэанные предельные углеводороды расходуют в таком количестве, чтобы отношение их объема к объему исходных водных растворов бы10 ло от 1: 350 до 1: 500.