автореферат диссертации по металлургии, 05.16.03, диссертация на тему:Комплексная переработка оловосодержащих вторичных медных сплавов и полупродуктов производства вторичной меди

У^П^КИЙ ¡^ДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ-УПИ

. 7 :;:ои -.оэз

На правах рукописи

[у

ЫАМЯЧЕНКОВ Сергей Владимирович

КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ ВТОРИЧНЫХ МЕДНЫХ СПЛАВОВ И ПОЛУПРОДУКТОВ ПРОИЗВОДСТВА ВТОРИЧНОЙ МЕДИ

Специальность 05.16.03 - Металлургия цветных

и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 1993

Работа выполнена на кафедре металлургии тяжелых цветных металлов Уральского государственного технического университета.

Научьчй руководитель - профессор, доктор технических наук

И.Ф.Худяков.

Научный консультант -профессор, доктор технических наук

С.С.Набойченко.

Официальные оппоненты: профессор, доктор технических наук

B.И.Деев;

с.н.с., кандидат технических наук

C.Н.Зин

Ведущее предприятие - Кыштымский ыедеэлектролйткый завод.

Защита состоится СУ/0//Я 1993 г. в на засе-

дании специализированного совета Д-063.14.03 по защит:- диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.16102 - Металлургия цветных и редких металлов при .Уральском государственном техническом университете. .

Вил отзыв- в 1 экз., заверенный гербовой печатью, просим отправить по адресу: .620002, г.Екатеринбург, К-2, Уральский государственный технический университет, тел. 44-85-74.

Автореферат разослан __1ддз г>

Ученый секретарь специализированного совета

доцент, кандидат технических наук

Е:И.Елисеев

* »

ОВДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним га резервов,определяющим развитие вторичной цветной металлургии, является комплексная переработка низкокачественного смешанного сырья с получением товарных продуктов.

Доля подобного сырья на медеплавильных заводах в последнее время значительно возросла. Используемые пирометаллургические технологии не обеспечивают высокое извлечение большинства ценных компонентов (особенно олова и свинца), являются экологически напряженными, требуют дефицитного кокса. Получаемая черновая медь осложняет операции ее рафинирования с получением высокочистой меди и богатых медезлектролитных шламов.

Ощущается дефицит металлического• слова, его сплавов и химических соединений, которые широко используются в машиностроении, химии, атомной энергетике и других областях. Вместе с тем, в последние годы наметилась тенденция к сокращен::» использования оловянно-свинцовых бронз, особенно получаемых из вторичного сырья.

Представляет интерес технология переработки сложного некондиционного вторичного медного сырья, которая объединяет в себе следующие преимущества: гибкость по отношению -к сырью, высокое извлечение ценных компонентов, низкую энергоемкость, минимальное количество отходов.

Перспективна технология, включающая электролиз анодов, полученных при переплавке низкокачественного сырья, с получением катодной меди и свинцово-оловянного шлама с дальнейшей их комплексной переработкой.

Цель работы - выбор технологии,позволяющей с минимальными

< »

затратами комплексно извлекать ценные компоненты из вторичных, сплавов на медной основе. Особое внимание уделено извлечению олова и свинца в товарные продукты. Предметом детального изучения выбраны: кинетика и механизм анодного растворения медных сплавов в электролитах различной кислотности и солевого состава, а также отдельные стадии технологического процесса - электролиз бронзовых анодов, переработка оловосодержащего слама, регенерация технологических растворов с организацией замкнутого цикла и получением качественных продуктов.

Поставлена цель - изучить особенности растворения свинцово-оловянных полупродуктов и регенерации растворителя.

Научная новизна. Впервые изучены особенности анодного растворения сложных медных сплавов в электролитах с различной кислотностью. Получен ряд новых сведений о механизме ионизации двух- и трехкомпонентных систем на основе медк.

