Способ осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов из железосодержащих сульфатных растворов и пульпы

 

1. СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ СУЛЬФИДОВ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕг ТАЛЛОВ ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ И ПУЛЬП, В1спючаюший обработку продукта при перемешивании и нагревании в присутствии серы известняком с последующим вы делением серы и сульфидов во фпотокон- ; центрат, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки от железа и качества фпотоконцентрата и удешевления процесса, раствор или пульпу одновременно с известняком обрабатыг. вают постоянным током при плотности тока 50-600 А/м. 2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что конечный рН среды на стадии осаждения, равный 4,О-6,О, регулируют расходом известняка. ,, 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что, с целью повышения извлечения цветных металлов и серы во флотоконцентрат, процесс ведут при соогношении анодной и катодной плотности тока 1,5-6,0.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) g(51) С:.22 В 23/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3372615/22-02 (22) 04.09.81 (46) 30.03.83; Бюп. M 12 (72) А, Н, Гуров; В. Ф. Бербат, А. Л. Сиркис, А. Б. Воронов, A. В. Филатов, В. И. Волков, В..И. Горячкин, Ю. Г. Кулешов и Н, А. Мальцев (71) Норильский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени горно-метал лургический комбинат им. А. П. Завенягина (53) 669.053.4(088.8) (56) 1, .Заявка ФРГ ¹ 2908592, кл, С 25 В 1/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 836176, кл, С 22 В 23/04, 1979. (54)(57) 1. СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ

СУЛЬФИДОВ ТЯЖЕЛЫХ IIBETHbIX МЕ;

ТАЛЛОВ ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАШИХ

СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ И ПУЛЬП, включающий обработку продукта при перемешивании и нагревании в присутствии серы известняком с последующим вы делением серы и сульфидов во фпотокон- ч центрат, отли чающийс я тем, что, с целью повышения степени очистки от железа и качества фаотоконцентрата и удешевления процесса, раствор или пульпу одновременно с известняком обрабаты; вают постоянным током при плотности тока 50-600 А/м .

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что конечный рН среды на стадии осаждения, равный 4,0-6,0, регулируют расходом известняка

3.Способпоп. l,îòëè чаюшийся тем, что, с целью повышения 3 извлечения цветных металлов и серы во флотоконцентрат, процесс ведут при сооТ ношении анодной и катодной плетности тока 1,5-6,0.

Способ осушествляется следуюшим образом, Содержаший тяжелые цветные металлы и железо сульфатный раствор (или пульпу) загружают в реактор с установленными в нем нерастворимыми электродами и начинают . подачу известняка при перемешивании, йоддерживая температуру 8095 С. Одновременно пульпу обрабатываО ют постоянным током, выдерживая рабочую плотность тока в пределах 50600 А/м, при которой происходит окис2 ление воды с выделением на аноде кислорода, а на катойе водорода.

Анодную и катодную плошади электродов, погруженных в рабочую среду, выдерживают такими, чтобы соотношение анодной и катодной плотностей тока было 1,56,0. Количество известняка, задаваемого в реактор, регулируют для поддержания требуемой глубины осаждения цветных металлов и железа пульпу выгружают из реактора и подвергают фпотации. Эту операцию осуществляют при рН около 4 с добавлением в пульпу фпотореагентов (вспениватель и собиратель) и воды для пойдерделяет в пенный продукт-концентрат а окисленное железо и гипс в камерный продукт — хвосты фпотации, яьпяюшиеся отвальным продуктом. Из серосульфидного концентрата ценные компоненты могут быть выделены известными методами, Предпагаемый способ описан в примерах, результаты которых представлены в таблице.

Пример 1. Опыт по известному способу.

Используют окисленную пульпу после автоклавно-окислительного вышелачивания пирротинового концентрата.

Состав пульпы в растворе, г/л: никель 15,1; медь 3,3; кобальт 0,366; железо обшее 26,8, в том числе железо двухвалентное 22,4, сера 35,2; в твердом, 7: никель 0,80; медь 0,046; ко . балы 0,02; железо 47,1; сера общая

22,68, в т.ч. сера элементарная 17,86) рН пульпы 1,42, отношение Ж: Т= 1,5.

Исходную пульпу в количестве 0,5 л загружают в реактор емкостью 0,7 оборудованный импеллерной мешалкой и при перемешивании нагревают до 90 5 С.

О

По достижении укаэанной температуры в

Цель изобретения — повышение степени очистки от железа и качества фпотоконцентрата и удешевление процесса.

Поставленная пель достигается тем, что в способе осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов из железосодержаших растворов и пульп включающем обработку продукта при перемешивании и нагревании в присутствии серы известняком

} с поспедуюшим выделением серы и сульфидов во фпотоконцедтрат, раствор или пульпу одновременно с известняком обрабатывают постоянным током при плотности тока 50-600 А/м .

