Способ переработки медно-никелевых руд

 

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ ИЛ

РЕСПУБЛИН з(51 С 22 В 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3486515/22-02 (22) 31.08.82 (46) 07.11.84. Бюл. No 41 (72) К. А. Муравии, Н. И. Грань, В. Ф. Серебряков и Л. А. Огородникова (71) Государственный проектный и научноисследовательский институт Типроникель"

"(53) . 669.243.64 (088.8) (56) 1. Борбат В. Ф.. Леш И; 10. Новые процессы в металлургии никеля и кобальта.

М., "Металлургия", 1976, с. 143 — 146.

2. Смирнов В. И., Худяков И. Ф., Деев В. И. Извлечение кобальта из медных и никелевых руд и концентратов. М., "Металлургия", 1970, с. 177-178.

3. Худяков И. Ф., Тихонов А. И., Деев В. И.

Набойченко С. С. Металлургия меди, никеля и кобальта, ч. 2. М., "Металлургия", 1977, с. 69-76, 88-95...ви„„.цы727 а (54) (57) СПОСОБ, ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНО—

НИКЕЛЕВЫХ РУД, содержащих кобаль и же- .лезо, включающий плавку руды на штейн, конвертирование штейна, охлаждение, измельчение и флотацию с последующей переработкой никелевого и медного концентратов, о т. личающийся тем,что,сцелью повьппения извлечения кобальта в никелевый концентрат, конвертирование штейна ведут до

5 — 10%-ного содержания в нем железа, полученный после флотации медный полупродукт подвергают окислительному выщелачиванию с получением медного концентрата, а никелевый полупродукт выщелачивают раствором, полученным после окислительного выщелачивания медного полупродукта.

727

1 1122

Изобретение относится к цветной металлур- гии н может быть использовано при переработке медно-никелевого сульфидного сырья (руд, концентратов), содержащего кобальт и железо. 5

Известен способ переработки супьфидных медно-никелевых концентратов, предусматривающий противоточное аммиачное выщелачивание в автоклаве с последующей очисткой растворов от примесей и получением порош- 10 ка (11. Недостатком данного способа является низкое извлечение кобальта и металлов платиновой группы, Известен способ разделительной флотации ts медно-никелевых кобальтсодержащих файнштейнов с получением медного н никелевого концентратов, по которому основная часть кобальта извлекается в никелевый концентрат. В дальнейшем никелевый концентрат под- 20 вергают окислительному обжигу в печи. кипящего слоя, ведут восстановительную плавку полученного огарка с получением анодного сплава, в котором концентрируется кобальт

12). 25

Данный способ характеризуется недостаточ. но высоким извлечением кобальта в никелевый концентрат.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки медно-никелевых руд, содержащих кобальт и железо, включающий плавку руды на ппейн, конвертирование штейна, охлаждение, измельчение и, флотацию с последующей переработкой никелевого и медного концентратов f31.

3S

Согласно известному способу медный концентрат иаиравляется в производство электролитной меди, а никелевый подвергается обжигу с переводом сульфида никеля в его за40 кись. Закись никеля подвергают восстановительной электроплавке с получением огневого никеля и разливом его в аноды. Аноды подвергают электролитическому рафинированию с получением товарного никеля.

Оборотные конвертерные шлаки поступают на обеднение с целью извлечения из них цветных металлов (никеля, кобальта и меди).

Полученный в процессе обеднения штейн поступает на конвертирование, а шлак направляется в отвал.

Недостатком известного способа является низкое извлечение кобальта в файнштейн на переделе конвертирования штейна, что объясняется интенсивным окислением кобальта в период варки файнштейна до 3 — 4%-ного содержания в нем железа. Кроме того, кобальт, извлеченный в штейн из конвертерных шлаков в процессе их обеднения, вновь поступает на операцию конвертирования, а, учитывая низкое его извлечение на операции конвертирования, основная масса кобальта находится в замкнутом цикле металлургических процессов, увеличивая циркуляционную нагрузку кобальта в пирометаллургических операциях.

Цель изобретения — повышение извлечения кобальта в никелевый концентрат.

Цель достигается тем, что согласно способу переработки медно-никелевых руд, содержащих кобаль и железо, включающему плавку руды иа штейн, конвертирование штейна, охлаждение, иэмельчение и флотацию с последующей переработкой никелевого и медного концентратов, конвертирование штейна ведут до 5 — 10 o-ного содержания в нем железа,. полученный после флотации медный полупродукт подвергают окнслительному выщелачиванию с получением медного концентрата, а

-никелевый полупродукт вьпцелачивают раствором, полученным после окислительного выщелачивания медного полупродукта.

