Способ очистки раствора при гидрометаллургической обработке меди

005989 Изобретение относится к удалению двухвалентной меди из раствора хлорида меди при гидрометаллургическом производстве меди. В процессе производства меди медьсодержащее сырь выщелачивают в раствор, содержащий хлорид. Из образовавшегося при выщелачивании раствора хлорида меди, содержащего как одновалентную, так и двухвалентную медь, двухвалентную медь удаляют по меньшей мере частично путм осаждения, а раствор хлорида меди (I) направляют на дальнейшую обработку. Осаждение двухвалентной меди происходит в виде щелочного хлорида меди. Образовавшийся щелочной хлорид меди выщелачивают в виде хлорида меди (II) либо отдельно, либо при выщелачивании сырья, и используют при выщелачивании медьсодержащего сырья. В патентной заявке США 6007600 описан способ гидрометаллургического получения меди из медьсодержащего сырья, такого как концентрат сульфида меди. В соответствии с этим способом сырь выщелачивают противоточным выщелачиванием раствором хлорида натрия - хлорида меди в несколько стадий, чтобы получить раствор одновалентной меди (I). Так как всегда имеются как остатки некоторого количества хлорида двухвалентной меди, так и примеси, составленные другими металлами, раствор подвергают восстановлению двухвалентной меди и очистке. Раствор чистого хлорида одновалентной меди при помощи гидроксида натрия осаждают в виде смешанного оксида меди (oxidule), а затем этот смешанный оксид восстанавливают до элементарной меди. Образовавшийся в результате осаждения смешанного оксида меди раствор хлорида натрия обрабатывают далее электролизом до образования хлора и щлочи, после которого полученный газообразный хлор и/или раствор хлорида используют при выщелачивании сырья, полученный при электролизе гидроксида натрия используют при осаждении смешанного оксида, а полученный водород используют при восстановлении элементарной меди. В вышеописанном способе полученный в результате выщелачивания сырья раствор хлорида меди содержит также некоторое количество хлорида меди (II) или хлорида двухвалентной меди. Хлорид двухвалентной меди восстанавливают до хлорида одновалентной меди при помощи зернистой меди. Этот метод часто довольно полезен, однако при восстановлении по существу не происходит удаления примесей. Предлагаемый здесь способ относится к дополнительной обработке раствора хлорида меди, полученного при хлоридном выщелачивании медьсодержащего сырья, такого как концентрат сульфида меди. В соответствии с этим способом по меньшей мере часть хлорида двухвалентной меди (CuCl2), содержащегося в растворе хлорида меди, удаляют из раствора путм осаждения меди при помощи подходящего реагента, такого как щелочной хлорид меди (II), или оксихлорид меди (II). Гидроксид натрия и известняк являются, по меньшей мере предпочтительными реагентами. Осажднный щелочной хлорид меди выщелачивают либо отдельно, либо при выщелачивании сырья, а полученный раствор хлорида меди (II) используют в выщелачивании сырья. Раствор хлорида меди (I) (CuCl), из которого удалена двухвалентная медь, подвергают очистке для дальнейшей обработки для получения элементарной меди. Содержащийся в растворе хлорида меди хлорид меди (II) можно осадить из раствора, например,при помощи гидроксида натрия. Осаждение проходит в соответствии со следующей реакцией: 2CuCl2 + 3 NaOHCu2Cl(OH)3 + 3 NaCl (1) Предпочтительно осаждать полученный оксихлорид меди (II) снова, при выщелачивании оксихлорида, посредством чего осажденный Сu2+ выщелачивается в виде хлорида меди (II), СuС 2. При выщелачивании протекает следующая реакция:Cu2Cl(OH)3 + 3 HCl2CuCl2 + 3 Н 2 О (2) Ясно, что не требуется, чтобы выщелачивание было отдельной стадией процесса, и можно выполнить его совместно с выщелачиванием медьсодержащего сырья. Двухвалентная медь широко известна как хороший окислитель, и таким образом, хлорид меди (II) можно использовать вместе с хлоридом натрия при выщелачивании сырья. Использование двухвалентной меди при выщелачивании сульфидного сырья описано, например, в патенте США 5487819. Подобным же образом, в соответствии с фиг. 3 в патенте США 6007600, было предложено, часть раствора хлорида меди (I) окислять при помощи газообразного хлора до хлорида меди (II) и возвращать назад на выщелачивание. В предлагаемом способе хлорид меди (II) не восстанавливают сначала и не окисляют вновь, как одновалентную медь, а осаждают двухвалентную медь из раствора, содержащего главным образом хлорид меди, а затем выщелачивают в виде хлорида меди (II), так что его можно использовать в выщелачивании медьсодержащего сырья. Если осаждение хлорида меди (II) выполняют в процессе гидрометаллургического производства меди, с которым связан щелочной электролиз, необходимый гидроксид натрия будет получен как продукт электролиза. Необходимую для выщелачивания соляную кислоту можно также получить из водорода и хлора, образующихся при щелочном электролизе. Однако гидроксид натрия и соляная кислота - недорогие реагенты, и их можно использовать, даже если их нельзя получить в ходе процесса. Осаждение оксихлорида меди (II) можно выполнить не только при помощи гидроксида натрия; возможно и экономично также сделать это при помощи известняка СаСО 3. Хорошо известно, что известняк - это дешвый реагент. Тогда вместо реакции (1) протекает следующая реакция: 2CuCl2 + 1,5 СаСО 3 + 1,5 Н 2 ОCu2Cl(OH)3 + 1,5 CaCl2 + 1,5 