Кроме того, конечный рН среды на стадии, осаждения, равный 4,0-6,0 регулируют расходом известняка.

1 1008262 2

Изобретение относится к гийрометал- Процесс ведут при соотношении анодлургии, а именно к способам селективно- ной и катодной плотностей тока 1,5-6,0. го выделения сульфидов тяжелых цветных .металлов из желеэосодержаших растворов и пульп в присутствии серы. S

Известен способ осаждения в виде сульфидов халькофильных элементов иэ кислого водного раствора в присутствии серы электропитическим путем с отделением осажденных сульфидов от раствора 10 (z).

Недостаток этого способа состоит в том,.что присутствие в растворе железа снижает степень осаждения сульфидов цветных металлов из-за выделения избы- 15 точной кислоты при гидропизе железа и ухуйшает качество сульфидного осадка.

Наиболее близким по технической сущ,ности и достигаемому результату к предлагаемому является способ осаждения суль- . 20 фидов тяжелых цветных металлов из железосодержаших сульфатных растворов и пульп, включающий обработку продукта при перемешивании и нагревании в прирН среды 4,0-6,0. После достижения сутствии серы известняком с последую- И шим выделением серы и сульфидов во флотоконцентрат (2).

Недостаток этого способа заключается в том, что для осаждения используют дорогостоящий железный порошок. Желез- 30 ный peareHT в процессе осаждения час- . живания рабочего уровня во фпотомашине. тично сульфийируется и ухудшает качест- Сульфиды и свобойная сера при этом выво сульфидного концентрата, в котором соотношение суммы цветных металлов к железу около 1.

35 Йругим недостатком способа является наличие в растворе пульпы после осажйе ния значительного количества железа (около 40 г/л), что требует проведения отдельной желеэоочистки раствора.3 1008262 4 реактор подают 19,0 г известняка в ви-, ветственно 1,28 г/л и 1,93 r/n. После . де водной пульпы (Ж:Т=2,2) для частич- осаждения пульпу из реактора выгружают ного осаждения тяжелых цветных метал- и подвергают серосульфидной:фпотации в .лов и железа. Используют технический режиме, аналогичном указанному в приме. известняк с активностью (в пересчете 5 ре 1. на активную окись кальция) 34%. Рас- Пример 3. Условия проведения ход известняка по сухому весу соответ-: опыта и расхода известняка такие же, ствует 2,5 на 1 г суммы цветных метал- как и в примере 2. Отличием является лов в растворе окисленной пульпы. С мо- то, что анодную и катодную плотности мента подачи известняка отсчитывают 10 тока поддерживают 100 А/м . После

2 время опыта. электрообработки глубина осаждения ниВыкрутку пульпы в реакторе с извест- келя и железа составляет соответственно няком осуществляют в течение 0,5 ч, 0,52 г/л и 0,28 r/ë. после чего состав раствора пульпы следу- Пример 4. Условия опыта та юший, г/л: никель 11,4; медь 0,29; 15 кие же, как в примере 2. Отличие в том, кобальт 0,32; железо 20,7; сера 30,3; что анодную и катодную плотности тока

I рН 2,35. Затем в реактор загружают выдерживают 600 А/м .