Предельные содержания железа в сульфидной массе (5-10%) определяются тем, что при уменьшении содержания железа ниже

5% (2-4% в существующем производстве) наблюдается интенсивный переход кобальта в конвертерные шлаки, что снижает извлечение кобальта в концентраты прн переработке конвертерных шлаков, а увеличение содержания железа в сульфндной массе более 10% не позволяет в дальнейшем провести флотационное разделение иа никелевые и медные концентраты из-за образования сложных фазовых соединений железа, никеля, кобальта и меди.

При переработке сульфидиых масс, полученных после конвертирования штейна, содержащего:повьц енные количества железа (5 — 10%), после медленного охлаждения, измельчения и флотации получаются два полупродукта: медный нолулродукт, содержащий, %: медь 43-51; никель 5 — 15; кобальт 1—

16; железо 5-10; сера 22 — 24, и никелевый полупродукт, содержащий, %: никель 47 — 57; медь 5-10; кобальт 2-3; железо 5-10; сера 27-28. Для получения из полупродуктов никелевого и медного концентратов необходимо осуществить дополнительную их переработку.

Медный концентрат получают путем извлечения в раствор из медного полупродукта никеля и кобальта при окислительном выщелачивании при повышенных температуре н давлении.

Используя раствор никеля н кобальта для серно-кислотного выщелачивания никелевого

11227

3 ° полупродукта, получают никелевый концентрат, при этом сероводород, выделяющийся при взаимодействии сульфндов железа с серной кислотой, осаждает сульфиды никеля и кобальта нз их растворов, 5

При использовании предлагаемого способа переработки медно-никелевого сырья извлечение кобальта повышается на10% при 5%-ном содержании железа в сульфидной массе н на

20% при 10%-ном содержании железа в сульфидной массе.

Реализация предложенного способа позволит снизить цнркуляционную нагрузку кобальта в пирометаллургических операциях путем уменьшения переработки оборотных конвертер- 15 ньтх шлаков соответственно на-5% при 5%-ном содержании железа в сульфидной массе и на

15% при 10%-ном содержании железа в сульфидной массс.

Исходная руда, содержащая, %: никель 4,1; медь 2,98; кобальт 0,145; железо 43.8: окись кремния 9,7; окись алюминия 6,3; окись кальция — 1,2, после подготовки к плавке, включающей дробление, магнитную сепарацию, флотацню руды, агломерацию и обжиг руды, под- 25 вергается плавке в рудио-термической печи с получением штейна и отвального шлака.

Исследования проводят со штейном, содержащим, %: никель,.11,8; медь 9,6; кобальт

0,99; железо 48,6; сера 24,8.

Пример 1. Конвертирование исходно го штейна проводят с недодувом по железу, оставляя в обогащенной массе 5% железа.

Полученная масса содержит, %: никель 39,2; медь 29,3; кобальт 1,55; железо 5,0; сера 24,5. 35

После медленного охлаждения масса измельчается до крупности 98% — 40 мкм и подвер-гается флотационному разделению в щелочной среде (рН 12) бутиловым ксантогенатом (800 г/т) . В результате флотации получены мед- 40 ный полупродукт, содержащий, %: никель 6,86; медь 56,14; кобальт 0,61; железо 7,26; се ра 22,83, и никелевый полупродукт следующего состава, %: никель 57,32; медь 4,63; кобальт 1,92; железо 5,87; сера 25,83, С целью извлечения никеля и кобальта нэ медного полупродукта проводят окислитеяьное выщелачивание при 150 С, парциальном давлении кислорода 7 атм, отношении Т:Ж=

1 5 в течение 2 ч. Извлечение в раствор составляет: никель 82,4; кобальт 81,1; медь 2,2; железо 2,3.

Медный концентрат содержит,%: медь 61,1; никель 1,4; кобальт 0 133; железо 7,9; сера 23,2. 55

Полученный в результате выщелачивания медного полупродукта раствор никеля н кобальта, содержащий г/л: никель 11,32;

27 4 кобальт 0,972; медь 2,38; железо 0,334, направляется на серно-кислотное вьпцелачиваине никелевого полупродукта. Вьццелачивание осуществляется в автоклаве прн 110 С, отношении Т:Ж = 1:5 в течение 1 ч. Извлечение никеля в концентрат составляет 92%, а кобальта

89,2%.