Установлено, что при анодном растворении сплавов медь-СЕинец при увеличении содержания сзинца в сплаве выше 1.4-1.5% происходит изменение структуры сламовой пленки в сторону увеличения ее проницаемости.

, Снижение кислотности электролита до 8-10 г/дм3 НгЗО^ позволяет исключить пассивацию анода прочными поверхностными пленками соединений олоза и свинца,- что позволяет вести непрерывный процесс анодного растворения при наличии значительного слоя ялама на поверхности анода.

Выдвинута и экспериментально подтверждена гипотеза о елкянки состава электролита и медного сплава на процессы пассивации.

• В лабораторных условиях установлены и оптимизированы состав электролита, анода и технологические параметры электролиза,

Т 1

позволяющие вести процесс при существовании устойчивого шламового слоя . Получены яоЕые экспериментальные данные по влиянию состава электролита на химический состав и морфологию катодных осадков меди.

Изучены технологические параметры разделения свинца и олова с применением раствороз ксмплексообразующих реагентов.

Практическая ценность. Предложена технология комплексной переработки некондиционных лома и отходов медных сплавов с получением качественных продуктов. Результаты лабораторных исследований по электролизу бронзогых анодов, переработке шламов и отработанного электролита позволили рекомендовать для промышленного внедрения параметры основных технологических операций и прогнозировать показатели работы, состаз продуктов и энергетические затраты на технологию. Даны рекомендации по аппаратурному .оформлению процесса.

Все экспериментальные и расчетные данные подтверждены результатами укрупненных и опытно-промьпшенных испытаний.

Спроектирован ряд опытно-промыпленных установок, составлено технико-экономическое обоснование технологии переработки вторичных медных сплавов на Карабахском и Кировградсксм медеплавильных комбинатах.

Способ разделения свинца и олова с применением комплексных реагентов может быть, рекомендован для переработки смешанных оловосодержащих промпродуктов и отходов, в частности, свинцово-оловянных кеков от выщелачивания цинковых возгонов.

Методы исследования. Исследования анодного поведения медных сплавов выполнены с применением нестационарных электрохимических методов.

г г

В работе использованы рентгенофлуоресцентныи, амперометри-ческий, фотоколориметрический и фазовый химический методы анализа, металлографическая микрофотосъемка. ~

. Экспериментальные результаты обработаны с - применением, специальных статистических программ на ЭШ серии IBM PC/AT.

На заеггу выносятся:

- результаты исследований анодного поведения двойных сплавов меди в электролитах с различным содержанием серной кислота;

- результаты лабораторных и опытно-промыиленных экспериментов по электролизу вторичных -бронз;

- результаты исследований по переработке анодных иламов электролиза вторичных бронз и свинцово-оловянных полупродуктов;

т принципиальные схемы переработки вторичных бронз и свинцо-во-оловянных полупродуктов;

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

- &й научно-технической конференции "Новые направления совершенствования производства цветных металлов на Урале", Свердловск, '1988;

- Всесоюзной научно-технической конференции памяти проф. А.В.Ванюкова, Свердловск. 1988;

- Всесоюзной научно-технической конференции ■ "Комплексное, использование лома и отходов цветных металлов", Свердловск, 1989;

- Научно-технической конференции "Новые направления совершенствования производства цветных металлов на Урале", Свердловск, 1989;

- Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективные

б

: )

электрохимические процессы в гидрометаллургии тяжелых цветных металлов", Свердловск, 1991.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы брошюра и 7 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Материал изложен на 196 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц, 61 рисунок, имеет библиографию (111 источников) и 9 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации приведен анализ низкокачественного медьсодержащего сырья, поступающего в переработку на предприятия вторичной цветной металлургии. Вследствие его 'фазовой и химической неоднородности прямое получение товарных сплавов пи-рометаллургическими методами невозможно. При переработке такого сырья на черновую медь со шлаками и полупродуктами безвозвратно теряется значительная часть легирующих компонентов сплавов, в том числе олово, свинец, никель и благородные металлы. Используемые способы (отражательная и шахтная плавка) характеризуются низким извлечением ценных компонентов, плохой селективностью, громоздкостью, высокими энерго- и трудозатратами.

