Извлечение цветных металлов и мышьяка из тонких пылей медеплавильного производства по комбинированной технологии

Тонкие пыли медеплавильного производства являются ценным сырьем для извлечения тяжелых цветных, благородных и редких металлов. Особенностью пылей является высокое содержание в них мышьяка, который должен быть выведен из технологического цикла в виде пригодного для безопасного хранения продукта. Наиболее рациональной является комбинированная технология переработки пылей медеплавильного производства, включающая низкотемпературный обжиг (прокалку) пылей с целью отгонки мышьяка в отдельный продукт и разрушения малорастворимых сульфидных и ферритных соединений цинка и меди. Представлен химический и фазовый состав пылей технологии «Ausmelt». Выполнены термодинамические расчеты реакций, протекающих при обжиге этих пылей, с целью изучения поведения соединений меди, цинка, мышьяка и железа при обжиге в диапазоне температур 20–1000 °С, особенностей образования и состава твердых фаз, оптимизации условий обжига и отгонки мышьяка. Установлено, что прокалка пылей позволяет перевести труднорастворимые сульфиды и ферриты цинка и меди в кислоторастворимые оксиды и сульфаты. Определены термодинамические параметры реакций сернокислотного выщелачивания отдельных соединений полученного огарка. Результаты лабораторных исследований показали, что температура прокалки 550 °С обеспечивает наиболее удовлетворительные результаты по переводу мышьяка в возгоны (более 95 %) и извлечению меди и цинка в раствор при сернокислотном выщелачивании (более 90 %). Начальная кислотность растворов 50 г/дм³ и температура раствора 60 °С являются достаточными для достижения высоких значений извлечения меди и цинка в раствор.

1. Morales A., Cruells M. , Roca A., Bergo R. Treatment of copper flash smelter flue dusts for copper and zinc extraction and arsenic stabilization. Hydrometallurgy. 2010. Vol. 105. P. 148—154.

2. Okanigbe Do, Popoola Api, Adeleke A.A. Characterisation of copper smelter dust for copper recovery. Procedia Manufact. 2017. Vol. 7. P. 121—126.

3. Мамяченков С.В., Сергеев В.А., Сергеева Ю.Ф. Современные способы переработки пылей медеплавильных предприятий. Бутлеровские сообщения. 2012. Т. 30. No. 5. С. 1—19.

4. Тарасов А.В., Бессер А.Д., Мальцев В.И. Металлургическая переработка вторичного цинкового сырья. М.: Гинцветмет, 2004.

5. Montenegro V., Sano H., Fujisawa T. Recirculation of high arsenic content copper smelting dust to smelting and converting processes. Miner. Eng. 2013. Vol. 49. P. 184—189.

6. Chen W., Sheng Q.-H., Wang D.-J., Zhang Z.-H., Chen G.-M. Study on the new process for treating copper converter dusts. Nonferr. Min. Metall. 2003. Vol. 3. P. 45—47.

7. Скопов Г.В., Беляев В.В., Матвеев А.В. Вывод из оборота и отдельная переработка пыли электрофильтров плавки Ванюкова ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод». Цветные металлы. 2013. No. 8. С. 55—59.

8. Ya Chen, Ting Liao, Gaibian Li, Baizhen Chen, Xichang Shi. Recovery of bismuth and arsenic from copper smelter flue dusts after copper and zinc extraction. Miner. Eng. 2012. Vol. 39. P. 23—28.

9. Розловский А.А., Богданов В.А. Переработка мышьяковистых полупродуктов предприятий цветной металлургии. Цветные металлы. 2003. No. 2. С. 30— 32.

10. Hou X.-G., Zhang Y., Zhang X. Leaching of copper and zinc from copperconverter dust with sulfuric acid. Hydrometallurgy of China. 2011. Vol. 30. P. 57—59.

11. Иванов Б.Я., Ярославцев A.C., Ванюшкина Г.Н. Гидрометаллургическая переработка тонких конвертерных пылей медеплавильного производства. Цветные металлы. 1982. No. 4. С. 16—21.

12. Bakhtiari F., Atashi H., Zivdar M., Seyed Bagheri S.A. Continuous copper recovery from a smelter’s dust in stirred tank reactors. Int. J. Miner. Process. 2008. Vol. 86. P. 50—57.

13. Mahdi Mohagheghi, Masoud Askari. Copper recovery from reverberatory furnace flue dust. Int. J. Miner. Process. 2016. Vol. 157. P. 205—209.

14. Vitkova M., Ettler V., Hyks J., Astrup T., Kribek B. Leaching of metals from copper smelter flue dust (Mufulira, Zambian Copperbelt). Appl. Geochem. 2011. Vol. 26. P. 263—266.

15. Xu Zhi-feng, Li Qiang, Nie Hua-ping. Pressure leaching technique of smelter dust with high-copper and higharsenic. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2010. Vol. 20. P. 176—181.

16. Xue-yi Guo, Yu Yi, Jing Shi, Qing-hua Tian. Leaching behavior of metals from high-arsenic dust by NaOH—Na2S alkaline leaching. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2016. Vol. 26. P. 575—580.

17. Yong Kea, Chen Shen, Xiao-Bo Min, Mei-Qing Shi, Li-Yuan Chai. Separation of Cu and As in Cu—As-containing filter cakes by Cu2+-assisted acid leaching. Hydrometallurgy. 2017. Vol. 172. P. 45—50.

18. Сергеева Ю.Ф., Мамяченков С.В., Сергеев В.А., Карелов С.В., Галлямова Н.Р. Гидрометаллургическая технология переработки тонких пылей медеплавильного производства с использованием комплексообразующего реагента. Цветные металлы. 2013. No. 8. C. 79—83.

19. Мамяченков С.В., Карелов С.В., Набойченко С.С., Якорнов С.А., Усов С.П. Комплексная переработка цинк и свинецсодержащих пылей предприятий цветной металлургии. М.: ЦНИИЦветмет, 1996.

20. Guo-min Jiang, Bing Peng, Yan-jie Liang, Li-yuan Chai, Qing-wei Wang, Qing-zhu Li, Ming Hu. Recovery of valuable metals from zinc leaching residue by sulfate roasting and water leaching. Trans. Nonferr. Met. Soc. China. 2017. Vol. 27. P. 1180—1187.