Введение к работе
з
Актуальность работы. В последние годы резко изменился состав черно-ой меди. За счет вовлечения в переработку вторичного сырья снизилось содер-:ание в анодной меди драгоценных металлов с одновременным увеличением винца, олова, сурьмы и др. компонентов. Как следствие, произошли изменения гхнологических характеристик медеэлектролитных шламов, в частности, коли-ество свинца в шламах возросло в 2 и более раза. Поэтому осложнился процесс лавки шламов на серебряно-золотой сплав: повысились выход шламов, пылей и асход флюсов. С другой стороны, увеличился выброс соединений свинца в ок-ужающую среду после газоочистки печей шламового передела, что привело к яачительным штрафам за экологический ущерб. Поэтому вывод свинца из меде-афинировочного производства чрезвычайно важен с технологической, экономи-еской и экологической точек зрения. Необходимо, во-первых, решить задачу ывода свинца из технологического цикла, во-вторых, снизить потери драгоцен-ых и редких металлов, в-третьих, получить попутную продукцию на основе вы-одимого свинца. Наиболее перспективным методом, позволяющим решить все здачи, является гидрометаллургический способ в сочетании с электролизом.
Данная работа посвящена исследованию процессов щелочного выщелачи-ания свинца из свинецсодержащих материалов: шламов и других прсмпродуктов їламового передела с последующей электроэкстракцией свинца из раствора.
Представленная работа является обобщением результатов многолетних сследовании, выполненных автором в процессе совершенствования технологии ереработки шламов на АО «Уралзлектромедь».
Цель работы. Разработка гидрометаллургической технологии вывода на-апливающегося свинца из оборота медерафинировочпого цикла.
Объектом изучения выбраны свинецсодержащие промпродукты шламо-ого передела - составного звена медерафинировочного производства.
Предметом изучения выбраны фазовый состав промпродуктов шламе вого передела (шламы, огарок, пыль-огарок), кинетика растворения сульфат свинца в водных щелочных растворах, закономерности электрохимического ос; ждения свинца из щелочного электролита, динамика выщелачивания свинца примесей из обезмеженного шлама, огарка низкотемпературного обжига и пьш огарка.
Научная новизна. Уточнен фазовый состав шламов медерафинировочне го производства АО «Уралэлектромедь», изучен фазовый состав промпродукто шламового передела.
Впервые изучена кинетика растворения сульфата свинца в растворах гид-роксида натрия с использованием методики вращающегося диска; определень скорости процесса растворения на уровне 10"6 г-ион/см2*с, что позволяет отнеси растворение сульфата свинца в щелочном растворе к интенсивным процессам выявленные закономерности позволяют классифицировать процесс как протекающий в режиме смешанной кинетики. Растворение сульфата свинца в щелочном растворе протекает по параллельным реакциям с осложняющим влиянием пленки оксида свинца - продукта одной из реакций - на скоростные характеристики процесса з целом. Осложнение снимается повышением температуры раствора и концентрации растворителя.
Впервые показано, что наличие карбонат-иона в щелочном электролите существенно увеличивает поляризацию катодного выделения свинца и способствует образованию нерастворимых основных солей в прианодном пространстве зг счет подкисления анолита при электроэкстракции свинца.
В присутствии свинца катодное осаждение селена и теллура протекает с деполяризацией за счет образования соответствующих селенидов и теллуридов.
Практическая ценность. Разработана и внедрена технология вывод свинца из медеэяектролитного производства с получением свинцового КОНЦЄІ! трата, пригодного для производства лигатур на основе свинца. Обессвинцевани
іромпродуктов шламового передела позволило поднять извлечение золота, се-іебра и редких металлов, существенно снизить выбросы свинца в атмосферу.
Методы исследований. Использованы весовой, рентгевофазовый, спек-ральный, микрозондовый, металлографический, атомно-абсорбционный, термо-равиметрическнй методы анализа.
Для исследования кинетики растворения сульфата свинца применен метод ращающегося диска.
Электродные процессы изучены потенциодинамическим методом с помощью потенциостата ПИ-50-1 в комплексе с программатором ПР-8, самописцем и ісциллографом.
Экспериментальные данные обрабатывали на ПЭВМ с использованием іакетов прикладных программ.
На защиту вынесены:
кинетические закономерности растворения сульфата свинца в водном іастворе гидроксида натрия;
экспериментальные результаты по выщелачиванию свинца из много-омпонентного сырья в растворе щелочи;
особенности катодного осаждения свинца из щелочных растворов, в т.ч. присутствии примесей;
технология и технико-экономические показатели процесса обессвинце-ания медеэлектролитных шламов и промпродуктов шламового передела.
Апробация работы
Основные результаты работы доложены и обсуждены на III Все-оюзном совещании по химии и технологии халькогенов и халькогенидов Караганда, 1986г.), научно-технической конференции «Новые направления овершенствования технологии производства цветных металлов на Урале» Свердловск, 1990г.), межвузовской научно-практической конференции «Ре-урсосберегающие электрохимические технологии и проблемы экологии»
6 (Екатеринбург, 1998 г.), международной конференции «Российский рынок драг ценных металлов и драгоценных камней» (Красноярск, 1998г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, 4 тезиса до ладов, получено 2 авторских свидетельства и 2 приоритета на патент.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из ввел ния, б глав, заключения, списка литературных источников и приложения, изл женных на 124 страницах машинописного текста. Содержит 32 рисунка, 31 та лицу, библиографический список из 130 наименований.