СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ ХРИЗОКОЛЛЫ
METHOD FOR EXTRACTING COPPER FROM CHRYSOCOLLA

Область техники
Изобретение относится к области металлургии, в частности к извлечению металлов из руды.
Уровень техники
Из уровня техники известны технические способы извлечения различных металлов из руды, в том числе меди из хризоколлы, за счет химических процессов, в частности с применением кислой среды или выщелачиванием.
Так известен способ, который включает дробление, измельчение, гравитационное концентрирование руды и переработку концентрата. При этом руду измельчают до 0,6 мм. Гравитационное концентрирование ведут на прямоточном шлюзе мелкого наполнения с получением концентрата, промпродукта и отвальных хвостов. Концентрат и промпродукт гравитационного концентрирования направляют на биовыщелачивание в отдельных циклах с использованием бактериальных комплексов, состоящих из адаптированных к меди аутотрофных тионовых бактерий Ac.ferrooxidans, Ac.thiooxidans в активной фазе роста. Степень сокращения направляемого на биовыщелачивание материала при гравитационном концентрировании составляет 1000-1500. Биовыщелачивание ведут в чановом режиме при численности бактерий не менее 107 клеток/мл, отношении Т:Ж=1:5-1:9, активной или умеренной аэрации, температуре 15-45°С в течение 90-120 часов. Техническим результатом является повышение комплексности использования природного минерального сырья при увеличении глубины переработки и использование экологически безопасных технологических решений (патент РФ №2501869, 13.06.2012).
Основным недостатком всех известных способов является сложность, повышенная опасность в ходе их осуществления, а также получение вредных для экологии побочных продуктов.
Сущность изобретения
Технической задачей, на решение которой направленно данное изобретение, является предоставление нового качественного, безопасного и экологичного способа извлечения металлов из руды, в том числе меди их хризоколлы.
Для решения поставленной технической задачи предлагается способ извлечения меди из хризоколлы, содержащий этап первичного дробления хризоколлы, этап смешивания дробленой хризоколлы с другими компонентами, этап химического извлечения меди из хризоколлы посредством твердофазной реакции в барабанной печи, этап повторного дробления полученной на предыдущем этапе смеси, этап сепарации смеси.
Кроме того в способе извлечения меди из хризоколлы повторное дробление происходит до размера частиц равного 70 мк.
Кроме того в способе извлечения меди из хризоколлы сепарация осуществляется ультразвуковым сепаратором.
Кроме того способ извлечения меди из хризоколлы, может отличаться тем, что имеет этап смешивания дробленой хризоколлы с сульфатом натрия, а также может иметь этап восстановления меди органическим спиртом.
Кроме того в способе извлечения меди из хризоколлы восстановление меди осуществляется изопропиловым спиртом.
Технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в качественном извлечении меди из хризоколлы, без использования вредных химических веществ, с получением побочных продуктов пригодных последующему использования.
Примеры осуществления способа.
Заявленный способ содержит следующие этапы: этап первичного дробления, этап смешивания, этап химического извлечения, этап повторного дробления, этап сепарации.
При этом этап первичного дробления представляет собой этап, в процессе которого хризоколлу дробят до порошкового состояния, для обеспечения однородного смешивания с другими компонентами, используемыми в заявленном способе. Дробление может быть осуществлено любым доступным для этого способом. В предпочтительном варианте осуществления дробление осуществляется в конусной дробилке. Такая дробилка обеспечивает более качественное измельчение твердых объектов.
Этап смешивания представляет собой этап, в процессе которого дробленую хризоколлу смешивают предварительно раздробленным известняком до состояния однородной массы. Дополнительно к извести может добавляться кварцевый песок.
Этап химического извлечения представляет собой этап, в процессе которого однородную смесь дробленой хризоколлы и извести загружают в барабанную печь. Также к смеси добавляют уголь, который в свою очередь выступает катализатором. Данный этап представляет собой реакцию восстановления, протекающую как твердофазная реакция, в процессе которой медь восстанавливается до элементарной меди, замещаясь в хризоколле замещается кальцием. Таким образом, в результате реакции основными выходными продуктами являются элементарная медь, силикат кальция и/или двухкальциевый силикат и/или трехкальциевый силикат.При этом силикат кальция, двухкальциевый силикат или трехкальциевый силикат являются широко используемыми компонентами в строительстве, таким образом, заявленный способ является наиболее эффективным в экологическом плане, так как не имеет вредных побочных продуктов. На этапе химического извлечения за счет нагрева цементной печи уголь постепенно сгорает, и своим горением повышает температуру в печи, тем самым ускоряя химический процесс внутри смеси. Температура внутри печи превышает 1300С°. Постоянное вращение цементной печи обеспечивает постоянное перемешивание смеси, и таким образом повышается качество протекающей реакции.
Этап повторного дробления представляет собой этап, в процессе которого смесь компонентов, полученную после этапа химического извлечения, повторно дробят.В предпочтительном варианте осуществления компоненты дробятся до размера частиц равного 70 мк.
Этап сепарации представляет собой этап, в процессе которого повторно элементарную медь отделяют от остаточных компонентов. В предпочтительном варианте осуществления сепарация производится за счет ультразвукового сепаратора, однако, может проводиться и любым другим известным способом
Как описано выше, при осуществлении заявленного способа хризоколлу дробят до порошкового состояния, смешивают ее с предварительно раздробленным известняком до состояния однородной массы, после чего загружают в барабанную печь, где проходит реакция восстановления, в результате которой происходит восстановление элементарной меди, с последующим повторным дроблением ее и остаточных компонентов и сепарация ее ультразвуковым сепаратором.
В другом варианте осуществления известняк может быть заменен на сульфат натрия, в таком случае на этапе химического извлечения происходит образование сульфата меди и метасиликат натрия. Метасиликат натрия также является широко применимым компонентом в производстве, что подтверждает заявленное утверждение об экологичное™ заявленного способа.
После этапа повторного дробления в полученную смесь добавляют органический спирт, в предпочтительном варианте осуществления используется изопропиловый спирт, который растворяет сульфат меде для извлечения из него элементарной меди. После чего происходит этап сепарации, как в варианте осуществления, описанном выше.
Как видно из примера осуществления, описанного выше, заявленный способ обладает рядом преимуществ относительно известных способов из уровня техники. Основными преимуществами являются:
- в процессе извлечения не применяются едкие химикаты, тем самым сокращая риски производственного процесса;
- выходными продуктами, кроме меди, являются широко применяемые в различных областях компоненты;
- так как вторичные выходные продукты применяются в дальнейшем производстве, данный способ не наносит вред окружающей среде, так как не требует утилизации отходов.