М.В. Инюхин, А.П. Коржавый, В.В. Максимов, В.К. Шаталов

Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана (Россия)

Постановка проблемы. Цветные металлы широко востребованы в различных отраслях промышленности, а рудные запасы, использованные для их получения, резко сокращаются и, к тому же, являются невозобновляемыми веществами в природе. К настоящему времени технологии выделения цветных металлов из рудного сырья достаточно хорошо отработаны, особенно меди, и могут быть учтены при создании способов выделения цветных металлов из других сырьевых источников, например медьсодержащих отходов, прежде всего находящихся в жидкообразном состоянии.

Цель. На основе анализа известных способов выделения меди (как более востребованного в промышленности металла) предложить и исследовать эффективную технологию ее извлечения из различных медьсодержащих жидких растворов, прежде всего в виде высокочистых порошков, пользующихся особым спросом на мировом рынке.

Результаты. На основе аналитических исследований известных технологий выделения порошкообразной меди из различных видов сырья, анализа практики применения высокочистых порошков при изготовлении различных видов медьсодержащей продукции предложен механизм восстановления меди из растворов и апробирована техника гидрокарбонилированного процесса ее выделения из жидких отходов производства.

Практическая значимость. Отработан технологический процесс восстановления молекулами CO меди(II) до меди(I) в хлоридно-сульфатных жидких отходах производства, на основе которого и создана технология практически полного выделения меди из различных растворов в виде порошка. Гидрокарбонильный способ восстановления, реализованный в данной технологии, применим и для выделения из растворов других цветных металлов.

Инюхин М.В., Коржавый А.П., Максимов В.В., Шаталов В.К. Эффективная технология извлечения цветных металлов из жидких отходов производства // Наукоемкие технологии. 2021. Т. 22. № 1. С. 13−20. DOI:  https://doi.org/10.18127/j19998465-202101-02.

1. Амеличева К.А., Шмаков А.Н., Унанян Н.Н., Король Л.Н. Технологии композиционных материалов для электронных систем // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. Т. 21. № 5. С. 24–28.
2. Пономарёв В.А., Яранцев Н.В. Порошковые композиционные материалы для электронной техники / Под ред. А.П. Коржавого. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. 304 с.
3. Вальднер О.В., Дроздова Н.М., Евдокимов А.А. и др. Получение и исследование наноструктур: лабораторный практикум по нанотехнологиям / Под. ред. А.С. Сигова. М.: Изд-во МИРЭА. 2008. 112 с.
4. Виджай Понрадж Н., Ажагураджан А., Веттивель С.К., Сахайашаджан Кс., Набхирадж П.Ю., Хайтерленин А. Моделирование и оптимизация влияния параметров спекания на твердость композитных листов медь/графен по методике поверхности отклика // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 9 (759). С. 57–61.
5. Chen J., Lu L., Lu K. Hardness and strain rate sensitivity of nanocrystalline Cu. Scripta Materialia. 2016. V. 54. Is. 11. P. 1913–1918.
6. Батаев А.А., Степанова Н.В., Батаев И.А., Канг Й., Разумаков А.А. Особенности выделения фазы ε-Cu в чугунах, легированных медью и алюминием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 3 (753). С. 18–25.
7. Барахтин Б.К., Жуков А.С., Деев А.А., Вознюк А.В. Влияние химического состава порошкового сырья на прочность материала после селективного лазерного плавления // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 6 (756). С. 48–52.
8. Wang Di, Yang Y. Study on the designing rules and processability of porous structure based on selective laser melting (SLM). Journal of Materials Processing Technology. 2013. № 213. P. 1734–1742.
9. Голодов В.А., Куксенко В.Л., Танеева Г.В. Восстановление соединений меди(II) окисью углерода в водных растворах // Кинетика и катализ. 1984. Т. 25. № 2. С. 330–334.
10. Телис М.Я. Плавка цветных металлов и сплавов. М.: Высшая школа. 1964. 319 с.
11. Айзенкольб Ф. Успехи порошковой металлургии. М.: Металлургия. 1969. 540 с.
12. Герасимов Я.И., Крестовников А.К., Шахов А.С. Химическая термодинамика в цветной металлургии: справочное руководство. Т. 2. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии. 1961. 262 с.
13. Виноградов Г.А., Семёнов Ю.Н., Катрус О.А., Каташинский В.П. Прокатка металлических порошков. М.: Металлургия. 1969. 382 с.
14. Московский С.В. Формирование структуры и свойств электровзрывных электроэрозионностойких покрытий на основе серебра и оксидов металлов на медных контактах переключателей мощных электрических сетей: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Новокузнецк. 2020. 20 с.
15. Прасицкий Г.В. Особенности формирования теплофизических свойств и структуры псевдосплавов на основе пористых тугоплавких каркасов, инфильтрованных медью: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М. 2019. 17 с.
16. Мешалкин А.В. Исследование и разработка процессов очистки сточных вод и отработанных технологических растворов от соединений мышьяка, галлия, индия и сурьмы с применением отработанных растворов травления меди: Автореф. дис. … канд. техн. наук. М. 2000. 23 с.
17. Капустин В.И., Коржавый А.П. Физико-химические методы экологического мониторинга. Кн. 1. Назначение, схемы, конструкции. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 208 c.
18. Фасман Ф.Б., Марков В.Д., Сокольский Д.В. Каталитическое восстановление неорганических соединений окисью углерода в жидкой фазе // Журнал прикладной химии. 1965. Т. 38. № 4. С. 791–800.
19. Спицын В.И., Федосеев И.В., Пономарев А.А., Елесин А.И. Кинетика и механизм каталитического восстановления Cu(II) окисью углерода в присутствии хлорида Pd(II) // Журнал неорганической химии. 1978. Т. XXIII. Вып. 2. С. 454–456.
20. Федосеев И.В., Максимов В.В. Селективное выделение меди при гидрокарбонилировании сульфатно-хлоридных растворов цветных металлов // Цветные металлы. 2010. № 12. С. 39–40.
21. Шаталов В.К., Максимов В.В. Получение композиционных материалов на основе порошков меди и палладия для изделий вакуумной и газоразрядной техники // Наукоемкие технологии. 2018. Т. 18. № 11. С. 28–31.