ИСЛЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕДИ ИЗ ТВЕРДОГО МЕДЬСОДЕРЖАЩЕГО ОТХОДА

АННОТАЦИЯ

В мире научные исследования в области цветной металлургии, направлены на вовлечение техногенных отходов промышленности в основное производство, с целью увеличения выхода цветных металлов. Следует отметить, что производство меди связано с выходом большого количества техногенных отходов, которые намного превышают объем получаемой меди. Образуются отходы обогатительной фабрики, техногенные отходы плавки сульфидных медных концентратов, такие как медные шлаки и газы, а также технологические металлсодержащие растворы.

В Республике научные исследования в области производства меди, направлены на разработку технологии переработки техногенных образований в виде отходов металлургических шлаков, пыли и технологических металлсодержащих растворов.

ABSTRACT

In the world, scientific research in the field of non-ferrous metallurgy is aimed at involving man-made industrial waste in the main production, in order to increase the yield of non-ferrous metals. It should be noted that copper production is associated with the release of a large amount of man-made waste, which far exceeds the volume of copper produced. Processing plant waste, technogenic waste from smelting copper sulfide concentrates, such as copper slags and gases, as well as technological metal-containing solutions are formed.

In the Republic, scientific research in the field of copper production is aimed at developing technology for processing man-made formations in the form of waste metallurgical slags, dust and technological metal-containing solutions.

Ключевые слова: Медь, отходы, концентрат, флотация, шлак, кокс, раствор, кек, серная кислота, выщелачивание, шихта.

Keywords: Copper, waste, concentrate, flotation, slag, coke, solution, cake, sulfuric acid, leaching, charge.

Для выделения меди в раствор проводили сернокислотное выщелачивание твердого медьсодержащего отхода с содержанием серной кислоты 80÷120 г/л в пульпе при температуре 60-90^оС в течении 2 часов, Т:Ж=1:3÷5 по разработанной технологической схеме.

Результаты сернокислотного выщелачивания приведены в табл. 1.

При выщелачивании твердого медьсодержащего отхода серной кислотой протекают следующие реакции:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O                                                        (1)

Таблица 1.

Результаты сернокислотного выщелачивания твердого медьсодержащего отхода  «МОФ-2»

В результате выщелачивания при заданном соотношении Т:Ж=1:3÷5 происходит нейтрализация серной кислоты от исходной концентрации 80÷120 г/л до значении рН 0,8-1 (30-35 г/л). Выщелачивание проводили при концентрациях серной кислоты 40, 60, 80, 100, 120 и 140 г/л. По полученным данным, для полного перехода меди в раствор оптимальной является концентрация серной кислоты 110-125 г/л.

Из полученных данных видно, что при сернокислотном выщелачивании в более разбавленных пульпах повышение температуры положительно влияет на степень растворения меди.

Высокое извлечение меди в раствор при кислотном выщелачивании медьсодержащего отхода достигнуто с применением предварительного обжига исходного материала.

Рисунок 1. Зависимость извлечения меди в раствор от концентрации серной кислоты при продолжительности процесса 2 часа

Фильтрация и промывка раствора

После фильтрации осадок промывали водой до рН=5,5÷6,0 при температуре воды 80^оС. Полученный раствор с содержанием меди 5 г/л является продуктивным раствором для извлечения меди.

Степень осветления φ, (%) вычисляли по формуле :

,                                          (1)

где V_ос – объем осветленной части, см³; V_общ. – общий объем суспензии, см³.

Результаты приведены на рис. 1.

Полученные данные указывают на хорошее разделение суспензий, образующихся в процессе выщелачивания медьсодержащих отходов. Как видно с диаграммы, при выдержке суспензии в течение 120 мин. наблюдается интенсивное выпадение осадков, но при продолжении до 200 мин. степень осветления пульпы продолжает увеличиваться незначительно. Так, степень осветления пульпы на основе медьсодержащих отходов и серной кислоты через 20 мин. достигает 9%, при максимальной степени осветления 54,4%.

Рисунок 1. Зависимость степени осветления пульпы после выщелачивания в зависимости от времени

Далее была определена скорость фильтрации реакционной пульпы выщелачивания медьсодержащих отходов с серной кислотой на вакуумной фильтровальной установке. Основными параметрами, определяющими эффективность процесса фильтрации, являются удельное сопротивление осадка и сопротивление фильтровальной перегородки (ткани) [3; с.128-129). Скорость фильтрации определялась на приборе вакуумного фильтрования ПВФ-47/3Б, поддерживая рабочий вакуум 0,35-0,96 кгс\см², фиксируя время фильтрации. Площадь поверхности фильтрующей перегородки равна 0,008 м². Расчет проводился по формуле:

,                                        (3.9)

Данные по скорости фильтрации показали, что пульпа после выщелачивания и сгущения осадка независимо от исходного соотношения Т:Ж и температуры фильтруется хорошо. Скорость фильтрации для суспензии составляет 130–156 кг/м²·ч при разрежении 300 мм рт. ст [4; с. 62-67]

Увеличение разрежения и температуры процесса фильтрации приводит к повышению скорости фильтрации по пульпе, фильтрату и твердой фазе.

Так, повышение разрежения в колбе с 200 мм рт. ст. до 500 мм рт. ст. при температуре 60°С увеличивает скорость фильтрации по пульпе с 96,4 кг/м²∙ч до 188,8 кг/м²∙ч. Повышение температуры с 60 до 90°С при разрежении 200 мм рт. ст. увеличивает скорость фильтрации по сухому осадку с 45,5 кг/м²∙ч до 56,5 кг/м²∙ч. Как видно из полученных данных, повышение разрежения оказывает большее влияние на скорость фильтрации суспензии, чем повышение температуры.

Таким образом, результаты исследования по осветлению и фильтрации пульпы указывают о ее осуществимости в производственных условиях, где приемлемо разделение раствора от нерастворенной части продукта.

Список литературы:

1. K.S. Sanakulov, A.S. Khasanov ,,Processing of copper production slags’ Tashkent Publishing House “Fan” Uzbekistan 2007. (In Uzbekistan)
2. Khasanov A.S., Sirozhov T.T., Utkirova Sh.I., Murtozaeva M.M. “Investigation of the effect of chloride sublimation roasting in the processing of copper slags” UNIVERSUM: TECHNICAL SCIENCES No. 3 (84). (in Russian).
3. Samadov A.U., Khuzhakulov N.B., Sirozhov T.T., Narzullaev Zh.N. “Fundamentals of the methodology of biodestruction of man-made raw materials” Mountain Bulletin of  Uzbekistan,    Navoi. 2019 - №3(81) C.60-63p. (In Uzbekistan)
4. Khasanov A.S., Tolibov B.I., Sirozhov T.T., Akhmedov M.S. “New directions for the creation of technology for granulation of copper production slags” EURASIAN UNION OF SCIENTISTS (ESU). No. 2 (71) / 2020 (in Russian).
5. Khasanov A.S., Sirozhov T.T., Utkirova Sh.I., Murtozaeva M.M. ”Hydrometallurgical and flotation methods of slag depletion // Universum: Engineering Sciences No. 5 (98).    May 2022 yil 56-61 pp.
6. Sirozhov T.T., Aripov A.R., Utkirova Sh. “Modern state of the theory and practice of copper production slag preparation” Academy. No. 1 (52), 2020. (in Russian).