Введение к работе
Актуальность работы. Одним из резервов, определяю'щш 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 пирс-металлургические 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 медезлектролптных 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-евпнцовых бронз, особенно получаемых из вторичного сырья. Представляет интерес технология переработші 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 извлечение) 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 меди.
Установлено, что при анодном растворении сплавов медь-СЕинец при увеличении содержания свинца в сплаве выше 1.4-1.5% происходит изменение структуры Еламовой пленки в сторону увеличения ее проницаемости.
Снижение кислотности электролита до 8-Ю г/дм3 H2SO4 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 елкянии состава электролита и медного сплава на процессы пассивации.
В лабораторных условиях установлены и оптимизированы состав электролита, анода и технологические параметры электролиза,
Т і
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 ксмплексообразугащих реагентов.
Практическая ценность. Предложена технология комплексной переработки некондиционных лома и отходов медных сплавов с получением качественных продуктов. Результаты лабораторных исследований по электролизу бронзовых 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-промьшленных испытаний.
Спроектирован ряд опытно-промышленных установок, составлено технико-экономическое обоснование технологии переработки вторичных медных сплавов на Карабахском и Кировградсксм медеплавильных комбинатах.
Способ разделения свинца и олоза с применением комплексных реагентов может быть, рекомендовал для переработки смешанных оловосодержащих промпродуктов и отходов, в частности, свкнцово-оловянных кекоз от выяелачивания цинковых возгонов.
Методы исследования. Исследования анодного поведения медных сплавов выполнены с применением нестационарных электрохимических методов.
г Г
В работе использованы рентгенофлуоресцентный, амперометри-ческий, фотоколориметрический и фазовый химический методы анализа, металлографическая микрофотосъемка.'
. Экспериментальные результаты обработаны с применением, специальных статистических программ на ЭВМ серии IBM PC/AT.
На заідггу выносятся:
результаты исследований анодного поведения двойных сплавов меди в электролитах с различным содержанием серной кислоте;
результаты лабораторных и опытно-промыкленных экспериментов по электролизу вторичных -бронз;
результаты исследований по переработке анодных иламов электролиза вторичных бронз и свинцово-оловяннкх полупродуктов;
т принципиальные схемы переработки вторичных бронз и свинцо-во-оловянных полупродуктов;
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:
8нл 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, 1S89;
- Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективные
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.