ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ СУЛЬФИДА МЕДИ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ СУЛЬФИДА МЕДИ


RU (11) 2089638 (13) C1

(51) 6 C22B15/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 94024287/02 
(22) Дата подачи заявки: 1994.06.29 
(45) Опубликовано: 1997.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Заявка Японии N 57-192232, кл. C 22 B 15/00, 1982. 
(71) Заявитель(и): Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН; Институт металлургии Уральского отделения РАН 
(72) Автор(ы): Казанцев Г.Ф.; Барбин Н.М.; Моисеев Г.К.; Маршук Л.А.; Ивановский Л.Е.; Ватолин Н.А. 
(73) Патентообладатель(и): Институт высотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН; Институт металлургии Уральского отделения РАН 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ СУЛЬФИДА МЕДИ 

Использование: цветная металлургия, способы измельчения меди из сульфидного сырья. Сущность: сульфид меди загружают в карбонатный расплав при температуре 873-1520oC, выдерживают 1-4,5 ч и извлекают восстановленную медь. В карбонатный расплав добавляют легкоплавкий металл, в качестве которого можно использовать олово. Загрузку сульфида меди ведут при отношении массы сульфида меди к массе карбонатного расплава, равном 0,103-0,163. 3 з. п. ф-лы, 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения меди из сульфидного сырья.

Известен способ получения меди методом восстановления концентратов во взвешенной плавке, используя нагретый до 200oC воздух, обогащенный до 65% (Extractive Metallurgy, Herbert J.C. Gastle J.F. "Mining Annu. Rev", 1978, 293-319).

Продуктами плавки являются черновая медь и шлак с 15% меди. Шлак перерабатывают в электропечи, снижая содержание меди в нем до 0,5% и получают сплав меди (80%) с железом и свинцом, который, в свою очередь, направляют в конвертер для получения анодной меди. Из пыли и шлака можно извлечь свинец. Указанный процесс имеет следующие недостатки: он многоступенчатый, для его осуществления требуется кислород, подогрев газов, получается большое количество шлаков, пыли, требуются большие капитальные затраты на организацию, по крайней мере, 4-х пирометаллургических производств. Из них главные: взвешенная плавка, электроплавка шлака, конвертирование, переработка пылей и шлака.

Известен способ получения меди и других металлов в элементарной форме из их оксидов и солей, содержащих примеси при температуре выше точки плавления металла в элементарном состоянии, обрабатываемый материал в газообразном, жидком или твердом состоянии пропускают сверху вниз через аппарат с неподвижным слоем инертного материала (кварц, керамика, графит, оксид, серебро и др.) вместе с газообразным восстановителем (H2, CH4, CO, NH3), часть оксидов или солей восстанавливается в верхней части аппарата, а продукты реакций и непрореагировавшие компоненты смеси беспрепятственно проходят через слой инертного материала, температура которого поддерживается 1073oC. Здесь происходит довосстановление оксидов или солей и объединение частиц полученного металла.

За время прохождения через слой инертного материала восстанавливается 80% обрабатываемого материала и комплектуется в виде металла в нижней части аппарата, чистотой 99,9%

Недостатком настоящего способа является использование слоя инертного материала, который необходимо подогревать до температуры выше или равной 1073oC, т. е. до температуры плавления черновой меди. Этот слой будет растворяться в расплавах сульфидов. Кроме того, необходимость использования восстановителя и его конверсии усложняет процесс.

Наиболее близким по технической сущности является способ непрерывного производства меди (заявка Японии N 57-192232, кл. C 22 B 15/00, 1982), по которому в расплав богатого медью штейна совместно с O2 и N2 вдувают известковый флюс. Получив черновую медь и вторичный штейн, последний скачивают и обрабатывают восстановителем. С целью получения легкоплавкого штейна содержание CaO на первом этапе обработки рекомендуют поддерживать в интервале 18-28%

Недостатком данного процесса являются прежде всего, дробность процесса. Необходимость получать два продукта, черновую медь и вторичный штейн, который перерабатывают в отдельной печи с добавлением восстановителя. Следовательно, необходимо применение дорогих кислорода, азота, восстановителя и добавок окиси кальция, которая теряется со шлаком.