Оптимальным вариантом переработки лома и отходов медных сплавов является комбинированная технология,, включающая переплавку сырья и разливку анодов, которые подвергаются электролитическому рафинированию с переводом составляющих сплава в соответствующие продукты электролиза с последующей их комплексной пере-

7

работкой. Выведение части смешанных некондиционных лома и отходов сплавов меди в отдельную гидрометаллургическую переработку упростит медерафинировочное производство.

Сформулированы задачи исследований данной работы.

Вторая глава диссертации посвящена исследованию анодного поведения медных сплавов в сернокислых электролитах.

Структура сплава оказывает влияние на кинетику его растворения, механизм образования и состав анодного шлама. Это обусловлено локальной неоднородностью распределения примесей по границам зерен, ограниченной растворимостью некоторых металлов в меди и образованием различных фаз, характерных для исследуемого диапазона концентраций легирующих компонентов. Металлографическое изучение сложных вторичных сплавов системы Си-Зп-2п-РЬ показало, что при их ионизации в сернокислых растворах возможно неравномерное растворение участков сплава различного фазового состава, определяемое электрохимическими свойствами фаз.

• Анализ поляризационных потенциодинамических кривых ионизации сплавов показал, что растворение сплава Си-РЬ при потенциале более' 0.15 В (х.с.з.) сопровождается глубокой пассивацией образца с переходом в транспассивное состояние. Низкая предельная плотность тока характерна для образования прочных пленок сульфата свинца (2), которые при увеличении потенциала' претерпевают качественные изменения (вплоть до окисления до РЬОг). . Процесс сопровождается полной блокировкой эвтектических и чисто свинцовых участков, что подтверждено данными микрофотосъемки.

Вид поляризационной кривой сплава Си-2п характерен для

)

затруднений процесса ионизации, обусловленных накоплением в при-анодноы слое ионов меди и цинка.

При растворении сплавов системы Си-Зп с содержанием 3-42 2п наблюдали минимальную плотность тока пассивации. Этот механизм объясняется увеличением вероятности пассивации электрода нерастворимыми соединениями олова при увеличении . его содержания ' в сплаве. Вместе с тем при больших концентрациях олова эта пленка имеет более рыхлую структуру. Установлено, что величина потенциала без наложения тока для сплавов, содержащих до 62 2п, не зависит от состава сплава и кислотности электролита, что указывает на низкую активность олова в а-фазе. В сплавах, содержащих тис -фазы, потенциал линейно возрастает с увеличением содержания олова и снижением кислотности электролита. Достижение установившегося потенциала происходи? га счет обеднения поверхностного слоя образца олопсм з сеязи с его преимущественным растворением (и гидролизом), как наиболее электроотрицательного . компонента сплава.

Шламовые пленки, полученные при растворении сплавов Си-РЬ, содержат до 6-8% металлической меди, образующейся по реакции цементации на свинцовых участках анода. При содержании до 1.5 7. свинца в образце наблюдали снижение тока пассивации, что говорит о том, что низкая концентрация свинца в сплаве (эвтектика а + В) благоприятна для образован-,'.я прочных непроницаемых поверхностях пленок.

Экспоненциальная зависимость потенциала пассгаации образцов системы Си-гл-РЬ от концентрации серной кислоты в электролите указывает на то, что сикение кислотности до 8-10 г/дм3 способствует снятию диффузионных затруднений в пламовых пленках и разрых-ленга их структуры.

Термодинамический анализ анодного растворения многокомпо-

(

нентных- систем показал, что при ионизации сложных сплавов не соблюдается принцип протекания параллельных реакций и компромиссный потенциал системы определяется активностью компонентов сплава. Расчетные и экспериментальные данные определения активности цинка, олова и свинца на поверхности растворяющегося сплава близки.