Полученный никелевый концентрат содержит, %: никель 63,5; медь 4,77; кобальт 2,44; железо 0,87; сера 23,4.

Раствор после выщелачивания, содержащий, г/л: железо 10,33; никель 0,92; кобальт

0,107., направляется на выщелачиванне медного полупродукта, где железо гидролизуется с образованием гидроокиси.

Пример 2. Конвертирование. исходного штейна проводят с недодувом по железу, оставляя в обогащенной массе !0% железа. Полученная масса содержит, %: никель

37,43; медь 28,12; кобальт 1,59; железо

10,0; сера 24,84.

После переработки и флотации получены медный полупродукт, содержащий, %: никель

10,32; медь 46,52; кобальт 0,99; железо

10,33; сера 24,23, и никелевый полупродукт, содержащий, %: никель 47,55; медь 10,45; кобальт 2,98; железо 9,49; сера 27,69.

Окислительное выщелачивание медного полунродукта, осуществленное при укаэанных в примере 1 параметрах веления процесса,, позволяет получить медный концентрат, содержащий, %: медь 54,1; никель 1,32; кобальт 0,19; железо 11,9; сера 23,5 и раствор, содержащий, г/л: никель 18,36; кобальт

1,65; медь 2,52 и железо 0,48.

Извлечение в раствор составляет: никель

88,8; кобальт 83,4; медь 2,7; железо 2,1..

Серно-кислотное выщелачивание никелевого полупродукта позволяет получить никелевый концентрат следующего состава, %: никель 58,2; медь 10,75; кобальт 3,08; Железо 0,69; сера 25,6; и раствор сульфата железа, содержащий, г/л: железо 18,28; никель

1,17; кобальт 0,098, который направляется на выщелачивание медного полупродукта.

Повышенное содержание железа в медных концентратах не осложняет дальнейшую его переработку, так как при огневом рафинировании меди железо практически полностью удаляется иэ иее.

Для сравнения предлагаемого способа с известным проведены опыты по существующему режиму плавильных цехов, В опъггах используется исходный штейн, продувку которого осуществляют до 3,1 -ного содержания железа в файнштейне. Полученный файнштейн содержит, %: никель 39,8; медь 31,63; кобальт 1,46; железо 3,1; сера 24,2.

1122727

Данные по сопоставлению результатов, полученных предлагаемым и известным способами, представлены в таблице.

Как следует из представленных данных, 5 предлагаемый способ позволяет значительно повысить извлечение кобальта в никелевый концентрат по сравнению с известным.

Таблица

После медленного охлаждения, измельчения и флотации получены никелевый концентрат, содержащий, %: никель 67,43; медь

3,27; кобальт 2,34; железо 2,4; сера 23,33, и медный концентрат, содержащий, %: никель 4,62; медь 68,17; кобальт 0,33; железо 4,2; сера 24,18.

