Экспериментальная часть. Перед хлорирующим обжигом 10 грамм пиритного огарка измельчают совместно с 2 г NaCl

Перед хлорирующим обжигом 10 грамм пиритного огарка измельчают совместно с 2 г NaCl. В процессе обжига протекает ряд реакций, в результате которых медь переходит в растворимое соединение CuCl₂. Сера образует с NaCl сульфат натрия. Оптимальная температура обжига находится в пределах 550 — 600⁰ С. При температуре ниже 530⁰С в шихте образуется водорастворимый сульфат железа, который мешает качественному проведению процессов выщелачивания и восстановления меди, а при температуре выше 600⁰ С снижается выход основных продуктов реакции. Другим условием для нормального течения процесса является достаточное содержание серы в огарке — для перевода всего NaCl в Na₂SO₄. В случае недостатка серы к огарку добавляют свежий колчедан. Для того, чтобы хлорирующий обжиг начался и затем шел автотермично, достаточно смесь подогреть до 200 - 300⁰ С. Обжиг сопровождается выделением SO₂, SO₃, HCl. Поэтому обжиг ведут под вытяжным устройством. Кислые газы обжига можно поглощать водой в барботере с получением смеси кислот (HCl, H₂SO₄), которые используют для выщелачивания меди.

Суммарно и приближенно процесс хлорирующего обжига относительно меди может быть выражен следующим уравнением:

Cu + 2S + 4NaCl + 3,5O₂ + H₂O = CuCl₂ + 2Na₂SO₄ + 2HCl (7)

В результате обжига 85-90% огарковой меди превращается в водоростворимую соль CuCl₂. Из обожженной массы медь выщелачивают теплой водой в несколько стадий: сначала смешивают с 50 мл воды, а затем разбавленной кислотой и подогревают с перемешиванием, при этом выщелачивается 6-10 % меди, оставшейся в кеке и не перешедшей в CuCl₂.

Полученную суспензию отфильтровывают. Вытяжку проверяют на наличие меди зачищенной стальной пластинкой и обрабатывают железным скрапом для выделения цементной меди. В результате на поверхности металла образуется цементная медь. Эту операцию проводят без доступа воздуха, так как в присутствии кислорода происходят реакции, ведущие к образованию Fe(OH)₃, который загрязняет получаемую цементную медь. Цементная медь содержит 70-90% Cu и большое количество загрязнений. Она может быть направлена на переплавку в черновую медь или использована для получения медного купороса. Содержание меди в растворе может быть определено аналитическими методами по заданию преподавателя. Отработанный раствор содержит до 100 г/л Na₂SO₄. Его выпаривают или вымораживают для получения Na₂SO₄^. 10Н₂О.

Степень извлечения меди из огарка составляет 95-96%. Выщелоченный огарок просушивают в механических печах до влажности 8-10%, а затем агломерируют или брикетируют с последующим обжигом в печах канального типа при температуре размягчения Fe₂O₃ (≥ 1200 ⁰C). После такой обработки огарок идет на доменную плавку. Переработка 1 т огарка (≈ 0,5 % Cu) может дать до 4,5 кг меди и 900 кг агломерата.

На практике полученную после выщелачивания вытяжку также часто обрабатывают железным скрапом для выделения меди. Цементная медь содержит 70 — 80 % Cu и большое количество загрязнений. Она может быть направлена на переплавку в черновую медь или использована для получения медного купороса. Выщелоченный огарок наиболее эффективно может быть использован далее в металлургии. Возможны другие направления его использования.

Огарок просушивают и далее используют для проведения других работ.

После выделения меди отработанный раствор выпаривают для получения Na₂SO₄^.10H₂O.

Дата добавления: 2015-08-10