Зависимость константы скорости ионизации медных сплавов от температуры, за исключением сплава Си-РЬ, описывается закономерностями, характерными для электрохимической кинетики. Величина кажущейся энергии активации электродных реакций составляет: для сплава Си-2п - 30-50 кДж/моль, Си-2п-Бп - 10-15 кДж/моль, Си-РЬ -20-30 кДж/моль и зависит от состава сплава. При высоких значениях плотностей тока скорость анодной реакции в системе Си-РЬ-Бп лимитируется массопередачей через слой сламовой пленки.

В третьей главе приведены результаты лабораторных исследовании злектрохюдмеской переработки вторичных медных сплазов, целью которых явилось определение и оптимизация технологических параметров электролиза и анализ материального баланса процесса.

Изучали влияние содержания сернст; кислоты, меди к цинка в электролите и состава сплава на выход по току, расход электроэнергии, состав и выход анодного' плана.

При увеличении кислотности электролита вьлзе 8-12 г/дм3 наблюдали выкрашивание анодной массы к образование на границе раздела фаз "анод - электролит" порошковой меди. В пламах, полученных при электролизе в'слабокислом электролите, металлической фазы на порядок меньше, а содержание олова достигает 33-371 (против 10-152 при электролизе в более концентрированных растворах - 150-200 г/дм3 Н2504). Свинец и олово в этом случае коли-

t. I

чественно переходят в шлам (рис.1), причем электроокисление сопровождается реакциями сульфатизации и гидролиза, на которые электричество не затрачивается.

При низкой (менее 20 г/дм3) концентрации меди в электролите обцее напряжение на ванне определяется омическим сопротивлением электролита, а при высокой (более 35 г/дм3) - концентрационной поляризацией, особенно при наличии шламовой пленки.

По данным химического анализа продуктов батансовых опытов установлено, что переход олова в раствор в иоьной и коллоидной формах резко возрастает с увеличением кислотности электролита.

Оптимизацию параметров электролиза проводили на ЭВМ серии IRM PC/AT с использованием методики регрессионного анализа'данных активного эксперимрнта (пакет Statgrafles). Критериальная сценка значимости коэффициентов частных зависимостей и обобщенных уравнений позволила сделать вывод об адекватности математических моделей экспериментальным данным.

Оптимальными являются следу ¡стае параметры электролиза: катодная плотность тока 180-220 А/м2, температура 55-бО°С, _ состав электролита, г/дм3: 8-12 H2SO4 , 30-35 Си, 20-25 Zn, 10-15 N1.

Электролиз сплавов во всех опытах сопровождался снижением содержания меди з растворе, что связано с незначительным деба-лансом скоростей анодной и катодной электрохимических реакций. При практическом внедрении процесса часть электролита необходимо выводить из цикла вследствие накопления в нем цинка, никеля и других примесей, поэтому корректировка рабочего электролита по меди может быть осуществлена на стадии подготовки исходного раствора.

С 5

В р е м я , ч

Рис.1. Изменение кокцентрацга ионов металлов в электролите, г/дм3:

1,1'-Си, 2,2'-2л, З.З'-Бп; 1,2.3 -вг/дм3 Н2ЗЭ4;

1',2',3'-200 г/дм3 Н2504

Исследована зависимость показателей электролиза от состава анодного сырья. При содержании сьинца в сплаве 0.32, 4.24 и 6.152 концентрация меди в шламе составила 0.81, 4.20 и 6.90* соответственно. В слабокислых растворах.(8-12 г/дм3 N¿504) выход слама определяется степенью гидролиза олова, а в сильнокислых (Еы^е 10-15 г/дм Н2£>04) - образованием цементной меди.

Величина катодного выхода по току составляет 99.5-39.7Z и мало зависит от состава анода.

Распределение металлов по продуктам электролиза приведено в та5л.1.

