Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Odzysk miedzi z roztworów trawiących stosowanych w produkcji obwodów drukowanych. Część II: Elektrowydzielanie miedzi

Kopyto D., Gotfryd L., Baranek W., Pietek G., Leszczyńska-Sejda K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 1

2--7

PL

W artykule przedstawiono sposób odzysku miedzi z wycofywanych z obiegu technologicznego chlorkowych roztworów, stosowanych w procesie trawienia obwodów drukowanych. Zaproponowana metoda stanowi połączenie 2 technik hydrometalurgicznych: rozpuszczalnikowej ekstrakcji jonowymiennej (SX), w wyniku której, miedź ekstrahowana jest z roztworów chlorkowych i reekstrahowana wodnymi roztworami kwasu siarkowego(\JI) - część I, elektrowydzielania miedzi (EW), z zastosowaniem której, z uzyskanych w etapie reekstrakcji wysokomiedziowych roztworów siarczanowych, wydziela się gatunkową miedź - część II. Z otrzymanego w ekstrkcji jonowymiennej elektrolitu siarczanowego miedzi(ll), w procesie elektrolizy z zastosowaniem nieroztwarzalnych anod, uzyskano metaliczną miedź. Otrzymana z dużą wydajnością, wynoszącą powyżej 95%, miedź w postaci zwartych katod, spełnia normy dla miedzi gatunku Cu-CATH-1. Co ważne, elektrolit powstający po procesie elektrowydzielania miedzi nie stanowi roztworu odpadowego, gdyż można go zastosować w procesie reekstrakcji. Dodatkowo podjęto również próby bezpośredniego elektrowydzielania miedzi z roztworu chlorkowego. Wyniki wstępnych badań wskazują na możliwość zastosowania tego sposobu do odzysku miedzi.

EN

Method for copper recovery using chloride solutions withdrawn from PCB etching cycle is presented. The proposed method is a combination of two hydrometallurgical techniques: solvent extraction (SX), whereby copper(ll) is extracted from the chloride solution and subsequently stripped with aqueous solution of sulphuric acid(VI) - part (electrowinning of regular grade copper (EW) from stripping sulphate solutions obtained in SX step - part II. Copper(ll) sulfate electrolyte obtained by ion exchange extraction was used to produce copper metal in an electrolysis of insoluble anodes. Copper in form of compact cathode was reached with high efficiency (more than 95%) and met the copper grade standards of Cu-CA TH-1. It is important to note that the electrolyte from copper electrowinning is not considered as a waste solution because it can be used in a stripping process. An attempt was also made to electrowin copper directly from the above-mentioned chloride solution. Preliminary results suggest that it is possible to use this method for copper recovery.

2

Odzysk miedzi z roztworów trawiących stosowanych w produkcji obwodów drukowanych. Część I: Ekstrakcja jonowymienna jonów miedzi z roztworów chlorkowych

Gotfryd L., Kopyto D., Piętek G., Baranek W., Leszczyńska-Sejda K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 12

515--520

PL

W artykule przedstawiono sposób odzysku miedzi z wycofywanych z obiegu technologicznego chlorkowych roztworów, stosowanych w procesie trawienia obwodów drukowanych. Zaproponowana metoda stanowi połączenie 2 technik hydrometalurgicznych: - rozpuszczalnikowej ekstrakcji jonowymiennej (SX), w wyniku której, miedź ekstrahowana jest z roztworów chlorkowych i reekstrahowana wodnymi roztworami kwasu siarkowego(\JI) - część I, - elektrowydzielania miedzi (EW), z zastosowaniem której, z uzyskanych w etapie reekstrakcji wysokomiedziowych roztworów siarczanowych, wydziela się gatunkową miedź - część II. Sprawdzono działanie wielu odczynników ekstrakcyjnych o różnej sile ekstrakcji miedzi, wobec odpadowych roztworów chlorkowych miedzi(ll). Wytypowano ekstrahent o najkorzystniejszych parametrach - 25% LIX 984/Exxsol 080. W próbach pilotowych zastosowano system ekstrakcji przeciwprądowej. Do reekstrakcji zastosowano roztwory kwasu siarkowego(VI) z lub bez dodatku siarczanu(\ll) miedzi(ll).

EN

The paper presents a method for copper recovery from taken out PCB etching chloride solutions is presented. The proposed method is a combination of two hydrometallurgical techniques: - solvent extraction (5X), whereby copper(ll) is extracted from the chloride solution and subsequently stripped with aqueous solution of sulphuric acid(VI) - part I, - electrowinning of regular grade copper (EW) from stripping sulphate solutions obtained in SX step - part II. Different extraction reagents with various affinity for copper ions were tested under conditions of copper(ll) chloride waste solutions. LIX 984 extractant at a 25% concentration (sol. Exxsol D80) was selected as the best one for this type of process. Counter-current extraction systems were tested in the pilot trials. Solutions of sulphuric(VI) acid (with and without copper(ll) addition) were used in the stripping (re-extraction) step. Copper(ll) sulphate(yi) solution was the final product of solvent extraction process.

3

Hydrometalurgiczny recykling akumulatorów Ni-MH i Li-ion

Becker K., Chmielarz A., Szołomicki Z., Gotfryd L., Piwowońska J., Pietek G., Pokora M.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 6

235--243

PL

Przedstawiono opracowane procesy odzysku wartościowych składników z frakcji elektrodowych wydzielonych ze zużytych baterii Ni-MH i Li-ion w instalacji pilotowej uruchomionej w ZUO Gorzów Wielkopolski. Dla masy elektrodowej ze zużytych baterii Ni-MH, zawierającej: ~51% Ni, ~5,6% Co i ~14,4% sumy lantanowców (La + Ce + Pr + Nd), oraz inne zanieczyszczenia, zaproponowany proces przetwarzania (poziom TRL-6) obejmuje pięć dwuetapowych bloków technologicznych. W wyniku jego realizacji odzyskano nikiel i kobalt z uzyskami po ≥98,5%, w postaci kolektywnego koncentratu tlenkowego (Ni ~62%, Co ~7% + zanieczyszczenia), przeznaczonego do produkcji stopów lub do dalszego przetwarzania do postaci czystych związków niklu i kobaltu, oraz - lantanowce z uzyskiem ≥97% w postaci ich tlenkowego koncentratu (ΣLn ~73%) o ograniczonej zawartości zanieczyszczeń, przydatnego do wytwarzania stopu wodorochłonnego typu LnNi5, lub - do dalszego przetwarzania do postaci czystych związków lantanu, ceru, neodymu i prazeodymu. Dla masy elektrodowej ze zużytych baterii Li-ion, zawierającej: ~18%Co, ~9%Ni, ~6,5%Mn, ~35%Cog (w tym ~27% w postaci grafitu), ~4%Li oraz inne zanieczyszczenia, proponowany proces przetwarzania (poziom TRL-4) obejmuje trzy bloki operacyjne. W wyniku jego realizacji odzyskano: kobalt, nikiel i mangan z uzyskami po ≥95% w postaci kolektywnego koncentratu tlenkowego (Co ~40%, Ni ~18%, Mn ~12%) o ograniczonej zawartości zanieczyszczeń, przydatny do produkcji stopów lub do dalszego przetwarzania na czyste związki kobaltu, niklu i manganu, oraz - grafit, z uzyskiem ~100%, w postaci mieszaniny frakcji ziarnowych (bulk) lub oddzielnych frakcji granulometrycznych, o minimalnej zawartości większości zanieczyszczeń (Co, Ni, Mn, Li, Zn po <0,001%, Cu<0,002%, Fe<0,005%), za wyjątkiem Al (~0,15%) i Cl (~0,15%), co ogranicza możliwości aplikacyjne tych produktów do zastosowań o niskich lub średnich wymaganiach jakościowych.

EN

The article presents the elaborated methods for recovery of valuable components from electrode fractions, separated from spent Ni-MH and Li-ion batteries on a pilot scale in Waste Treatment Plant at Gorzow Wielkopolski. With reference to Ni-MH battery electrode fractions the proposed method of processing (TRL-6) comprises five two-stage technological blocks. As a result, starting from fed material, containing, wt. %: Ni - 5 1; Co ~ 5,6; £ Ln ~ H,4fcLn = La + Ce + Pr + Nd), nickel and cobalt have been recovered with yields of > 98,5% as a collective oxidic concentrate (Ni ~ 62%, Co - 7%), suitable for alloys manufacturing, and/or — for further processing into pure nickel and cobalt compounds, while lanthanides have been recovered with yield of > 97%, as their oxidic concentrate Coin's- 73, %) of limited impurities concentrations, suitable for hydrogen storage alloy manufacturing, and/or - for further processing into pure lanthanide compounds. With respect to Li-ion battery electrode fractions the proposed processing method (TRL-4) comprises three technological blocks. Following the described method from fed material, containing, wt. %: Co - 18, Ni ~ 9, Mn ~ 6,5, Cua -35 (Cglafhjte - 27), cobalt, nickel and manganese have been recovered with yields of> 95%, as a collective oxidic concentrate (Co - 40% Ni ~ 18%, Mn ~ 12%), that could be further processed either for alloys manufacturing, or - for their separate compounds, while graphite has been recovered with yield of ~ 100% as a mixture or separate grain - sized fractions, with limited impurities con tents (Co, Ni, Mn, Li, Zn - each below Wppm, Cu - below 20 ppm, Fe - below 50 ppm), with exception forAI (~ 0,15%) and Cl (~ 0,15%), which somehow cuts down the possible application area into low or at the most medium quality requirements for graphite.

4

Direct measurements of reaction time for extractive processes

Gotfryd L., Becker K., Pietek G., Szołomicki Z., Piwowonska J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2016

|

Vol. 52, iss. 2

909--919

EN

Extraction times for selected metal cations (Mg2+, Al3+, Zn2+, Cd2+, Cu2+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Fe2+ and Fe3+) have been measured using cation-exchanging extractants - Versatic 10 (neodecanoic acid), DEHPA (bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid) and Cyanex 272 (bis(2,4,4-trimetylpentyl)phosphinic acid). Data was collected directly by measuring and recording pH of the two phase reaction mixture with maintaining continuity of the aqueous phase. Similarly, the stripping rate of selected cations (Mg2+, Al3+, Zn2+, Cu2+, Ni2+, Co2+) in a sulphuric acid solution was measured. Viscosities of organic phases, saturated with cations, were measured before their stripping. Additionally, the extraction dependence of Mg2+, Al3+, Fe2+ and Fe3+ on pH was measured using Versatic 10 at various concentrations (7.5, 15 and 30 %).

5

Neodecanoic acid as extractant of selected non-ferrous metals

Gotfryd L., Pietek G., Szołomicki Z., Becker K., Piwowońska J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2015

|

Vol. 51, iss. 2

435--445

EN

The paper presents results of studies on extracting properties of neodecanoic acid (Versatic 10) solutions. Neodecanoic acid was diluted in Exxsol D80 AZ to three concentrations: 7.5, 15, and 30 % (v/v). Tests were conducted using sulphate(VI) solutions of six ions: Zn(II), Ni(II), Cu(II), Co(II), Cd(II), Mn(II) and a nitrate(V) solution of Pb(II). All the aqueous solutions were prepared as 0.1 M concentration. For all combinations of the used solutions (organic and aqueous), direct methods of measuring and recording the pH of the biphasic mixture have been applied. The degrees of ions extraction, depending on equilibrium pH were also presented in the paper. Extraction and stripping isotherms of selected ions and organic phase were plotted for 7.5 and 30 % (v/v) of extractant solutions and Zn(II), Ni(II) and Cu(II) ions.

6

Recovery of major components of spent zinc electrolyte with di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA) used as a zinc(II) extractant

Gotfryd L., Pietek G., Szołomicki Z., Becker K.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2014

|

Vol. 50, iss. 1

311--325

EN

Industrial acidic zinc electrolyte has been treated with calcium compounds and/or concentrated ammonia solution and resulting crystalline phases as well as equilibrium mother liquors were analyzed in detail for dependence on preliminary dilution of electrolyte with water. Neutralized zinc electrolyte was an object of investigation in zinc(II) extraction with di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA) as an extractant. Dependencies of zinc(II) and contaminants extraction on equilibrium pH, isotherms of zinc(II) extraction and stripping have been studied. During simulated laboratory counter-current trial of zinc extraction a new zinc electrolyte (stripped solution) has been produced. Raffinates left after the process were purified and qualified as mineral magnesium-ammonium fertilizer solutions.

7

Przegląd modeli numerycznych zjawisk fizycznych występujących w procesach ekstrakcji jonowymiennej metali

Macioł P., Gotfryd L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 7

390-394

PL

W artykule przedstawiono przegląd modeli numerycznych, stosowanych do modelowania zjawisk fizycznych zachodzących w procesach ekstrakcji jonowymiennej metali. Skrótowo omówiony został sam proces oraz najistotniejsze zjawiska. Omówiono metody badawcze, pozwalające na wyznaczenie parametrów modeli numerycznych. Zaprezentowano prace, opisujące modele numeryczne przepływów laminarnych i turbulentnych, powstawania dyspersji dwóch niemieszających się cieczy oraz ich grawitacyjnej separacji, polimeryzacji oraz zachowania powierzchni swobodnej.

EN

The first step of multiscale model design is choosing numerical models for all significant phenomena. It this paper, the review of existing numerical models for phenomena present in ion-exchange solvent extraction is done. Modelling of this process is focused mainly on calculating of a composition of phases leaving a reactor. Phenomena influencing on a final result are: a flow of two, immiscible fluids, a dispersion of one of them, a gravitational separation and an ion exchange on phase’s boundaries itself. Each of them should be described with a suitable numerical model. A macroscopic flow is usually described with Computational Fluid Dynamic (CFD). An addition of microscopic effects, like bubbles topology and surface tensions allows modelling of dispersion and separation, as well as improves a reliability of a fluid flow model. In a spatial scale comparable with a size of dispersed bubbles, diffusion and an ion exchange are present. Some additional models for phenomena like a surface eddy and a polymerization should be also considered. Due to a lack of a comprehensive description of modelling of an ion-exchange solvent extraction in the literature, models for all phenomena were reviewed separately. Modelling of a two-fluid flow could treat both phases separately or as a single phase with an additional description of its phase composition and a relative movement of phases. The eddy over the mixing zone could be computed basing on CFD techniques, but due to instabilities on the free surface, very short time steps are enforced. Empirical models, based on experimental data are less accurate, but much more stable. There are no models of polymerization in the solvent extraction context in the literature. Available models were developed for processes, where a polymerization is awaited and they are not applicable in described case. Modelling of diffusion and an ion exchange in the microscale are believed to be very important, but an exact description of a dispersion topology is a necessary condition. In fact, it is not practically possible to calculate such a topology with a presently available computing power. The review, presented in this paper will be used to develop the multiscale model for an ion-exchange solvent extraction. It will be based on Agile Multiscale Modelling (AM3), developed by Authors.

8

Contaminants of post-leaching copper solutions and their behavior during extraction with industrial extractants

Gotfryd L., Pietek G.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2013

|

Vol. 49, iss. 1

133--143

EN

Several copper extractants have been examined in laboratory glassware with a special attention paid to their behavior towards cations others than copper(II). In the studies 25 vol. percent of hydrocarbon (Exxsol D80 AZ) solutions of six industrial copper extractants have been used. They were mainly rea-gents of hydrooxime type (LIX 860N-IC, LIX 984, LIX 984N, LIX 84-I, Acorga M5640) and diketone type LIX 54-100. Individual isotherms of independent extraction of copper(II) and selected cations (Fe3+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Cd2+, Mg2+) versus equilibrium pH have been compared. Investigations have been conducted with synthetic 0.1 mol/L solutions of their sulfates. The values of pH50% − parameter defined as an equilibrium pH at the moment of half-and-half extraction of the investigated cationic spe-cies have been presented. Also ΔpH50%, that is differences between values of pH50% for specific cation Me(II) and copper(II): ΔpH50% = pH50%(Me) − pH50%(Cu), have been given. In addition to that 25% LIX 984 has been used in counter-current pilot trials for copper(II) extraction from naturally contaminated solutions produced by bioleaching of industrial sulfide copper concentrate to observe behavior of investi-gated contaminants such as correlations between their real co-extraction with copper(II) and the position of their extraction on the pH scale. Copper electrolyte/strip solution, working alternately within close loop of coupled stripping - electrowinning system, has been analyzed during consecutive cycles to observe building up of the contaminants concentrations in the course of test.

9

Badania możliwości odzysku indu ze szlikrów miedziowych z rafinacji ołowiu

Pietek G., Becker K., Szołomicki Z., Gotfryd L., Leszczyńska-Sejda K., Piwowońska J.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 10

688-693

PL

Przedstawiono wyniki działań, wykonanych w celu określenia możliwości wykorzystania szlikrów miedziowych z krajowych rafinerii ołowiu do odzysku indu. Przeprowadzone badania laboratoryjne wstępnych etapów odzysku indu z najbogatszych w tej grupie materiałowej szlikrów likwacyjnych, pochodzących z rafinacji ołowiu surowego z pieca szybowego (ISP), i spełniających następujące minimalne parametry jakościowe: granulacja: -0,5 mm, zawartość: In [>/=] 1000 ppm, podsumowano w postaci schematu technologicznego, obejmującego etapy: ługowania nadawy w roztworze HCl (S/L = 1/4, 65-70 [stopni[C, 3h, pH [<] 0,5), z filtracją gęstwy poługowniczej przy temperaturze otoczenia; oczyszczania roztworu od zanieczyszczeń, głównie Cu, Sb i As, przy użyciu Na2S (70 [stopni]C, 2h, pH 1,0-1,2), oraz - wytrącania z oczyszczonego roztworu kolektywnego koncentratu hydrolitycznego Sn?In, poprzez częściową alkalizację z użyciem NaOH (70 [stopni]C, 2h, pH 4,5). W podanych warunkach osiągnięto wysoki (ponad 90 %) stopień uzysku indu do koncentratu zawierającego Sn [>/= 50 %, In [>/=] 5 %, co oznacza ponad pięćdziesięciokrotne wzbogacenie w ind, przy znaczącym stopniu eliminacji makroskładników Pb, Cu, Sb, As, Fe i Zn. Schematy koncepcyjne dalszych etapów technologicznych przedstawiono z wykorzystaniem źródeł literaturowych z zakresu technologii wytwarzania indu metalicznego i jego rafinacji.

EN

Paper presents results of activities performed to evaluation of indium recovery feasibility out of copper dross from domestic lead refineries. The results of lab?scale investigations onto preliminary steps of indium recovery from liquating - stage copper dross, generated at decopperising of crude lead from ISF, the richest as to indium content among its material group, and meeting minimal quality parameters: particle size - below 0.5 mm and In content - at least 1000 ppm, have been summarised as a technological flowsheet, comprising the following steps: leaching of fed material in HCl solution (S/L = 1/4, 65-70 [degrees]C, 3h, pH < 0.5), with solid/liquid separation at the ambient temperature, impurities removal from leach solution, especially Cu, Sb and As, using Na2S (70 [degrees]C, 2h, pH 1.0-1.2), - and - precipitation from purfied leach solution collective hydrolytic Sn-In concentrate, through partial neutralisation with NaOH (70 [degrees]C, 2h, pH 4.5). At the conditions specified above high indium yield (over 90 %) into Sn-In concentrate (Sn [>/=] 50 %, In [>/=] 5 %) has been achieved, which means over 50ty?fold enrichment degree with significant rejection of macrocomponents: Pb, Cu, Sb, As, Fe and Zn. Conceptual flowsheets of the next processing steps have been prepared with the assistance of literature references, pertaining metallic indium manufacturing and refining technology.

10

Korozja chłodni kominowych Część 1

Szymura T., Adamczyk W., Gotfryd L.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2012

|

R. 47, nr 10

42-46

PL

Wodne układy chłodzenia o charakterze wyparnym są uzasadnionym ekonomicznie i efektywnym sposobem na odprowadzanie ciepła z systemów chłodzenia procesów przemysłowych jak też klimatyzacji. Są w użyciu już od ponad pół wieku. Wykorzystuje się w nich powszechne zjawisko fizyczne parowania wody, które z punktu widzenia termodynamiki jest endotermiczne, co oznacza, że temperatura układu obniża się, przy zachowaniu stałych parametrów pozostałych. Podstawowymi elementami umożliwiającymi maksymalne odparowanie są różnego typu wieże chłodnicze lub skraplacze wyparne a ich główną zaletą są małe, do 5%, straty wody chłodniczej.

11

Ekstrakcja miedzi(II) z roztworów amoniakalnych

Piętek G., Gotfryd L., Szołomicki Z., Becker K., Piwowońska J., Kwarciński M.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 10

511-516

PL

W artykule zaprezentowano wyniki prób hydrometalurgicznego odzysku miedzi z roztworów amoniakalnych pochodzących i ługowania półproduktów hutnictwa miedzi (żużla konwertorowego). Przebadano kilka, oferowanych przez dostawców, komercyjnych ekstrahentów miedzi(ll): (LIX 860 N-IC, LIX 84 l, LIX 54-100, LIX 984). Zbadano i porównano podstawowe właściwości ekstrakcyjne wszystkich tych ekstrahentów przygotowanych w postaci 40 % obj. roztworów węglowodorowych (EXXSOL D80). Na tej podstawie wybrano najlepszy z nich do dalszych prób ekstrakcji miedzi(ll) z roztworów amoniakalnych (40 % obj. roztwór LIX'u 84 l). Z jego użyciem przeprowadzono szczegółowe badania ekstrakcji i reekstrakcji miedzi(ll) z przygotowanych roztworów technologicznych. Na podstawie wykonanych badań wyznaczono parametry pracy układu ekstrakcyjnego, pracującego w sposób ciągły w układzie przeciwprądowym. Przeprowadzono najpierw symulację próby ciągłej, a następnie, opierając się na jej wynikach, pełną próbę ciągłą przeciwprądową w skali laboratoryjnej. Otrzymano bardzo dobry reekstrakt o zawartości miedzi na poziomie 60 g/dm3.

EN

The article presents the results of the tests hydrometallurgical recovery of copper from solutions of ammonia coming from the leaching of copper metallurgy intermediates. There has been examined several offered by suppliers of commercial extractants of copper(ll): (LIX 860 N-IC, LIX 84 I, LIX 54-100, LIX 984). Were tested and compared the basic properties of these extractants extracting all prepared in the form of 40 % vol. hydrocarbon solutions (Exxsol D80). On this basis, the best one to further test the extraction of copper(ll) with ammonia solution (40 % vol. solution of LIX 84-1). With its use, in-depth research of stripping extraction of copper(ll) solutions prepared in technology. On the basis of extraction and stripping were determined parameters of the extraction system running continuously in countercurrent layout. Simulation tests were carried out first and then continued on the basis of its results, the full test of continuous, counter-current extraction on a laboratory scale. Received a very good stripped phase of copper containing of 60 g/dm.

12

Recovery of zinc from arduous wastes using solvent extraction technique. Part I. Preliminary laboratory studies

Gotfryd L., Chmielarz A., Szołomicki Z.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 47

149-158

EN

Solvent extraction technique with 40 volume percent of bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid as an extractant was applied for recovery of zinc from technological solutions. Crude zinc oxides from Waelz processing of electric arc furnace dusts or ferrous waste of zinc hydrometallurgy were used for preparation of feed solutions by leaching them with diluted sulfuric acid and by preliminary hydrometallurgical purification. The studies were conducted step by step from elementary laboratory experiment to advanced level of pilot plant tests in a continuously operating installation consisting of a counter-current set of mixer-settler type extractors and necessary equipment. The paper describes the course and results of initial laboratory works undertaken to choose proper extractant and establish conditions for further successful zinc extraction in the pilot plant installation.

13

Recovery of zinc from arduous wastes using solvent extraction technique. Part II, Pilot plant tests

Gotfryd L., Chmielarz A., Szołomicki Z.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2011

|

Vol. 47

249-258

EN

Solvent extraction technique using 40 vol. % bis(2-ethylhexyl)phosphoric acid as an extractant was applied for recovery of zinc from technological solutions. Crude zinc oxides from Waelz processing of electric arc furnace dusts or ferrous waste of zinc hydrometallurgy were used for preparation of feed solutions by leaching them with diluted sulfuric acid and by pre-liminary hydrometallurgical purification. The studies were conducted step by step from labor-atory to advanced pilot plant tests in continuously operating installation. Part II describes preparations and results of pilot plant counter-current experiments performed using laboratory extractive system, built from a train of mixer-settler type extractors, set in changeable countercurrent manner, necessary pumps and automation systems, coupling pH measurements with neutralization agent supply. Excellent results in a form of very pure zinc sulfate solutions were obtained. ZnSO4 concentrations are appropriate and the purity of the strip solutions very good. Comparison of natural and accelerated method of zinc extraction is done.

14

Pozyskiwanie kobaltu(II) z krajowych surowców metodami ekstrakcyjnymi

Gotfryd L.

Przemysł Chemiczny

|

2006

|

T. 85, nr 8-9

810-813

PL

Produkt uboczny polskich elektrorafinerii miedzi, surowy siarczan niklu (SSN) zawiera 25– 30% Ni, ok. 0,5% Co i inne typowe zanieczyszczenia (Zn, Cu, Mg, Fe). Można wskazać dwie główne drogi jego oczyszczania: poprzez usunięcie wszystkich istotnych zanieczyszczeń i dalszą obróbkę zawierającego nikiel(II) rafinatu lub poprzez sekwencyjne oczyszczanie roztworu SSN, z ekstrakcją i reekstrakcją niklu(II) jako ostatecznymi procesami jego oczyszczania i koncentracji. Zastosowanie ekstrakcji rozpuszczalnikowej Cyanexem 272 umożliwia pozyskanie z SSN czystego siarczanu niklu(II) (% wag., 22,3 Ni; 0,08 Ca; 0,03 Mg; 0,026 Na; poniżej: 0,001 Zn; 0,002 Co i 0,0025 Cu, Fe i Pb) oraz koncentratu Co(II). Inny proces, z udziałem ekstrahenta hydroksyoksymowego, prowadzi do podobnych rezultatów, ale jest bardziej pracochłonny ze względu na skomplikowany sposób usuwania kobaltu(II).

EN

Three major steps in processing of a decopperized crude NiSO4 soln.: (i) removal of most H2SO4, (ii) removal of As and/ or change of reaction medium, and (iii) recovery of Co(II) and Ni(II), were studied, each by several ways, viz., (i) extn. of H2SO4 and As with TBP and Cyanex 923; neutralization with calcined MgO; selective prepn. of gypsum; (ii) neutralization with lime or basic Ni (II) carbonate; or with NH4OH or with (Na/K) (OH/CO3); prepn. of Ni(II), Co(II) amino complexes; (iii) removing Fe(II/III), Mn(II/IV), As(III/V), Zn(II), and Cu(II); sepn. of Co(II) by oxidn. with (NH4)S2O8 and pptn.; removing major impurities by ion-exchange resins; cementation of Cu with Zn; extn. of Zn, Cu, Co with di(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid. A crude NiSO4 soln. contg. Ni 25–30, Co ~0.5%, and Zn, Cu, Mg, and Fe impurities, extd. with di(2,4,4trimethylpentyl) phosphinic acid, gave a Co(II) conc. and a pure NiSO4 contg. Ni 22.3%, Zn < 10, Cu < 20, Cu + Fe + Pb < 25, Na 260, Mg 300, and Ca 800 ppm.

15

Solvent extraction of nickel(II) sulphate contaminants

Gotfryd L.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2005

|

Vol. 39

117-128

EN

Potentials of the solvent extraction method for separation of contaminants, especially Co(II), from nickel(II) sulphate solutions have been reviewed. Properties of most important and commercially available organic preparations, making extractive separation of these elements possible, have been shortly characterized. On the basis of laboratory investigations, behaviour of cationic liquid ion exchangers, Cyanex 272 and Cyanex 302, used for Co(II) and Ni(II) separation, has been compared. Co-extraction isotherms of most important contaminants, including Zn(II), Cu(II) and Co(II), with Cyanex 272, from solutions of nickel(II) sulphate have been examined. Next, the extractant has been applied to purification of the so called crude nickel(II) sulphate or CNS from the contaminants. The CNS, a commercial product of technical grade, produced by Polish copper smelters, had been previously, before its further extractive purification treatment, prepared by leaching and dissolution in deionised water and by preliminary hydrometallurgical (oxy-hydrolytic) purification from iron(II), iron(III), arsenic(III), arsenic(V) and similar elements. Pilot apparatus with continuous flow of all media, applied to the CNS purification, consisted of 5 extractors of the mixer-settler type, joined together to make adequate counter-current system 1-2-0-2. Washing of the organic phase had not been applied because of purposeful preparation of the system merely for common, not selective, collecting of all metal ions, contaminating CNS. The system has reached an excellent purification level of nickel(II) sulphate. Obtained, as an additional product, the cobalt(II) sulphate concentrate (stripped solution) was almost totally neutralised (pH > 3.5).

PL

Dokonano przeglądu literaturowego potencjalnych metod ekstrakcyjnego oddzielania zanieczyszczeń, w szczególności Co(II), z roztworów siarczanu niklu(II). Krótko scharakteryzowano właściwości ważniejszych dostępnych na rynku preparatów organicznych, umożliwiających ekstrakcyjne oddzielanie tychże zanieczyszczeń. Na podstawie badań laboratoryjnych porównano zachowanie się ciekłych wymieniaczy jonowych, Cyanexu 272 oraz Cyanexu 302, wobec Co(II) i Ni(II). Wykorzystując Cyanex 272 zbadano izotermy współekstrakcji najważniejszych zanieczyszczeń, w tym Zn(II), Cu(II) i Co(II), z bogatych roztworów siarczanu niklu(II). Następnie, ekstrahent ten został zastosowany do głębokiego oczyszczenia surowego siarczanu niklu(II) (SSN), od tych zanieczyszczeń. SSN jest technicznej jakości produktem handlowym, produkowanym przez polskie huty. Przed obróbką ekstrakcyjną, został wstępnie przygotowany poprzez roztworzenie w gorącej wodzie zdemineralizowanej i hydrometalurgiczne (oksyhydrolityczne) oczyszczenie od żelaza(II), żelaza(III), arsenu(III), arsenu(V), itp. Aparatura pilotowa, o ciągłym przepływie mediów roboczych, zastosowana do oczyszczania SSN, składała się z 5 ekstraktorów typu mieszalnik-odstojnik, połączonych w odpowiedni układ przeciwprądowy typu 1-2-0-2. Nie zastosowano przemywania fazy organicznej ekstrahenta ze względu na świadome przygotowanie systemu wyłącznie do wspólnego, nie selektywnego, oddzielenia wszystkich jonów, zanieczyszczających SSN. Uzyskano znakomity poziom oczyszczenia siarczanu niklu(II). Pozyskany ponadto dodatkowy produkt, koncentrat siarczanu kobaltu(II) (roztwór poreekstrakcyjny) był niemal całkowicie neutralny (pH > 3,5).

16

Selective against zinc(II) extraction of cadmium(II) with binary extractants

Gotfryd L., Szymanowski J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2004

|

Vol. 6, nr 2

19-23

EN

A series of investigations was performed to recognise the possibilities to develop technology, based on solvent extraction, for cadmium(II)/zinc(II) separation, purification and enrichment from industrial solutions. To solve the problem a classical sequence of the research work was performed: i) independent measurements of Cd(II) and Zn(II) extraction versus pH with use of all available extractants, ii) determination of cadmium(II) extraction and stripping isotherms for chosen extractants preparations. The extractive system for the chosen extractant - DIPSA/Cyanex 471X - was designed and tested on technological solution.

17

Extraction of zinc(II) from contaminated its sulphate and chloride solutions

Gotfryd L., Szymanowski J.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2004

|

Vol. 6, nr 2

14-18

EN

A full sequence of investigations was performed with a purpose to develop adequate extraction technologies for the purification of a few typical industrial, both sulphate and chloride, heavily contaminated zinc(II) solutions. These covered: i) independent measurements of individual cation extraction versus pH and extraction isotherms with commercially available extractants, ii) the design of individual extraction systems for the chosen extractants, iii) the counter-current batch-wise full process imitations in a laboratory glass with the use of di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA) and di(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinic acid (Cyanex 272), iv) pilot trial with the use of DEHPA, executed on train of mixer-settler type extractors, working continuously.

