Переработка цементной меди

Цементные осадки (30—90% Сu) в зависимости от качества и спроса плавят с медными шихтами, брикетируют и загружают в конверторы, либо переплавляют и рафинируют. На некоторых заводах цементную медь растворяют в автоклавах в кислых или аммиачных растворах под давлением кислорода. После отделения нерастворимого остатка металл восстанавливают водородом или другими газами также в автоклавах. Из высушенного осадка получают прессованием и последующей обработкой изделия нужной формы — ленту, трубы, фасонный прокат и др. при малых отходах. Недостаточно чистые порошки прессуют в аноды для электролитического рафинирования.

Рис. Автоклав непрерывной обработки пульп газами: а — вертикальный; б — горизонтальный; 1 — циркулятор для непрерывного перемешивания; 2 — аэролифт, передающий пульпу в следующий автоклав; 3 — мешалки

Автоклавное выщелачивание цементной меди или медного скрапа основано на действии раствора аммиака и карбоната аммония под давлением:

2Cu + 8NH₃ + О₂ + 2Н₂О = 2Сu(NH₃)²₄⁺ + 4ОН^—

2Сu + 8 NH₄⁺ + О₂ = 2Cu(NH₃)²₄⁺+ 2Н₂О + 4Н⁺,

2Cu + О₂ + 4NH₃ + 4NH₄⁺ = 2Cu(NH₃)4⁺ + 2Н₂О.

Аммиак нейтрализует освобождаемые реакцией ионы водорода и с карбонатом аммония дает буферную смесь, поддерживающую рН около 9,3. Константа равновесия

Из аммиачных растворов, которые могут быть загрязнены примесями амминных комплексов серебра, никеля, кобальта, цинка, реже кадмия, но не содержат железа, медь восстанавливают водородом. Попутно осаждается только серебро, как это видно из уравнения и следующих окислительно-восстановительных систем:

Ag(NH₃)₂⁺ + е = Ag + 2NH₃, Е⁰ = 0,37 В,  

Cu(NH₃)²₄⁺ + 2е = Сu + 4NH_S, Е⁰ = — 0,01 В,

Ni(NH₃)²₆+ + 2е = Ni + 6NH₃, Е⁰= — 0,47 В,

Zn(NH₃)²⁺ + 2е = Zn + 4NH₃ , Е⁰ = — 1,03В.

Из вторичного сырья, загрязненного никелем или цинком, аммиачным выщелачиванием в автоклавах и последующим восстановлением водородом, окисью углерода или сернистым газом можно получить чистые порошки меди.

 

Конструкции автоклавов различны по способу перемешивания и теплообмена. Аппараты, в которых пульпу нагревают и перемешивают (барботируют) паром,  для работы с газообразными реагентами они непригодны.

На рис. 2 показаны схемы автоклавов с механическим и пневматическим перемешиванием, которые нагревают через стенки, либо змеевиком. Мешалки требуют установки сальника и смазки, которая в среде горячего кислорода редко устойчива. Для переделов с применением кислорода лучше автоклавы с пневматическим перемешиванием. Обычно из них приходится отводить тепло периодическим выпуском пара. Те и другие могут работать в составе непрерывной цепи.

 

 

Статья на тему Переработка цементной меди