Таблица 1

Распределение металлов по продуктам электролиза

Наименование продукта С одержан и е , г

Си Зп РЬ гп Ре N1 Аб

Катодная медь 38.95 0.03 0.04 0.08 0.03 0.06 -

Электролит - 0.09 0.03 99.68 97.71 90.60 51.55

Анодный слам 1.05 99.88 99.93 0.12 2.26 9.34 48.45

в т.ч. :

с анода 0.55 51.60 55.02 0.07 1.04 4.81 18.91

с фи-яьтрз 0.02 0.97 0.33 - 0.14 0.02 13.41

с днггз вачны 0.48 47.31 44.58 0.05 1.08 4.45 16.13

3 четвертой главе .приведет; результаты опытно-промысленных испытаний гидрометаллургической схемы переработки вторичных бронз, проведенных совместно с Е-1ИКПВторцветметсм на опытном заводе ЕНИИЕзетмет (г. Усть-Каменогорск).

Использовали ачоды стандартных размеров и массы, отлитые в цехе огневого рафинирования Кьштымского'мэдеэлектролитного завода. Их состав, X: 84.72 Си, 1.24 2п, 2.07 N1, 2.44 5п, 5.07 РЬ, 0.1 Ге, 0.73 5Ь, 0.02 Аэ.

Смонтирована специальная установка, вкяочащая футерованный электролизер с конусным днищем объемом 0.94 ы3, теплообменники, фильтровальное и насосное оборудование. При плотности тока 200 А/м2 натряжение на ванне составило 1.94-1.66 В, расход электроэнергии -1100-1200 кВт ч/т катодного осадка.

v 1

Опытная партия катодной меди (460 кг) по химическому составу и морфологии поверхности отвечает требованиям марки Ml. Катодный выход по току 93Х, анодный - 107.9Х.

В полупромышленном масштабе отрабатывали утилизацию выводимого отработанного электролита по схеме:

- обезмеживание в ванне с нерастворимыми анодами при катодной плотности тока 150 А/м2 ;

- гидролитическая очистка от железа ( рН 4.3-4.5, Т-333 К, нейтрализатор - вельцокись); ч- двухстадийная карбонизация техническим К2СО3 при рН 7 и

рН 8 до остаточной концентрации цинка менее 0.7 г/дм3 .

При переработке отработанного электролита состава, г/дм3: 32.7 Си, 31.6 Zn, 8.97 H2SO4, 14.3 N1, 11.8 Fe - получены продукты, состав которых приведен в табл.2. •

Оборотный нейтральный раствор после фильтрации может быть использован при приготовлении исходного электролита или компенсации потерь. Часть раствора должна выводиться на выпаривание во избежание-накопления солей калия.

Пятая глава посвящена технологии .комплексной гидрометаллургической переработки анодных шламов электролиза вторичных бронз. Химический состав иламов, X: 31-36 РЬ, 1-6 Си, 20-24 31, 0.03-0.05 2л, 0.06-0.1 N1, 0.05-0.3 Аз, который во многом зависит от состава анода. Основными соединениями в нем являются сульфат свинца, оксидные соединения олова и порошковая медь.

Анализ известных схем переработки такого рода промпродук-тов показал, что наиболее рациональной следует считать технологию, включающую после отделения металлической фазы и отмывки водорастворимых соединений выщелачивание сульфата свинца, по-

Таблица 2

Состав продуктов опытно-промышленных испытаний переработки отработанного электролита

Наименование продуктов 2 о с т а в , 1. Г/дм3

Си 2п Ге N1 Бп РЬ АБ

Катодная медь - 0.001 0.002 - 0.001 0.002 -

Анодный сдам 11.8 1.0 0.3 0.48 20.1 32.48 0.9

Шлам с фильтров 2.1 0.16 1.2 0.02 52.0 1.35 0.6

Отработанный

электролит 26.3 59.2 1.95 10.6 0.2 0.12 -

Электролит после

обезмехивания 2.4 95.2 1.7 7.1 н/о 0.02 -

Раствор после

карбонизации 0.22 0.65 0.02 0.1 - - Н/0

Медный продукт

обезмехиваяия 97.2 0.1 Н/0 Н/0 0.16 -

Железный кек - 12.1 12.4 - - - 0.2

Карбонатный кек1 3.3 26.7 - 3.6 - - 0.3

Карбонатный кек2 1.7 28.3 - 5.0 - - -

скольку вторичные оксиды олова (искусственный касситерит) являют-• ся крайне устойчивыми к воздействию различных растворителей.