Техническим результатом заявленного способа является получение меди на сульфиде без применения углеродистого восстановителя и уменьшение объема отходящих газов.

Сущность способа заключается в том, что в расплав карбонатов, содержащий карбонаты калия, натрия, кальция загружают сульфид меди в твердом виде при температуре расплава 873-1520oC, выдерживают для прохождения автогенной реакции и удаляют жидкую медь или ее сплав. Образующиеся газы удаляются в вентиляцию. При этом не образуется шлаков. Примеси частично восстанавливаются и переходят в черновую медь. В один и тот же расплав можно загрузить многократное количество сульфида без образования шлаков.

Пример 1. В тигель из окиси бериллия загрузили 5 г Sn, 45 г K2CO3, 37 г Na2CO3 и 17 г CuS квалификации ХЧ, установили в закрытую ячейку, вакуумировали ячейку, заполнили гелием. С атмосферой ячейка сообщалась через гидрозатвор с серной кислотой. Ячейка, в свою очередь, была установлена в шахтной печи сопротивления с селитовыми нагревателями. Температуру в печи поддерживали с точностью 5oC. После включения печи ячейка нагревалась до 600oC, с этого момента началось выделение газов, а с 800oC бурное выделение газа. В течение 4,5 ч температуру поддерживали в пределах 800-920oC (среднее 873oC). Затем печь отключили, ячейку охладили и отделили королек сплава от карбонатной массы. Общий вес сплава составил 14,89 г, сплав карбонатов 73,61 г. На стенках тигля остался слой солей 1 мм. Вес полученной меди 9,89 г. Извлечение в сплав составило 87,66%

Пример 2. В тигель из окиси бериллия загрузили 45 г K2CO3, 37 г Na2CO3 и 10,9 г CuS квалификации ХЧ, установили в печь Таммана с графитовым нагревателем, нагрели до температуры 1327oC, выдерживали в течение 1 ч в токе гелия и вылили содержимое в холодный тигель. Королек металла весил 6,76 г, извлечение металла составило 62% Результаты опытов при других условиях показаны в табл. 1.

Более высокое извлечение металла при температурах ниже 1000oC связано с применением металла коллектора, в данном случае олова. При температурах 1327 и 1520oC наряду с корольком металла могли быть мелкие порошкообразные частицы меди, которые не собрались в единый королек. Кроме того, выдержка при более высоких температурах была 1 ч.

Практически всегда происходит самопроизвольное разложение сульфида меди без добавления восстановителя или кислорода. Для проверки действия восстановителя в аналогичных условиях была проведена серия опытов, в которых наряду с сульфидом меди в расплав карбонатов загружали углерод (графит) в количестве 1% от массы карбонатов. Результаты опытов приведены в табл. 2.

Как видно из результатов опытов, добавление углерода практически не влияет на извлечения меди. Соотношение массы сульфида к массе карбоната влияет на извлечение металла. При более низком соотношении извлечение выше. Наиболее предпочтительное соотношение 0,1330,03. При соотношении 0,2 извлечение стало низкое (без металла контейнера), а при соотношении 0,1 и ниже будет низкая производительность агрегата. Температура процесса ниже 873oC нежелательна, т. к. будет получаться медь в виде порошка даже при наличии металла контейнера. Температура выше 1520oC приводит к разложению любых карбонатов. Так, содержание Na2CO3 в расплаве после 1520oC упало с 40 до 10%

Таким образом, предложенный способ позволяет получить черновую медь из сульфидов меди путем выдержки их в расплаве карбонатов без добавки восстановителей и флюсов. Этим достигается экономия топлива, уменьшение выделения газов, а также образование шлаков. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ получения меди из сульфида меди, включающий обработку сульфида меди реагентом, отличающийся тем, что обработку сульфида меди ведут загрузкой его в карбонатный расплав при 873 1520oС, после чего осуществляют выдержку в течение 1 4,5 ч и извлекают восстановленную медь.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в карбонатный расплав добавляют легкоплавкий металл.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в карбонатный расплав добавляют олово.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку ведут при отношении массы сульфида меди к массе карбонатного расплава 0, 103 0,163.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru