Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Elektrowydzielanie miedzi bezpośrednio z roztworu po bioługowaniu koncentratu Cu

Hanke M., Baranek W., Chmielarz A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 1

33-41

PL

Istotny postęp w technologii bioługowania koncentratów miedzi, umożliwiający wytwarzanie roztworów siarczanowych o stężeniu miedzi powyżej 40 g/dm3 i z wydajnością przewyższającą 90 %, skłonił do podjęcia badań zmierzających do sprawdzenia możliwości bezpośredniej produkcji miedzi elektrolitycznej z takich roztworów, z pominięciem stosowanej klasycznie operacji ekstrakcji rozpuszczalnikowej. Badania prowadzono z roztworem otrzymanych z BRGM (Francja), a wytworzonym przez bioługowanie koncentratu miedzi z ZG LUBIN. Zastosowano elektrolizer z dwiema anodami wykonanymi ze stopu Pb1Ag oraz jedną katodą ze stali kwasoodpornej. Stosowana katodowa gęstość prądu wynosiła 200 A/m2, temperatura elektrolitu 55 [stopni]C, a w skład zestawu inhibitorów wchodził klej kostny i tiomocznik. Pierwsze testy prowadzone zarówno w trybie ciągłym, jak i cyklicznym, wykazały możliwość produkcji osady katodowych metalicznych, zwartych, jednak wydajności prądowe procesu były relatywnie niskie 61-77 %, a wskaźnik zużycia energii elektrycznej wynosił 2500-3100 kWh/t Cu. Przyczyną takiej sytuacji była niewątpliwie wysoka zawartość żelaza(III) w roztworze. Podjęto próby usunięcia jonów żelaza(III) z roztworu po bioługowaniu koncentratu. Poziom żelaza(III) został zredukowany na drodze wytrącania hydrolitycznego oraz w formie jarozytu. W przypadku pierwszej techniki Fe usunięto w około 96 %, proces filtracji zachodził jednak opornie, straty miedzi do osadu wynosiły około 4 %. W wyniku zastosowania techniki jarozytowej osiągnięto 71 % stopień usunięcia żelaza. Proces filtracji przebiegał łatwo, zaś straty miedzi do osadu wynosiły około 3 %. Próby elektrowydzielania miedzi z roztworów o zredukowanej zawartości żelaza(III) charakteryzowały się wysokimi wydajnościami prądowymi, odpowiednio: 96 % i 91 %. Otrzymywane osady katodowe pomimo zwartej metalicznej struktury oraz spełnienia normy dla najwyższej jakości osadu katodowego Cu-CATH-1, charakteryzowały się występowaniem dendrytycznych narostów na dolnych krawędziach. Za tworzenie się narostów podejrzewano zbyt wysokie stężenie jonów Cl- w roztworze. W procesie odmiedziowania roztworu o obniżonej zawartości żelaza(III) oraz jonów chlorkowych do poziomu 0,078 g/dm3 (84 % usunięcie chloru) uzyskano wysoką wydajność prądową około 91 % oraz relatywnie niskie zużycie energii elektrycznej na poziomie 2000 kWh/t Cu. W znaczącym stopniu zredukowano narosty na nieosłoniętej krawędzi osadu katodowego. Technologia przerobu koncentratów lubińskich metodą bioługowania powinna przewidywać zawrót roztworu po operacji elektrowydzielania miedzi. Biorąc pod uwagę fakt, że pewne zanieczyszczenia w takiej sytuacji będą się kumulowały oraz konieczność utrzymywania składników roztworu, takich jak żelazo i chlor, na wymaganym poziomie, przyjęto skład roztworu, który powinien być zbliżony do rzeczywistego we warunkach stosowania zawrotu roztworu do procesu bioługowania. Próba produkcji miedzi katodowej z tak sporządzonego roztworu, prowadzona według założeń zgodnych z poprzednimi testami, pozwoliła osiągnąć około 92 % wydajność prądową, relatywnie niskie zużycie energii elektrycznej 1900-2000 kWh/t Cu, a osad katodowy posiadał zwartą strukturę oraz wysoki stopień czystości. Otrzymane wyniki z prób odmiedziowania pozwoliły na zaproponowanie schematu technologicznego hydrometalurgicznego przerobu koncentratów lubińskich z zastosowaniem procesu bioługowania oraz elektroekstrakcji miedzi z uzyskiwanego roztworu.

EN

Significant progress in technology of copper concentrates bioleaching, which provides possibilities to produce sulfate solutions of copper concentration above 40 g/dm3 and with efficiency over 90 %, underlay the studies into production of electrolytic copper directly from such solutions without a traditionally applied solvent extraction operation. The studies were conducted with the solution produced at BRGM (France) by bioleaching of ZG LUBIN copper concentrate. In the experiments an electrolyser was used with two anodes made of Pb1Ag alloy and with one cathode of acid resistant steel. The applied cathode current density was 200 A/m2, electrolyte temperature was 55 [degrees]C, and inhibitors were composed of bone glue and thiourea. The first tests were conducted both in continuous and cyclic mode and showed possibilities for production of metallic, compact cathode deposits, however current efficiencies were relatively low, at the level of 61-77 %, while electric energy consumption was 2500-3100 kWh/t Cu, which undoubtedly results from high iron(III) content in the solution. Tests for iron(III) ions removal from the solution were undertaken. Iron(III) content was reduced by hydrolytic precipitation and in a form of jarosite. With the first technique about 96 % of Fe was removed, but filtration process was difficult and copper loss to the residue was about 4 %. Application of jarosite method brought 71 % iron removal. Filtration run easily and copper loss to the residue was about 3 %. Tests of copper electrowinning from solutions of reduced iron(III) content showed high current efficiencies: 96 % and 91 %, respectively. The produced cathode deposits, although presenting compact metallic structure and meeting the highest Cu-CATH-1 cathode deposit quality standards, were characterised by dendritic bottom edges. It was suspected that the accretions result from excessively high Cl- ions concentration in the solution. During copper removal from the solution of decreased content of iron(III) and chloride ions content reduced to the level of 0,078 g/dm3 (84 % chlorine removal) high current efficiency of about 91 % and relatively low electrical energy consumption at the level of 2000 kWh/t Cu was reached. The accretions on the exposed edge of cathode deposit were significantly reduced. In the technology for treatment of Lubin concentrates by bioleaching the solution after copper electrowinning should be recycled. Considering the fact that some impurities will accumulate and that it is necessary to maintain solution components, such as iron and chlorine, at a required level, the adapted composition of the solution was similar to the actual solution recycled to the bioleaching process. Production of copper from thus prepared solution in the conditions described in the above tests resulted in 92 % current efficiency, relatively low electrical energy consumption of 1900-2000 kWh/t Cu, while the cathode deposit was of compact structure and high purity. Based on the produced results of copper removal it was possible to prepare a flow-sheet for hydrometallurgical treatment of Lubin concentrate by bioleaching and electrowinning of copper from the produced solution.

2

Badanie szybkości ekstrakcji cynku(ll) i żelaza(III) czwartorzędową solą fosfoniową Cyphos®IL 101 z układów chlorkowych

Marszałkowska B., Wiśniewski M.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 7

1374-1377

PL

Przedstawiono wyniki badań równowagi i kinetyki ekstrakcji cynku(II) i żelaza(III) z kwaśnych układów chlorkowych przy użyciu czwartorzędowej soli fosfoniowej chlorku triheksylo(tetradecylo)fosfoniowego (Cyphos®IL 101). Do badania kinetyki zastosowano dwie techniki eksperymentalne: mieszalnik ze stałą powierzchnią kontaktu faz i metodę pojedynczej kropli. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że ekstrakcja Zn(II) i Fe(III) zachodzi wg mechanizmu wymiany anionowej, a skład kompleksu ekstrahent-anion ZnCl²⁻₄ lub FeCl⁻₄ wynosi odpowiednio 2:1 i 1:1. Na podstawie teorii warstewek granicznych wyznaczono strumienie oraz współczynniki transportu masy. W przypadku ekstrakcji Zn(II) ekstrahentem Cyphos®IL 101 oszacowano, że rzędowość reakcji w stosunku do metalu oraz ekstrahenta jest równa 1, a średnia wartość stałej szybkości ekstrakcji wynosi kśr.= 3745 ± 77 dm³/(mol·s). W przypadku ekstrakcji Fe(III) stała szybkości wynosi 74900 ±7300 dm³/(mol·s).

EN

Zn(II) and Fe(III) extn. equil. and extn. rate were examd. in systems contg. trihexyl(tetradecyl)phosphonium chloride by using Lewis cell and single drop method. The Zn and Fe complexes were transferred into the org. phase. Mass fluxes and mass-transfer coeffs. were detd. by using the boundary layer theory. The reactions were first order with respect to the metals. The extn. rate consts. were 3745 and 74900 L/(mol·s), resp.

3

Equilibrium and rate of iron(III) extraction from chloride solutions by individual hydrophobic extractants and their mixtures

Staszak K., Cierpiszewski R., Prochaska K.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2011

|

Vol. 13, nr 1

1-5

EN

The main goal of this work was to study and compare the rate of iron(III) extraction from chloride solutions by commercial extractants: Alamine 336, TOPO and LIX 54 and their mixtures. Using the interfacial tension data, obtained for mixed systems, the values of surface mole fraction and molecular interaction parameter of extractants were estimated. Determination of the extraction rates was performed by using the Lewis-type stirred transfer cell. It was found that the extraction efficiency of extractants are changed in the following order: Alamine 336>TOPO>β-diketone. The addition of a chelating extractant to the system decreases the extraction efficiency, for example the addition of β-diketone to TOPO decreases the extraction efficiency by about 50%.

4

Quaternary phosphonium salts as effective extractants of zinc(II) and iron(III) ions from acidic pickling solutions

Marszałkowska B., Regel-Rosocka M., Nowak Ł., Wiśniewski M.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2010

|

Vol. 12, nr 4

1-5

EN

Extraction of zinc(II) and iron(III) from hydrochloric acid solutions using quaternary phosphonium salts, CyphosŽ IL 101, CyphosŽ IL 104, CyphosŽ IL109 and CyphosŽ IL 111 in mixtures with toluene, was studied. Trihexyl(tetradecyl)phosphonium chloride (CyphosŽ IL 101) and trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(2,4,4-trimethylpentyl)phosphinate (CyphosŽ IL 104) showed the best zinc(II) and iron(III) extraction abilities. After three stages of zinc(II) extraction with CyphosŽ IL 101 and CyphosŽ IL 104 the efficiencies were 100 and 93.6%, respectively. Total iron(III) transport to the organic phase was achieved after two separation stages and amounted to 82.1 and 100% for CyphosŽ IL 101 and CyphosŽ IL 104, respectively. Zinc(II) and iron(III) could be effectively stripped from the loaded organic phases with 0.5 mol dm-3 sulfuric acid. The more hydrophobic the character of the anion type of phosphonium salts, the lower the efficiency of extraction.

5

Studies on iron(III) removal from chloride aqueous solutions by solvent extraction and transport through polymer inclusion membranes with D2EHPA

Pośpiech B., Walkowiak W.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2010

|

Vol. 44

195-204

EN

The removal of iron(III) from chloride acidic aqueous solutions in solvent extraction and transport through polymer inclusion membranes (PIMs) has been studied. D2EHPA was used as the extractant/ion carrier in these processes. The extraction of Fe(III), Mn(II), Ni(II), Cu(II) and Co(II) with 0.5 M D2EHPA was: 73.4 %, 11.2 %, 15.3 %, 7.8 % and 23.9 %, respectively. Separation factors (S) for metal ions were calculated and reported. The transport across PIM containing cellulose triacatate (CTA) as the support and o-nitrophenyl octylether (ONPOE) as the plasticizer was found to be the effective and selective method of Fe(III) ions removal from aqueous chloride solutions containing Mn(II), Ni(II), Cu(II) and Co(II) ions. The stability of PIMs was also studied. Present studies indicate that the transport across PIM has the long term integrity.

PL

Zbadano proces usuwania żelaza(III) z wodnych roztworów chlorkowych zawierających w procesie ekstrakcji cieczowej i transportu przez polimerowe membrany inkluzyjne (PIMs). W roli ekstrahenta/przenośnika jonów użyto kwasu di(2-etyloheksylo)fosforowego (D2EHPA). Procent ekstrakcji jonów Fe(III), Mn(II), Ni(II), Cu(II) i Co(II) za pomocą 0,5 m D2EHPA wynosił odpowiednio: 73.4 %, 11.2 %, 15.3 %, 7.8 % i 23.9 %. Obliczono i przedstawiono także współczynnik separacji (S) poszczególnych metali. Stwierdzono, że transport przez polimerową membranę zawierającą trioktan celulozy (CTA) w roli polimerowej matrycy, eter o-nitrofenylooktylowy (ONPOE) jako plastyfikator i D2EHPA jest efektywną i selektywna metodą usuwania jonów Fe(III) z wodnych roztworów chlorkowych zawierających jony Mn(II), Ni(II), Cu(II) i Co(II). Wyniki badań wskazują na stosunkowo długi okres trwałości tych membran w tych warunkach.

6

Metal removal from spent pickling solutions of high zinc(II) concentration

Rozenblat M., Regel-Rosocka M., Szymanowski J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2004

|

Vol. 38

121-129

EN

The extraction of zinc(II), iron(III) and iron(II) with TBP from hydrochloric acid solutions containing high zinc(II) concentration is studied. Two technological approaches for the separation are considered. Firstly, the selective extraction of iron(III) (iron(II) is oxidized to iron(III)) over zinc(II) with TBP deficiency. Secondly, iron(III) reduction to iron(II) followed by zinc(II) selective extraction with an excess of TBP. The total removal of iron(III) needs several successive extractions with fresh TBP portions. Such a process is not technologically reasonable. Stripping both of zinc(II) and iron(III) can be effectively accomplished with water but is not selective. Prior stripping, the organic phase can be washed with small amounts of water. Scrubbing of TBP solutions containing iron(III) contaminated with zinc(II) gives always a mixture of zinc(II) and iron(III) which must be recycled to the extraction step in continuous process. Scrubbing of TBP solutions containing zinc(II) and iron(II) enables the removal of iron(II) with some amounts of zinc(II). Again, the solution must be recycled. Scrubbing is more advantageous than multistage extraction with small volume of TBP. The following technological concept is proposed: reduction of iron(III) to iron(II), extraction of zinc(II) with 5-10 volume excess of TBP, washing of TBP phase contaminated with iron(II) with small volumes of water and recycling of the scrubbings and stripping of zinc with water.

PL

Badano ekstrakcję cynku(II), żelaza(II) i żelaza(III) za pomocą fosforanu tributylu (TBP) z roztworów potrawiennych kwasu solnego o wysokim stężeniu cynku. Rozpatrzono dwa podejścia technologiczne. Pierwsze: selektywną ekstrakcję żelaza(III) (żelazo(II) utleniono do żelaza(III)) wobec cynku(II) niedomiarem TBP. Drugie: redukcję żelaza(III) do żelaza(II), a następnie selektywną ekstrakcję cynku(II) nadmiarem TBP. W celu całkowitego usunięcia żelaza(III) należy zastosować kilka do kilkunastu stopni ekstrakcji świeżym TBP. Reekstrakcję zarówno cynku(II), jak i żelaza(III) za pomocą wody można przeprowadzić wydajnie, ale nie jest ona selektywna. Przed reekstrakcją należy przemyć fazę organiczną niedomiarem wody. Odmycie z TBP naładowanego cynkiem(II) i żelazem(II) pozwala na całkowite usunięcie żelaza(II) i pewnych ilości cynku(II). Odmywanie jest korzystniejsze niż wielostopniowa ekstrakcja niedomiarem TBP. Zaproponowano następującą koncepcję technologiczną: redukcję żelaza(III) do żelaza(II), ekstrakcję cynku(II) nadmiarem objętościowym TBP 5-10, odmycie TBP zanieczyszczonego żelazem(II) małą ilością wody i zawrócenie roztworu wodnego po odmyciu, reekstrakcję cynku(II) wodą.

7

Extraction of zinc(II), iron(III) and iron(II) with binary mixtures containing tributyl phosphate and di(2-ethylhexyl)phosphoric acid or CYANEX 302

Bartkowska M., Regel-Rosocka M., Szymanowski J.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2002

|

Vol. 36

217-224

EN

The extraction of zinc(II), iron(III) and iron(II) with TBP and its binary mixtures with DEHPA and CYANEX 302 from hydrochloric acid solutions was studied. It was found that the extraction ability of zinc(II) chlorocomplexes from hydrochloric acid solutions decreased in the order: TBP > TBP:HL=3:1 vol/vol > TBP:HL=1:1 vol/vol. Iron(III) was strongly extracted by TBP and its binary mixtures with DEHPA and CYANEX 302, and the extraction fell in the order: binary mixtures with DEHPA or CYANEX 302> TBP> DEHPA >> CYANEX 302. Iron(II) was not extracted by the considered extractants. Zinc(II) could not be selectively extracted in the presence of iron(III). Contrary, iron(III) could be selectively extracted, especially with the binary 1:1 vol/vol mixtures of TBP with DEHPA or CYANEX 302. The stripping of zinc(II) could be accomplished in three successive stages using water and 0.1 M H2SO4. Iron(III) could be stripped in three stages with 0.1 M H2SO4.

PL

Badano ekstrakcję cynku(II), żelaza(III) oraz żelaza(II) za pomocą fosforanu tributylu (TBP) i jego mieszanin dwuskładnikowych z kwasem di(2-etyloheksylo)fosforowym (DEHPA) oraz tlenkiem trialkilofosfiny (CYANEX 302) z roztworów kwasu solnego. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że zdolność ekstrakcji chlorokompleksów cynku z roztworów kwasu solnego maleje w następującej kolejności: TBP > TBP:HL=3:1 vol/vol > TBP:HL=1:1 vol/vol. Żelazo(III) jest silnie ekstrahowane przez TBP i jego mieszaniny dwuskładnikowe z DEHPA i CYANEX 302. Zdolność ekstrakcyjna maleje w kolejności: mieszaniny dwuskładnikowe TBP:DEHPA lub TBP:CYANEX 302> TBP> DEHPA >> CYANEX 302. Żelazo(II) nie jest ekstrahowane przez badane reagenty organiczne.Cynku(II) nie można selektywnie wyekstrahować w obecności żelaza(III). Natomiast żelazo(III) można wyekstrahować przy użyciu mieszaniny dwuskładnikowej TBP:DEHPA=1:1 vol/vol lub TBP:CYANEX 302=1:1 vol/vol.Przebadano również reekstrakcję cynku(II) i żelaza(III) z naładowanej fazy organicznej TBP:DEHPA = 3:1 vol/vol. Uzyskane wyniki wskazują na to, że cynk można całkowicie wydzielić prowadząc trzystopniową reekstrakcję w pierwszym etapie wodą, a następnie 0.1 M H2SO4. Najskuteczniej można zreekstrahować żelazo(III) za pomocą trzystopniowej reekstrakcji 0.1 M H2SO4.