7,5 г железного порошка с активностью Пример 5. Условия опыта такие

0,94, что соответствовало расходу ме- же, как в примере 3. Отличие заключа таллического желзза 0,95 от теоретичес- Zo ется в том, что соотношение анодной и кого. Смесь выдерживают при перемеши- . катодной плотностей тока выдерживают ванин и указанной температуре еше 0,5 что достигают двухкратным умень1,0 ч Затем осаждение прекращают, от- шением площади анода по отношению к бирают пробу для анализа, а всю.остав- плошади катода. Катодная плотность тошуюся пульпу после осаждения до 30 С 35 ка при этом составляет 100 г/м . Посо 2. подвергают флотации в лабораторной флото- : ле электрообработки глубина осаждения машине. Флотацию ведут при рН около никеля и железа составляет соответст4,0, добавляют к пульпе воду для поддер-, венно 0,31 г/л и 0,031 г/л, а иэвлечежания рабочего уровня в камере и фчото- ние никеля в концентрат на фцотации меньреагенты: вспениватель (Т-66) и собира- За ше, чем в предыдуших опытах и составтель (бутиловый аэрофлот) из расчета со- ляет 79,97% ответственно 60 г/т и 300 г/т твердо- Пример 6. Условия опыта и го в пульпе. Продукты флотации (кон- катодная плотность т ока такие же, как центрат и хвосты после разделения жид- . в примере 3. Отличием является то, что ких и твердых фаз) анализируют, По дан- соотношение анодной и катодной пнотнос35 ным измерений и . химического анализа тей тока составляет 2,0. После осаждепроизводят балансовый расчет процесса. ния содержание никеля и железа в растПример 2. Опыт по предлага- воре 0,09 г/л и 0,04 г/л. Извлечение никеля в концентрат на флотации составСоставы исходной окисленной пульпы, ляет 25,55%. пульпы известняка, температурный режим Пример 7. Условия опыта такие и используемое оборудование (реактор же, как в примере 3. Отличие в том, что и флотомашина) такие же, как в примере:соотношение анодной и катодной плотнос1. Отличием является то, что в реакторе тей тока 4,0. на расстоянии 50 мм по обе стороны от П р и м р 8, Условия опыта такие оси мешалки установлены два одинаковых же, как в примере 3. Отличием является титановых электрода (.анод и катод), сое- то что соотношение анодной и катодной диненные с выпрямителем, вольтметром и, плотностей тока 6,0. миллиамперметром. С момента подачи на- Пример 9. Условия опыта тапряжения к электродам отсчитывают вре- кие же, как -в примере 3. Отличием являмя опы,та. ется то, что расход известняка на осажВ течение всего опыта по осаждению, дение меньше и составляет 67,5 г. Посподдерживают анодную и катодную плот- ле осаждения рН среды 4,0, а содержай ности тока 50 А/м и порциями подают ние никеля и железа в растворе составляпульпу известняка в количествах, обес- ет соответственно 0 64 г/л и 1 29 г/л

y ° печиваюших рН смеси 4,7. Обший расход, Пример IO. Условия опыта таизвестняка за время опыта 1,5 ч со- кие же, как "в примере 3. Отличием являставляет 71,5 r. Глубина осаждения ни- ется то, что расход известняка на осажкеля и железа в опыте составляет соот- дение составляет 68,5 г. После осажде62 6

5 10082 ния рН среды 4,2, а содержание никеля и. железа в растворе составляет соответ— ственно 0,48 г/л и 1,23 г/л.

Пример 2 показывает, что применение для осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов иэ желеэосодержашего раствора или пульпы серы с известняком вместо металлического железа и обработФ ка продукта постоянным током с нерастворимыми анодами позволяет выделить сульфиды цветных металлов и одновременно обеспечивает желеэоочистку раствора с осаждением железа в виде окислов, чего не дает известный способ (пример 1).

Для обработки продукта постоянным то-1 ком плотность тока не должна быть ниже 50 А/м, так как в противном случае не обеспечивается требуемая глубина осаждения металлов и достаточно полное извпечение ценных компонентов во фпото- 2о концентрат. С другой стороны превышение плотности тока 600 А/м приводит

Ж к перерасходу электроэнергии не увеличивая больше глубины осаждения металлов и извлечение цветных металлов и серы во 25 флотоконцентрат (примеры 2-4).

При этом соотношение анодной и катодной плотностей тока следует поддерживать в пределах 1,5-6,0, чтобы скорость осаждения окислов железа сильно не превыша-30 ла скорость осаждения сульфидов тяжелых цветных металлов. Указанные условия способствуют лучшему разделению сульфидной и окисленной фаз при фпотации и обеспечивают максимальное (95-98%) извлече- 35 ние сульфидов и серы в концентрат (примеры 6-8).

Как следует из примеров 9-10 расход известняка при осаждении сульфидов тяжелых цветных металлов с электрообра- щ, боткой следует выдерживать таким, что- бы рН среды было 4,0 6,0. При рН меньше 4,0 не обеспечивается требуемая глубина осаждения металлов, а поддержание рН больше 6,0 нецелесообразно, так как это приводит к непроизводительному перерасходу известняка.

Пример 11. Используют пульпу после автоклавного окисли тельного выщелачивания пирротинового концентрата.

Состав пульпы в жидкости, г/л: никель 15,8; медь 3,9; кобапьт 0,4; железо 24,4; сера 33,9; в твердом, : никель 0,76; медь 0,39; кобальт 0,02;

Железо 47,8; сера обтдая 22,9, в том числе сера элементарная 18,15, рН пульць 11,7.

Условия приведения опыта, в том числе соотношение анодной и катодной плотностей тока, равное 3,0, такие же1как в примерах 12 15. Отличием является то, что расход известняка на осаждение составляет 75,5 г, а рН пульпы после осаждения был 6,0.

Пример 12, Условия опыта такие же, как в примере 11. Отличие в том, что анодную плотность тока поддерживают

150 А/м, а отношение анодной и катодной плотностей тока 1,5. Расход известняка в опыте 73,0 г, а рН пульпы 5,0.

