СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ


RU (11) 2157417 (13) C2

(51) 7 C22B7/00, C25C1/12 

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

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

(21) Заявка: 96112805/02 
(22) Дата подачи заявки: 1996.06.18 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1996.06.18 
(45) Опубликовано: 2000.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 28018, 31.10.1932. SU 908596, 28.02.1982. SU 981453, 15.12.1982. US 4252621, 24.02.1981. US 5366599, 22.11.1994. 
(71) Заявитель(и): Самарский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Балашов В.Л.; Космынин А.С.; Трунин А.С.; Игонтов В.Г.; Кирьянова Е.В. 
(73) Патентообладатель(и): Самарский государственный технический университет 
Адрес для переписки: 443640, г.Самара, ул. Галактионовская 141, СамГТУ, патентный отдел 

(54) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ 

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для получения электролитической компактной меди, медного порошка и ацетата аммония. Способ переработки медьсодержащих отходов включает их растворение и последующий электролиз полученного раствора, при этом в качестве медьсодержащих отходов используют отходы активированного угля, из которых водой извлекают медно-аммиачный комплекс, полученный медно-аммиачный раствор подвергают электролизу до снижения концентрации меди в электролите до 5 г/л с получением компактной электролитической меди, затем проводят электролиз до снижения содержания меди в электролите до 1,7 г/л с получением порошкообразной меди, электролит направляют на растворение медно-аммиачного комплекса и после 15-20 циклов растворения очищают от примесей меди катионитом и получают ацетат аммония, а отработанный активированный уголь, содержащий 0,1-0,3% меди, сушат и используют в доменных процессах или для изготовления электродов. Обеспечивается получение как компактной, так и порошкообразной меди, исключается применение серной кислоты, необходимой для проведения кислотного электролита, и необходимость утилизации отработанного электролита, технология является безотходной и экологически чистой. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для получения электролитической компактной меди, медного порошка и ацетата аммония.

Известен способ переработки отходов, содержащих медь и другие цветные, платиновые металлы, включающий плавление шихты из отходов металлов, песка, карбоната кальция и нитрата натрия (А.с. СССР11587069, МКИ C 22 B 11/02, БИ 31, 1991). Однако, процесс плавки проводят при высокой температуре в электродуговой печи нагрева при 1500oC в течение 1 часа и получают сплав металлов, содержащих медь. Известен способ выделения меди из отработанных травильных растворов (А. с СССР 1650742, С 22 B 15/00, БИ 19, 1991). Однако, в предложенном способе необходимо применение алюминиевого порошка, щелочи. Концентрация меди в растворе 0,3...0,4 г/л. Известен способ электрохимической регенерации медно-аммиачного травителя, содержащего ионы меди и железа (Афросина И. О., Добина М.В., Кругликов С.С. В кн.: Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства. -М., 1990 - С. 46-47). Этот способ позволяет снизить концентрацию меди в растворе с 80...85 до 40..45 г/л с одновременным выделением меди в качестве побочного продукта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявленному способу относится электрохимический способ, включающий выделение меди из кислого электролита, содержащего 200..250 г/л CuSO4 5H2O и 50...70 г/л серной кислоты (Ямпольский А. М. , Ильин В.А. Краткий справочник гальванотехника. Изд-е 2-е, Л., Машиностроение, 1972. -С.114-115). Однако, приведенный способ позволяет проводить только кислотный электролиз медьсодержащих растворов. В качестве ближайшего аналога можно принять Авторское свидетельство СССР N 28018, кл. C 25 C 1/12, 1932 г. Согласно способу осуществляют переработку медьсодержащих отходов, которая включает обработку их аммиачным раствором сернокислой окиси меди, и полученный при этом раствор, содержащий медь в закисной форме, подвергают электролизу в ванне с нерастворимыми анодами с целью осаждения меди.