Опыт Содержание металлов, Извлечение металло

% % римечание

T T

Ni Си Со Ni

Си Со

93,47 60,91

1,36 9,29

4,33 29,57

0,84 0,23

5,74 87,6

93,74 12,11

0,52 0,29

31,63 1 46 96,03

0,113 0,036 1,37

0,427 0,16 1,49

1,11

3,27 2,34 94,31

68,17 0,33 5,58

0,11

Содержание железа (3,1%) в файнппейне

39,8

0,114

0,152

67,43

4,62 — 90,56 5,37 53,36

5,36 87,62 7 38

Содержание железа (3,82%) в файнштейне

61,03

9,33

29,59

0,05

87,9

12 06

0,04

93,65

1,35

4,39

0,61

5,97 . 93,93

0,1

1,I3 96,07

0,037 1,36 0,14 1„50

1,07

2,36 94,29

0,32 5,61 — 0,I

38,18

0,113

0,I48

35,72

0,111

0,428 3,57

68,9

67,14

5,12 — 90,58 5,59 53,64

Сквозное извлечение в медный концентрат

5,39 87,97 7,36

Содержание железа (5%) в обогащеннои в массе

33,18

29,3

0,106

0,176

37,24

39,2

0,102

0,074

56,14

4,63

4,77

61,1

6;86

57,32

63,5

1,4 — 91,44 5,946 61,66

5,02 89,25 7,164

82,61 44,40

I 3,68 28,84

0,96 .,9,73

1,83 16,19

0,92 0,84

Файнштейн

36,78 0,963 79 57

28,12 1,59 17,48

0,085 0042 1,01

0,142 О 077 0Ä83

1,11

Содержание железа (10%) в обогащенной

36,00

37,43

0,091

0,058

Обогащенная масса

Шлак отвальный РТП

Шлак отвальный ОЭП

Потери массе

Файнштейн

Шлак отвальный РТП

Шлак отвальный ОЭП

Потери

Никелевый концентрат

Медный концентрат

Потери

Сквозное извлечение в никелевый концентрат

Сквозное извлечение в медный концентрат

Файнштейн ,Шлак отвальный РТП

Шлак отвальный ОЭП

Потери

Никелевый концентрат

Медный концентрат

Потери

Сквозное извлечение в никелевый концентрат

Файнштейн

Обогащенная масса

Шлак отвальный РТП

Шлак отвальный ОЭП

Потери

Медный полупродукт

Никелевый полупродукт

Никелевый концентрат

Медный концентрат . Потери

Сквозное изцлечение в никелевый концентрат

Сквозное извлечение в медный концентрат .

О,ь9479,11

1,55 17,47

0,039 1,24

0,094 0,96 — .1,22

0,61 11,13

192 88,69

2,44 96,48

0,133 3,34

0,18

81,79

13,50

1,01

208

1,62

96,84

3,12

7.90

92,06

0,04

43,17

25,73

9,67

21,13

0,3

17,14

82,63

92,16

7,61

0,23

1122727

Продолжение таблицы

Содержание металлов, %

Примечание зв лечение металлов

Ni Cu Co, Ni Cu Co

12.3 80,14

87,6 . 19,73

9,3 9б,34

90,2 3,73

0,1 0,13

10 45 2,98

46,52 0,99

30,75 3 08

54,3 0,19

86,09

13,73

96,8

2,96

0,18

47,55

10,32

58,2

1,32

91,95 б,204 66,75

4,98 89,58 6,43

36,80

30,20

0,085

0,153

35,98

38,97

0 09t

0 061

56,50

9,97

64,62

2,74

2,02

57,82

4,87

59,86

93,67 6,04 63,95

5,33 90,2

6,93 — 88,85 8,40 54,38

8,88 87,48 17.98

Составитель,Н. Тумин

Редактор А. Козориз Техред 3 Лап ий Корректор А Обручар

Заказ 8104/25 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нщселевый полупродукт

Медный полупродукт

}Ькелевый концентрат

Медный концентрат

Потери

Сквозное извлечение в никелевый концентрат

Сквозное извлечение в медный концентрат

5 Файнштейн

Обогащенная масса

Шлак отвальный РТП

Шлак отвальный ОЭП. . Потери

Никелевый полупродукт

Медный полупродукт

Никелевый концентрат

Медный концентрат

Потери

Сквозное извяечение в никелевый концентрат

Сквозное извлечение в медный концентрат

Файнщтейн

Обогащенная масса

Шлак отвалъный РТП

1Илак отвальныи ОЭ}3

Потери

Никелевый полупродукт

Медный полупродукт

}}wester зй концентрат

Медный концентрат.

Потери

Сквозное извлечение в никелевый концентрат

Сквозное извлечение в медный концентрат

35,64 36,22

37,}1 29,07

0,097 . О, 097

0,043 6,338

48,31 37,34

1794 37 Е4

49,87 33,68

16,14 41,38

0,96779,23

2,44 37,84

0,042 3 01

0,069 0,79

1,33

3,70 85,20

0,94 }4,50

4,34 95,7

0,28 4,0

0,19

0,98979,81

167 1803

0,038 1,31

0,067 0,79

0,06

2,07 72,73

3,86 23,32

2,38 75,46

3,72 24,42

0,32

82,34

t403

096

3,99

0,70

3,20

96,70

8,31

91,77

0,20

83,12

33,83

1,24

3,79

0,04

31,83

68,33

24,92

75 01

0,07

44,44. Содержание

26,62 железа (7,63%)

9 73 в обогащенной

18 38 массе

0,83

79,75

39 95

93,75

595 0,26

43 52 Содержание

28,94 железа (11,2%)

9,82 в обогащенной

35 67 массе

3 25

52.54

47,21

55,75

43,99

0,26