Иэ сравнения результатов опытов видно, что обработка содержашей тяжелые цветные металлы, железо и серу пульпы постоянным током и поддержание при обработке расхода известняка обеспечива1 юшего рН пульпы от 4,0 до 6,0 (примеры 9-11 по предлагаемому способу) позволяет достигать большее извлечение в концентрат цветных металлов на 1,92,8 и серы на 9,0, чем в известном способе (пример 1).

Из примеров 6, 8, 12 следует, что более высокое извлечение тяжелых цветRi y металлов и серы в концентрат по сравнению с известным способом обеспеI чивается также при поддержании отношения анодной и катодной плотностей тока при осаждении в пределах 1,5-6,0, Если отношение анодной и катодной плотностей тока меньше 1,5, например 1,0 (пример

3), то извлечение ценных компонентов в концентрат близко к показателям известного способа. Как установлено исследованиями, повышение анодной и катодной плотности тока при осаждении больше 6,0 также приводит к снижению показателей процесса до значений известного спо-, соба.

При сравнении предлагаемого способа с базовым следует, что в предлагаемом способе достигается более высокое извлечение цветных металлов во фпотоконцентрат и селективность выделения ценных компонентов. При этом расходы на реагенты в предпагаемом способе меньше, так как отпадает необходимость в дорогостояших железном порошке и необ— ходимость в повьпиенном расходе известняка на выделение избыточного железа, вносимого в раствор при осаждении.

Другим преимушеством этого способа является меньшая обшая продолжительность осаждения металлов 1 5 ч по сравнению с базовым способом, по которому суммарное время осаждения металлов из раствора состаапяет 7,5 ч.

1008262

Ппотнжж тока, А/м

3arpyжено

Пример

Концентрат, % известняка, И Cll анод- като ная ная сод. сод. извл.

19,0 0,08 н/о 0,014 35,9 73,5 4,1 j 9, 12

7 1,5 1,28 сл. 0,016 1,93 5,4

4,7 8,9

2 50 50

71,5 0,52 н/о 0,012 0,28 3,7 4,7 9,1

3 100, 100

0,006 0,08 2,9 4,6 9,0 90,32 3,00

4 600 600

0,03

0,009 0,031 3,5 4,6 7,7 79,97 2,80

S 100 200 71,5 0,31

6 200 100 72 0 0,09

0,004 0,05 2,8 4,7 9,2

95,55 3,00

0001 002 23 47 96

96,34 3,08

0,03

0,001 0,03 2,3 4,7 9,4

93,24 3,05

0,02

9 300 100 67 5: 0,64 сл. 0,015 1,29

90,36 3,10

4 7 4)0 8,9

10 300 100 68 5 0 48 сл. 0 011 1 23

4а5 4ф2 911 82,39 Зэ10

75,5 0,001 н/о 0,0001 н/о 1,28 6,0 9,25 94,50 3,00

12 1 50 200 73,0 0,05 н/о 0,001 0,002 2,27 5,0 9,24 93,41 3,00

72,00 51,2 80,97 0,257,060,09 7,92

71,01 56,1 85,66 0,217,740,06 6,89

1 93,89 0,22 91,14 14,1 7,86 64,6

2 81Щ 0,2 80,00 14,27,6571,1

3 95,48 0,22 89,04 12,26,6571,0 71,76 58,0 80,67 0,207,400,04 6,91

10,55,7970,2 71,78 58,3 91,14 0,21 7,77 0,04 6,91

4 93,75 0,22 90,09

70,48 55,.6 89,85 0,56 20,5 0,08 9,10

1513 8е73 66 6

5 90,55 0,20 84,76

74,92 57,4 92,80

0,207,33 0,03 3,4

6 97,02 0,23 97,46 9,9 5,65.70,8

0,18 6,66 0.02 2,27

7 96,25 0,23 . 94,19

9,2 5,07 70,8 72,40 58,3 91,14

8 94,20 0,23 93,09

9,2 5,01 70,7 7 1,45 58,8 90,85 0,18 6 68 (>,03 3,42

9 88,00 О,- 1 87,00 10,15,6370,6 73,03,58,9 93,14 0,2() ), 1 .,(). ) 38 0

7 400 100

8 600 100

92,52 2,97

87,24 3,00

90,26 3,10

1008262

1 {ри мор

10 98,00 0,20 82,86 9,6 5,3570,9 73,34 59,2 93,1 9 О, 19 6,92 0,02 2,26

11 96,70 0,23 92,11 1 1,46,5670,6 75,67 55 3 89е61 Ое20,7,15 0,03 3,38

12 "95,73 0,23 91,11 10,76,0970,7 74,93 54,6 87,49 0,19 6,780,03 3,37

Составитель ll. Першеев

Редактор Е. Кинив Техред М.Костик, Корректор C. Шекмар

Заказ 2275/56 Тираж 625 П одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

: по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул, Проектная, 4