В существующих производных дивинила отходы активированного угля, содержащего медно-аммиачный комплекс, из-за способности в сухом виде к воспламенению и самовозгоранию, а также из-за присутствия больших количеств аммиака и уксусной кислоты, подвергались специальному захоронению. При закрытии производства исходный медно-аммиачный раствор в заготовленном количестве 1000-2000 тонн для одной установки производства дивинила становится экологически опасным веществом и также требует утилизации. Настоящее изобретение решает задачу утилизации медьсодержащих угольных отходов и исходного медно-аммиачного раствора, обеспечения экологической безопасности окружающей среды и включает растворение медно-аммиачного комплекса, содержащегося в угольных отходах (или использование исходного медно-аммиачного раствора), введение добавок и электролиз полученного раствора с концентрацией меди в пределах от 1,7 до 5 г/л и более 60 г/л для получения меди в виде порошка или электролиз раствора с концентрацией меди в пределах от 5 до 60 г/л для получения компактной меди. Отработанный раствор с содержанием меди менее 1,7 г/л подается на растворение медно-аммиачного комплекса или разбавление медно-аммиачного раствора, а после 15...20 циклов растворения и извлечения катионитом остаточного количества меди представляет собой товарный продукт - ацетат аммония. Оставшийся после растворения медно-аммиачного комплекса отход активированного угля подвергается сушке (содержание меди 0,1...0,3%) и дальнейшей переработке - в доменных процессах для подшихтовки вместе с коксом или для изготовления различного рода электродов. Новизна заявляемого способа по сравнению с известным заключается в том, что переработка медно-аммиачного раствора и отходов активированного угля, содержащего медь, проводится комплексно для получения электролитической компактной меди (или меди в виде порошка), а отработанный электролит не требует утилизации, что обеспечивает экологическую безопасность предложенного способа. Предложенный способ реализуется следующим образом.

Первый вариант. Вода в количестве 1800 мл подается на растворение медно-аммиачного комплекса (2), содержащегося в 800 г активированного угля (1) с 10% меди. Отходы активированного угля (6) с содержанием 0,1...0,3% меди подвергают сушке и переработке - подшихтовывают вместе с коксом в доменных процессах, изготовляют контакты. В полученный медно-аммиачный раствор после этапа 2 с содержанием меди до 22 г/л вводится добавка для стабилизации и интенсификации процесса электролиза. Электролиз (3) проводится при постоянной циркуляции электролита через электролизер. На электроды подается напряжение 2,0...2,5 В. В течение 40 часов на катоде при плотности тока 100... 400 А/м2 выделилось 52 г компактной электролитической меди и концентрация меди снизилась до 5 г/л. Из этого электролита с концентрацией меди 5 г/л в течение 10 часов выделяют порошкообразную медь (общий выход по току составляет 83,8%). Отработанный электролит (10) с содержанием меди менее 1,7 г/л используют в цикле растворения (2) до 15...20 раз. Оставшийся электролит (менее 1,7 г/л меди) подается на доочистку (4) с помощью катионита. Оставшийся раствор ацетата аммония (5) является товарным продуктом. Поглощенную катионитом медь элюируют уксусной кислотой (9) и полученный ацетат меди направляют на растворение медно-аммиачного комплекса (2) или разбавление медно-аммиачного раствора (13).

Второй вариант. В исходный медно-аммиачный раствор в количестве 1000 мл (2) с содержанием меди 184 г/л вводится добавка для стабилизации и интенсификации процесса электролиза. Проводится электролиз с постоянной рециркуляцией раствора при плотности тока 100...400 А/м3 и напряжении 2,0...2,5 В. В течение первых 71 час выделилось 124 г порошкообразной меди и ее концентрация снизилась в растворе до 60 г/л, за последующие 32 часа концентрация меди снизилась до 5 г/л и выделилось 55 г компактной меди. Далее в варианте 1.

В обоих вариантах при концентрациях меди в медно-аммиачном растворе более 60 г/л получается порошкообразная медь с выходом по току 98 - 95%, в пределах 60-5 г/л получается только компактная медь с выходом по току 90% и при концентрациях менее 5 г/л получается порошкообразная медь с выходом по току 82-84%. Заявляемый способ имеет существенные преимущества по сравнению с известным:

1. Получение как компактной, так и порошкообразной меди;

2. Полностью исключено применение серной кислоты, необходимой для проведения кислотного электролиза;

3. Не требуется утилизация отработанного электролита;

4. Безотходная экологически чистая технология. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ переработки медьсодержащих отходов, включающий их растворение и последующий электролиз полученного раствора, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащих отходов используют отходы активированного угля, из которых водой извлекают медно-аммиачный комплекс, полученный медно-аммиачный раствор подвергают электролизу до снижения концентрации меди в электролите до 5 г/л с получением компактной электролитической меди, затем проводят электролиз до снижения содержания меди в электролите до 1,7 г/л с получением порошкообразной меди, электролит направляют на растворение медно-аммиачного комплекса и после 15-20 циклов растворения очищают от примесей меди катионитом, получают ацетат аммония, а отработанный активированный уголь, содержащий 0,1-0,3% меди, сушат и используют в доменных процессах или для изготовления электродов.


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