Технология извлечения меди в компактном виде из концентрированных медьсодержащих солевых отходов

• Автор: Бобров, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Характеристика медьсодержащих руд и солевых отходов производства

1.2 Анализ технологических решений по получению компактной меди из руд и солевых отходов.

1.3 Электроосаждение меди из растворов различного анионного состава .

1.4 Обоснование направлений исследований .

Глава 2 Методика эксперимента.

2.1 Использованные реактивы и объекты исследования

2.2 Потенциометрическое титрование .

2.3 Химические анализы .

2.4 Электрохимические исследования
2.4.1 Снятие поляризационных кривых
2.4.2 Определение выхода по току кислорода.
2.5 Технологические эксперименты по переработке шлама и купрозана
2.5.1 Термическая переработка шлама .
2.5.2 Приготовление раствора купрозана в серной кислоте и цементация меди из полученного раствора.
2.5.3 Фильтрация суспензий и обработка осадков.
2.5.4 Электролиз
2.5.5 Определение фазового состава объектов исследования и качества получаемой меди
Глава 3 Разработка технологии извлечения меди из шлама медноаммиачного травильного раствора .
3.1 Характеристика объекта исследования .
3.2 Обоснование принципиального технического решения по извлечению меди из шлама
3.3 Технологическая схема извлечения меди из шлама.
3.4 О возможности получения компактной меди при переработке ОТР
3.5 Выводы.
Глава 4 Разработка технологии извлечения меди из купрозана .
4.1 Характеристика объекта исследования .
4.2 Обоснование принципиального технического решения по извлечению меди из купрозана.
4.3 Технологическая схема извлечения меди из купрозана .
4.4 Выводы
Основные выводы по работе
Приложения
Приложение 1 Расчт максимальной приземной концентрации аммиака .
Приложение 2 Рентгенограмма купрозана .
Приложение 3 Протокол спектрального анализа .
Акт об использовании результатов работы .
Литература


Работоспособность любых травильных растворов определяется концентрацией стравленной меди, при достижении которой раствор корректируется или заменяется новым. В промышленности весьма широкое применение нашли медноаммиачные травильные растворы, обладающие достаточно высокой скоростью травления, а также высокой ёмкостью по стравливаемому металлу (около г/л). Составы и характеристики некоторых растворов травления печатных плат приведены в таблице 1. Таблица 1. Железомеднохлорид- ный СиС- 1,6 ИеСІз - 0,4 КС1-2. Персульфатный (МН4)2В8- 1,2 РеБСЦ-О,! Иі, Си, Zn, Сг, Бе) в виде гидроксидов и гидроксокарбона-тов, а также сульфаты и карбонаты кальция. Состав шламов не постоянен и колеблется в достаточно широком интервале, что, как правило, связано с ассортиментом технологических процессов на предприятиях. Для предприятий приборостроения, где широко применяются печатные платы, шламы содержат значительные количества меди. Нижнего Новгорода: Са - - %, Си - - %, Ге - 1,0-2,2 %, Ъъ. Аналогичные данные приводятся в [, ] для составов гапьваношламов ряда предприятий Пензы и Екатеринбурга. ОТР травления меди и её сплавов. По данным кировского завода ОЦМ [] подобные шламы (после обезвоживания на барабанном вакуум-фильтре) содержат: Си ~ ,5 %, Ъъ ~ 3,2 %, А1 ~ 3,3 %, Са = ,5 %, Ре = 1,2 %, 0^ - ,9 %, Н - остальное. ПП на дне травильных модулей или после испарения воды из горячих ОТР. Подобные шламы отличаются большой концентрацией меди, однородностью состава и практически полным отсутствием примесей. Помимо солевых отходов производства существуют и солевые отходы потребления с высоким содержанием меди. Примером является купрозан -препарат контактно-фунгицидного действия, применяемый для опрыскивания ягодных культур от поражения различными заболеваниями [6]. Купрозан представляет собой порошок серо-голубого цвета, основными компонентами которого являются хлорокись меди ( %) и этиленбисдитиокарбамат цинка - цинеб ( %). Отходы купрозана накапливаются в результате истечения срока годности применения (5 лет), после чего они запрещены к использованию. Руды и получаемые из них путём механического обогащения медьсодержащие концентраты перерабатывают на металлургических предприятиях пирометаллургическим и гидрометаллургическими способами. Вторым методом перерабатывают окисленные и смешанные бедные руды, содержащие около 1% меди [7]. Процессы пирометаллургического получения компактной меди основаны на химических процессах, протекающих в расплаве сырья при высоких температурах. Путём окислительного обжига медьсодержащего концентрата медь плавят на штейн в отражательных или электрических печах. Штейн, содержащий в своём составе не менее % меди в виде С2$, а также некоторое количество железа в виде РеБ, поступает на переработку в конвертер (металлургическая печь, в которой расплавленный штейн продувается воздухом). Железо, окисляясь, переходит в шлак, а сера удаляется в виде г. Остаётся-черновая конвертерная медь. Её подвергают огневому рафинированию в отражательных печах для удаления большей части примесей, оставшихся после конвертирования. При огневом рафинировании через расплавленный металл продувают воздух. Примеси при этом окисляются, и нерастворимые в жидкой меди их окислы всплывают на поверхность расплава, образуя рафинировочный шлак. Содержание меди в металле после огневого рафинирования составляет до ,3-,6 %. Аноды, отлитые из огневой меди, подвергаются электролитическому рафинированию, в ходе которого металл переходит в раствор в виде ионов, которые, в свою очередь, разряжаются на катоде. Примеси либо остаются нерастворёнными на аноде (шлам), либо, окисляясь, переходят в виде ионов в электролит, но не разряжаются на катоде, поскольку их потенциал более электроотрицателен, и накапливаются в электролите. Полученная после электролитического рафинирования катодная медь посгупает на переплавку, в результате которой получают металл с содержанием меди ,9-, %. Процессы гидрометаллургического получения меди основаны на извлечении соединений меди из руд и концентратов водными растворами различных реагентов при низких температурах.