Наиболее эффективными растворителями сульфата свинца. является соединения группы эткленаминоз, в частности, двунатриевая соль этилендиаминтетрауксуснсй кислоты (трклон Б), которая позволяет:

- количественно перевести свинец в раствор -за одну стадию;

- использовать стандартную аппаратуру из доступных марок конструкционных сталей;

- обеспечить замкнутый технологический цикл и экологическую безопасность.

В лабораторных условиях исследованы основные параметры гидрометаллургической переработки свинцово-оловянных сламов электролиза вторичных бронз, позволяющей регенерировать растворитель и получить чистый оловянный продукт.

Обработка данных активного эксперимента позволила рекомендовать следующие параметры выщелачивания сламов: Е:Т - 10:1, СтрБ - 140-150 г/дм3 , конечная концентрация свинца в растворе 35-40 г/дм3 . При более низких 2:Т за счет насыщения раствора снижается извлечение свинца. Температура 233-298 К достаточна для извлечения 96-932 РЬ при указанных вьсе условиях (рис.2).

Концентрация меди и цинка в растворе определяется их содержанием в исходном сдаче в виде водораствср1а<ых соединений и плотностью пульпы.

Рациональным способом выделения свинца из раствора трило-на Б является электрохимически*;, " поззоляищий в одну стадию получить свинец з виде компактного металла и регенерировать растворитель, не загрязняя его ионами металлов и посторонними анионами. Способ предусматривает также одновременную очистку раствора от меди.

Был подобран материал анода (графгт), а также оскозные-технологические условия (катодная плотность тока, температура электролита, скорость 'циркуляции и Др.). Установлено, что при совместном разряде меди и свинца из трилонаткых электролитов получить компактный осадок невозможно.

Остаточное содержание свинца в электролите снижали до

0.125 0.15 0.175 125 150 175

Т:Ж Концентрация трБ, г/дм3

Рис.'2. Зависимость извлечения свинца в раствор от Т:Ж и ' концентрации трилона Б

0.2-1.5 г/дм3 (рис.3), при этом достигнуты следующие техноло-

гические показатели:

- катодный выход по току, Z 65-70

- напряжение на ванне, В 2.5-3.0

- расход электроэнергии, кВт-ч/т осадка 2800-3000

- состав катодного осадка, Z РЬ 70-75

Си ' 4.5-5.2

- степень регенерации растворителя, Z 80-85

Анодные шламы электролиза вторичных бронз по химическому и фазовому составу близки к свинцово-оловянным кекам, получаемым в результате выщелачивания цинковых пьией конвертирования вторичной меди. Технологические параметры переработки, полученные для шламов, проверяли применительно к этим полупродуктам. Состав свинцово-оловянных кеков, 2: 36-42 РЬ, 16-21 Бп, 1-4 Си, 2-8 2п.

Результаты лабораторных исследований подтвердили полную воспроизводимость предлагаемой технологии для извлечения олова и свинца из кеков от выщелачивания цинковых пылей, поэтому была запланирована переработка этого продукта в опытно-промышленном масштабе.

Опытно-промнитеиные испытания технологии переработки оловосодержащих прсмпродуктов проводились совместно с исследовательской лабораторией цеха редких металлов Кировградского медеплавильного комбината (КМК).