18

Recovery of zinc(II) from acidic sulfate solutions. Simulation of counter-current extraction-stripping process

Gotfryd L., Szymanowski J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2004

|

Vol. 38

113-120

EN

Cyanex 272 and di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (DEHPA) were used for extraction of zinc(II) from sulphate solutions. Counter-current extraction-stripping process was simulated. The simulation enabled CYANEX 272 to be selected for the recovery of zinc(II) from acidic sulphate solutions. A higher selectivity of zinc(II) extraction was the main benefit of using CYANEX 272. Technologically significant conclusions could be arrived at only when process solutions with metal contaminants were used for the studies and several extraction-washing-stripping cycles were carried out. The studies of individual extraction and/or stripping using model solutions could be only considered as an initial step and were of a limited technological value.

PL

Cyanex 272 oraz kwas di(2-etyloheksylo)fosforowy (DEHPA) zastosowano do ekstrakcji cynku(II) z procesowych roztworów siarczanowych zawierających dodatkowo Cu(II), Cd(II), Na(I), K(I), Mg(II), Ca(II) i As(V). Symulowano przeciwprądowy proces ekstrakcyjno-reekstrakcyjny. Symulacja pozwoliła wytypować Cyanex 272 jako odpowiedni ekstrahent do selektywnej ekstrakcji cynku(II) wobec występujących zanieczyszczeń. Tylko zastosowanie prawdziwych roztworów technologicznych i prowadzenie pełnego cyklu ekstrakcji - przemywania i reekstrakcji umożliwia wyprowadzenie technologicznie rozsądnych wniosków. Badanie indywidualnego etapu ekstrakcji lub reekstrakcji posiada ograniczone technologiczne znaczenie.

19

Ekstrakcja jonowymienna w procesach metalurgicznych przemysłu metali nieżelaznych.

Gotfryd L., Steczkowski J., Anyszkiewicz K., Kwarciński M., Becker K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2002

|

R. 47, nr 12

607-618

PL

Przedstawiono istotę cieczowej ekstrakcji jonowymiennej metali, zarys rozwoju historycznego tej dziedziny wiedzy, jej najważniejsze zastosowania współczesne oraz tendencje rozwojowe. Opisano typy ekstrahentów metali, scharakteryzowano ważniejsze odczynniki ekstrakcyjne. Przedstawiono stan badań w Instytucie Metali Nieżelaznych nad praktycznymi aspektami ekstrakcji jonowymiennej metali. Opisano aparaturę, wykorzystywaną do badań ekstrakcji oraz zaprezentowano wyniki badań nad odzyskiem Cd, Zn, Co z roztworów po ługowaniu surowców przemysłowych. Potwierdzono w praktyce możliwości automatycznego sterowania procesami ekstrakcji.

EN

The essentials of solvent extraction of metals, historical outline of the development of this area of knowledge and main contemporary applications and future trends have been presented. The types of metal extractants have been described and a review of commercially available extractive reagents is presented. Research works carried out at present at the Institute of Non-Ferrous Metals in Gliwice related to practical aspects of solvent extraction of metals and the equipment used in investigations are described. The results of experiments with extractive recovery of Cd, Zn and Co from the solutions obtained after leaching industrial raw materials have been presented. The possibility of automatic control of the extraction processes has been confirmed in practice.

20

Hydrometalurgiczne metody przetwarzania pyłów stalowniczych i produktów ich wzbogacania

Kwarciński M., Baranek W., Becker K., Anyszkiewicz K., Gotfryd L.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2002

|

T. 54, z. 1

7-15

PL

Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych oraz opracowane na ich podstawie propozycje technologiczne obejmujące: 1. - bezpośredni hydrometalurgiczny przerób pyłów stalowniczych w technologii ługowania w roztworach NH4Cl, 2. - alternatywne metody odzysku cynku z oczyszczonego roztworu chlorku aminacynkowego przez: - krystalizację koncentratu cynkowego i następnie jego rozkład do tlenku cynku, - kstrakcję cynku z roztworu za pomocą 0,6M DEHPA, a następnie reekstrakcję chlorku cynku. 3. - hydromatalurgiczne uzdatnianie (odchlorowanie) surowych tlenków cynku, otrzymanych w procesie przewałowym pyłów stalowniczych, przed skierowaniem ich do produkcji cynku metalicznego, 4. - przerób surowych tlenków cynku w celu otrzymania handlowych związków cynku.

EN

Laboratory experiments led to the following technical proposals: 1. - direct processing of steelmaking dusts by leaching in ammonium chloride solutions, 2. - alternative methods of zinc recovery from purified zinc amminochloride solutions by: - crystallisation of zinc concentrate and its subsequent decomposition to produce zinc oxide, - extraction of zinc with 0,6M DEHPA with subsequent reextraction of zinc chloride 3. -hydrometallurgical conditioning (removal of chlorides) of crude zinc oxides produced by rotary furnace treatment of steelmaking dusts to make the oxides suitable for processing into metallic zinc, 4. - processing of crude zinc oxides to produce commercial zinc compounds.