Способ переработки отработанных медь- и цинксодержащих катализаторов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ МЕДЬИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ(71) Заявители Волосатиков Виктор Игоревич Комаров Олег Сидорович Комаров Дмитрий Олегович Проворова Инесса Богдановна Урбанович Наталья Ивановна(72) Авторы Волосатиков Виктор Игоревич Комаров Олег Сидорович Комаров Дмитрий Олегович Проворова Инесса Богдановна Урбанович Наталья Ивановна(73) Патентообладатели Волосатиков Виктор Игоревич Комаров Олег Сидорович Комаров Дмитрий Олегович Проворова Инесса Богдановна Урбанович Наталья Ивановна(57) Способ переработки отработанного медь- и цинксодержащего катализатора, при котором ведут выщелачивание отработанного катализатора 10-15 серной кислотой до полного растворения меди и цинка, после чего проводят электролиз полученного раствора при плотности тока, выбираемой в зависимости от требуемой дисперсности частиц порошка меди 0,5-3,0 мкм - 600-900 А/м 2, 1-5 мкм - 900-1200 А/м 2, 2-6 мкм - 1200-1800 А/м 2,3-10 мкм - 1800-2400 А/м 2, электролиз ведут до содержания меди в растворе 0,3 г/л, после чего раствор направляют на выщелачивание новой порции отработанного катализатора,после двух или трех циклов извлечения меди меняют медные катоды на алюминиевые и осаждают цинк, а образующийся раствор отправляют на выщелачивание. 12273 1 2009.08.30 Изобретение относится к области гидрометаллургического производства, а именно к способам извлечения меди и цинка из отработанных катализаторов . В Республике Беларусь на предприятиях нефтехимии ежегодно скапливается порядка 150 тонн отработанных катализаторов (НТК-4, ГИАП-ПС-10, -, КСО-МЦА, МЦА-1),содержаниеив которых колеблется в пределах 30 - 70 , и которые могут являться сырьем для получения меди и цинка. Известен способ извлечения меди из отходов 1, включающий выщелачивание серной кислотой при подогреве, нейтрализацию полученного раствора до рН 2,53,0 и обработку металлическим цинком для высаживания меди. После отделения полученной меди остальную медь удаляют на второй стадии путем высаживания на металлическом цинке в отсутствие кислорода. Применение данного способа в полном объеме является нецелесообразным, так как металлический цинк используется для высаживания меди только из разбавленных растворов. Наиболее близким к заявленному способу является способ извлечения меди из медьсодержащих отходов 2, включающий обработку исходного сырья серной кислотой в присутствии азотной кислоты и цементацию меди из раствора. Обработку порционного загружаемого сырья ведут 15-25 серной кислотой в присутствии 30-45 азотной кислоты при их соотношении 324 - 1812 и при температуре 85-95 С. После чего вводят 0,5 раствор полиакриламида, выдерживают в течение 5-6 часов, полученную суспензию отделяют от осадка и проводят электрохимическую экстракцию меди из полученного раствора при анодной плотности тока не выше 450 А/м 2 и температуре 30-60 С до получения концентрации меди в растворе ниже 5 г/л. Недостатком этого метода является необходимость использования смеси кислот и раствора полиакриламида. Кроме того, предлагаемый метод не рассчитан на раздельное осаждение меди и цинка при электролизе, а также не дает рекомендаций по производству порошковой меди. Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении процесса выщелачиванияииз , определении параметров раздельного осаждения этих металлов и разработке технологических параметров получения порошковой меди с различной дисперсностью частиц. Поставленная задача достигается тем, что в способе извлечения меди и цинка из ,включающем выщелачивание металлов и их электролитическое осаждение, обработка исходного сырья осуществляется 10-15 раствором серной кислоты при комнатной температуре. Электролитическое осаждение вначале меди, а затем цинка ведется при плотности тока, определяемом в зависимости от требований дисперсности порошка меди. Осаждение меди заканчивается при ее концентрации 0,2-0,3 г/л, а раствор 4 и 24 подается на выщелачивание очередной порции . Осаждениеосуществляется после 2-3 циклов выщелачивания. Сущность изобретения поясняется технологической схемой. Отработанный катализаторбез предварительной подготовки подается на выщелачивание 10-15 серной кислотой. Подача серной кислоты осуществляется только на первом цикле обработки. Вторая и последующая порцииобрабатываются оборотной кислотой, образующейся после электролиза раствора 4 (4).могут содержать нерастворимые в кислоте компоненты, выпадающие в осадок, которые могут содержать некоторое количествои , в связи с чем осадок может быть подвергнут повторному выщелачиванию. Образующийся раствор 4 в воде направляется на позицию электролиза. После декантации раствор 4 и 4 подается на электролиз. В связи с большим значением электродного потенциала у меди на катоде происходит выделение ,4 остается в растворе до конечной концентрации 0,3-0,5 г/л. О завершении осаждения 2 12273 1 2009.08.30 меди можно судить по обесцвечиванию раствора. 4 и образующуюся в результате электролиза 24 направляют на позицию выщелачивания,- на промывку. Осаждение цинка можно осуществлять не на каждом цикле, а после 2-3 циклов осаждения меди. Установлено, что в зависимости от плотности тока на катоде может выделяться плотный осадок меди (цинка) или порошковая медь, которая осыпается с катода и оседает на дне ванны. При этом чем меньше плотность тока, тем мельче порошок. В таблице приведены размеры частиц основной фракции порошка меди, получаемой при различной плотности тока. Плотность тока, А/м 2 Размер частиц основной фракции, мкм Пример применения способа. Проверку эффективности заявленного способа осуществляли на отработанном медно-цинковом катализаторе (61,4533,183,523), для чего 800 гобрабатывали 10 раствором серной кислоты в соотношении масс твердого и жидкого как 17,5 в течение суток. После декантации получали раствор объемом 5,6 л с содержанием 54 г/л меди и 26,7 г/л цинка. Электролиз проводили при анодной плотности тока 360 А/м 2 до содержания в растворе 0,3 г/л меди. Концентрация цинка в электролите после электролиза составила 35,4 г/л. Цинк можно осадить электролизом на алюминиевом катоде после двух-трех циклов выщелачивания или выделить в осадок добавлением в раствор щелочи до достижения рН 78, с последующей прокалкой 2 до . Осадок гидроокиси цинка после промывки на фильтре и прокалки можно использовать в качестве пигмента для красок. В оставшийся после декантации осадок добавляли 10 раствор 24 в количестве 4,6 л и выдерживали в течение суток. Раствор, содержащий 6,9 г/л меди и 0,3 г/л цинка,расходовали на выщелачивание следующей порции . Выход меди изсоставил 91 , а цинка - 93 . Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3