Использовали свинцово-оловянные кеки,полученные при вьпце-лачиванйи цинковых пылей марки ОЦТ-1 следующего химического состава, 2: 36.5 РЬ, 5.8 2п, 19.5 Бп, 1.0 Си, влажность кека 24.6Х.

На основании проведенных исследований и опытно-промышленных испытаний предложена гидрометаллургическая схема переработки свкнцово-оловянных полупродуктов (рис.4), которая включает следующие основные технологические операции: двухстадийную промывку исходного кека, выщелачивание в растворе трилона В, отмывку и сушку оловянистого остатка, электрорегенерацию растворителя о получением губчатого свинца, утилизацию промвод.

Состав продуктов и извлечение металлов представлены в табл.3.

В р е м я , ч

Рис.3.Изменение состава раствора (г/дм3) г процессе регенерации растворителя (1-РЬ, 2-Си, З-гп)

вызолы

1. Актуальна проблема переработки сложного полиметаллического сырья с комплексным извлечением ценных металлов в товарные продукты. Используемые пирометаллургические методы ха- • рактеризуются низким извлечением ценных компонентов и образованием полупродуктов, требуюсих дальнейшей переработки. Ка-

) .ь

РЬ-Бп полупродукт

Кисдая и нейтральная прошвка

пульпа

Выщелачивание

промводы

Оильтрация

Г

раствор твердый остаток

Злектооосаждэние РЬ

Промывка

губчатый РЬ электролит

Промывка Нг304

Фильтрация

Потребителя Осатаение

Фильтрация

осадок солей 2п,РЬ раствор

5п кек промводы

Сушка

Потребителю

в цинковое пр-во в оборот на промывку осадков

Рис.Технологическая схема переработки анодных шламов электролиза вторичных бронз и РЬ-Бп полупродуктов

Таблица 3

Состав продуктов (X, г/дм3) и извлечение металлов (2) по операциям

Операция Продукт № 5п Си 2п

сод. извл. сод. ИЗВЛ. сод. ИЗВЛ. сод. ИЗВЛ.

Исход.кек 36.5 19.5 1.0 5.8

Промывка Кек 36.4 99.73 19.5 - 0.72 71.7 2.48 42.9

Промводы 0.02 0.27 - - 0.29 28.3 3.2 57.1

Выдел-ние Зп-кек 0.76 5.4 63.2 99.8 0.1 2.8 0.2 2.5

Раствор 33.1 92.7 0.1 - 2.6 96.3 2.0 95.3

Электро- Катодный

регенера- осадок 68.7 86.9 - - 4.5 100 - -

ция Оборотный

электр-т 4.8 12.6 - - - - 1.9 100

Скзозное извлечение

(за один цикл):

з Бп кек 0.3 99.3 - -

з катодный осадок 96.2 - 97.8 -

в отраб.электролит 2.2 .0.2 0.2 88.7

в промводы (общ.) 1.3 0.5 2.0 11.3

честзо товарных сплавов и металлов, получаемых из смешанного вторичного сырья, не отвечает требованиям потребителей.

2. Более перспективными для решения этой задачи являются гидрометаллургкчесже схемы, позволяющие при юнимуме затрат получать качественные продукты,- комплексно использовать сырье

и обеспечить экологическую безопасность.

3. Разработана технологическая схема -переработки медных сплавов, позволяющая получить катодную медь, а также свинец- и оловосодержащие продукты, тлеющие развитый рынок сбыта.Полупродукты пригодны для последующей переработки на профильных металлургических предприятиях.

4. Общая технологическая схема включает плавку сырья и разливку анодов, электролиз,, регенерация электролита и комплексную переработку анодных шламов. Схема обеспечивает замкнутый по раствору технологический цикл .

5. Показано, что анодная поляризация сплавов меди в сернокислых растворах зависит от состава сплава, его микроструктуры и состава электролита. Скорость анодной реакции в системе "сплав Си-(Бп, РЬ) - электролит" определяется диффузией.продуктов реакции через шламовую пленку.