СО 2 (3)-1 005989 Если медьсодержащее сырь - это сульфидный материал, такой как сульфидный концентрат, конечный продукт будет представлять собой осадок с содержанием железа, который содержит также серу,присутствовавшую в концентрате, главным образом в виде элементарной серы. Тем не менее, часть серы может окислиться и образовать в растворе сульфаты. Когда проводят осаждение оксихлорида меди (II) при помощи известняка, получаемый при осаждении хлорид кальция удаляет сульфаты из раствора хлорида меди (I) в соответствии со следующей реакцией: Са 2+ + SO42- + n Н 2 ОCaSO4 Н 2 О (4) При проверках на практике было обнаружено, что кроме осаждения двухвалентной меди происходит также осаждение железа. Таким образом, посредством осаждения щелочного хлорида меди можно удалить сульфаты и железо, а также двухвалентную медь из раствора хлорида меди (I). Осаждение оксихлорида меди (II), или осаждение щелочного хлорида меди (II), может быть выполнено в две стадии, где гидроксид натрия используют в качестве реагента на первой стадии, а известняк - на другой. Когда железо и сульфаты уже удалены на этой стадии, они не мешают очистке раствора, когда раствор хлорида меди (I) очищают от других металлов, чтобы получить металлическую медь настолько высокой чистоты,насколько это возможно. Когда медьсодержащее сырь, такое как сульфидный концентрат, выщелачивают раствором хлорида с образованием раствора хлорида меди, дальнейшие процедуры основаны на обработке хлорида одновалентной меди, и предпочтительно удалять двухвалентную медь из раствора так тщательно, как это возможно. Средство восстановления двухвалентной меди уже было представлено выше, а также выше было описано осаждение двухвалентной меди. Тем не менее, в некоторых случаях предпочтительно комбинировать эти два метода разделения таким образом, чтобы часть двухвалентной меди удалять, например, с помощью медного лома, а остаток удалять осаждением таким образом, как это описано выше. Ниже изобретение описано посредством прилагаемого примера. Пример. Осаждение оксихлорида меди (II) было выполнено на непрерывно действующей установке лабораторного масштаба. Оборудование включало два последовательно соединнных реактора - R1 и R2. Рабочая температура составляла 80 С, а выдержка - 2 ч/реактор. Подаваемый раствор, содержимое которого можно видеть в таблице, проводили в первый реактор R1. Содержание NaCl в подаваемом растворе составляло 300 г/л. Осаждающий реагент, содержащий 250 г/л СаСО 3 и 150 г/л NaCl, подавали в реакторR1. Количество известняка соответствовало стехиометрии реакции (3). Осаждающий реагент, содержащий 160 г/л СаСO3 и 150 г/л NaCl, подавали в реактор R2, так что рН в реакторе оставался равным 4. Концентрации получившегося раствора из последнего реактора R2 можно видеть в таблице. Из результатов можно видеть, что осаждение оксихлорида меди (II) полностью удалило двухвалентную медь и железо, а также 80% сульфатов из раствора хлорида меди. С другой стороны, цинк по существу вообще не осаждается, и его нужно удалять при очистке раствора. Таблица В осадке, полученном из реактора R2, методом дифракции рентгеновских лучей были идентифицированы щелочной хлорид меди и гипс. Осадок оксихлорида меди (II) выделили в виде густой массы. Массу выщелачивали при температуре 25 С в растворе НСl, так что рН оставался на уровне 0,7 в течение одного часа. Эта масса легко растворима, а отходы выщелачивания содержали около 0,5 мас.% меди. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ удаления хлорида меди (II) из раствора, содержащего, главным образом, хлорид меди (I),где указанный раствор получают выщелачиванием сырья, содержащего сульфид меди, противоточным хлоридным выщелачиванием, отличающийся тем, что хлорид меди (II) удаляют осаждением, по меньшей мере, частично в виде щелочного хлорида меди (II) при атмосферных условиях, раствор хлорида меди (I) направляют на дальнейшую обработку для производства металлической меди, щелочной хлорид меди(II) выщелачивают, а образовавшийся раствор хлорида меди (II) направляют на выщелачивание медьсодержащего сырья. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорид меди (II) осаждают из раствора хлорида меди в виде щелочного хлорида меди (II) при помощи гидроксида натрия NaOH. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорид меди (II) осаждают из раствора хлорида меди в виде щелочного хлорида меди (II) при помощи известняка СаСО 3. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаляют железо, содержащееся в растворе хлорида меди. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаляют сульфат, содержащийся в растворе хлорида меди. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорид меди (II) осаждают из раствора хлорида меди в ви-2 005989 де щелочного хлорида меди (II) при помощи известняка, СаСО 3 и гидроксида натрия NaOH. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что двухвалентную медь удаляют из раствора хлорида меди восстановлением сначала при помощи медьсодержащего материала, а затем осаждением оставшейся двухвалентной меди в виде щелочного хлорида меди (II). 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что образовавшийся щелочной хлорид меди (II) выщелачивают на отдельной стадии процесса. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что образовавшийся щелочной хлорид меди (II) выщелачивают при выщелачивании медьсодержащего сырья.