6. Снижение кислотности электролита до 8-10 г/д-г3 позволяет исключить анодную пассиващю при непрерывном ведении процесса, несмотря на образов-г::е слол шлама на поверхности анода. При ссдер.-^нии свинца в сплаве выше 1.4-1.5% образуются сульфатные шламовые пленки, -мекщие рыхг.та структуру и не осложняющие процесс анодного растворения.

7. 3 лабораторных условиях с использованием методик планирования эксперимента и обработка полученных данных на ЭВМ оптимизированы состав электролита и электрические режимы рафинирования.

8. Электролиз бронзовых анодов й утилизация отработанного электролита опробованы в опытно-промышленных условиях; результаты лабораторных исследований подтверждены.

9. Предложена технология комплексной переработки анод-

ных ялыов электролиза вторичных бронз с получением технического оксида олова (IV) и металлического св;<я:;а, включающая выщелачивание плам-н в растворе трклона В и электролитическую регенерацию растворителя. Результаты лабораторных исследований подтверждены на стадии уьгрупненных опытов.

10. Разработанная технология оказалась эффективной и при опытно-промьшленных испытаниях переработки свинцово-оловянных полупродуктов производства вторичной меди. Результаты испытаний показали возможность получения качественных продуктов и организации замкнутого по растворам технологического цикла.

Технологическая схема рекомендована к внедрению на Киров-градском медеплавильном комбинате.

По теме диссертации.опубликованы следующие работы:

Î. Мамяченков C.B.. Худ.*:коз И.О., Карелов C.B. О влиянии состава шлака на извлечение цинга и меди при шахтной плавке вторичного сырья // Цветные металлы. 1987. N8. С.23-24.

2. Ь'змяченков С.З., Худяков И.О., ?1арелов C.B. К вопросу переработки плаков вторичной цветной металлургии // Известия вузов. Цветная металлургия. 1988. N2..С.74-78.

3. Худяков И.О., Ыамяченков C.B., Карелов C.B. К вопросу электрохимического разделения меди и олова из вторичных сплавов на медной основе // Цветные металлы. 1989. N4. С.44-46.

4. ХУдякой И.О., Мамячекхов C.B., Карелов C.B. Электрохимический вариант- переработки бронзовых отходов // Рациональное использование вторичных ресурсов и охрана окружающей.среды. Свердловск: УПИ, 1990. С.41-47.

5. Особенности электролитичебкого рафинирования никельсодержа- . щей меди / Пузаков В.В., Заузолков И.В...Щеглоза P.C., Мамячен- . ков C.B. // Известия вузов. Цветная металлургия.'1990. Ni. С.28-32.

6. Анодное поведение сплавов на основе меди в сернокислых электролитах / Худяков И.Ф., Заузолков И.В.', Карелов C.B., Уамя-ченков C.B. // Известия вузов.'Цветная металлургия. 1989. N6.

С. 24-28.

7. Намяченков C.B., Карелов C.B. , Набойченко Ç.C. О макроструктуре катодных осадков при электрохимической переработке вторичных бронз // Известия вузов. Цветная металлургия. 1990. N2. С.120-122. .

8. Переработка медьсодержащих лома и отходов с комплексным извлечением цветных металлов / Набойченко С.С., Карелов C.B., Мамяченков C.B., Заузолков И.В. Ы.: ЦНИИЦветмет экономики и информации, 1990. Вып 1. 24 с.

Подписании печать 12,05.93 ворыат 60x84 1/16 Бумага хшочая Плоская печать Усд.п.д. 1,39 Уч.-изд.л. 1,09 Тираде 100 Заказ 348_Бесплатно

Редакцаонво-пздатедьскиа отдал УГТУ-УЕ1 £20002, Екатеринбург, УГТУ-УШ, 8-Л учебц^Л корпус Ротапринт УП7-УШ. 620002, Екатеринбург, ■УГТУ-У1Е1,8-Я уч.корпус