Способ переработки сульфидного полиметаллического железосодержащего материала

 

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФВДНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающий окислительное вьщелачивание его в автоклаве в водной пульпе при нагревании под давлением кислорода с переводом цветньк металлов в раствор , серы в элементарную и железа в гидроокислы осаждение сульфидов цветных металлов из раствора в серусодержащей пульпе металлическим реагентом или известняком и металлическим реагентом с последующим флотационным разделением серы и сульфидов во флотоконцентрат и гидроокислов железа в хвосты, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода металлического реагента и повышения качества флотоконцентрата в пульпу-на осаждение после выделения из растi вора 70-95% цветных металлов подают юкисленную пульпу, содержащую (Л 0,5-2,5 г/л несвязанного кислорода в количестве 5-13 об.% к исходной пульпе, поступающей на осаждение, и смесь перемешивают 15-60 мин. 2. Сгособ по п; 1, отлич аю щ и и с я тем, что, с целью оперативного контроля процесса, количество окисленной пульпы, добавляемой к пульпе на осаждение, регу00 9д 9) лируют по значению рН смеси 3,3-4,1. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) SU((I) (SI)4 С 22 В 3 00

«

t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3693626/22-02 (22) 05.11.83 (46) 23. 10. 85. Бкп. N - 39 (72) А.Н. Гуров, Ю.А. Ширшов, Г.Ф. Филиппов, А.Л. Сиркис, Н,А . Мальцев, Н.Н. Сенько и Я.M.Øíå" ерсон (71) Норильский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горно-металлургический комбинат им. А.П. Завенягина и Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" (53) 669.053.4 (088.8) (56) Цветные металлы. 1980, Р 9, с. 27-31.

Авторское свидетельство СССР

У 836176, кл. С 22 В 23/04, 1981. (54) (57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающий окислительное выщелачивание его в автоклаве в водной пульпе при нагревании под давлением кислорода с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементарную и железа в гидроокислы,- осаждение сульфидов цветных металлов из раствора в серусодержащей пульпе металлическим реагентом или известняком и металлическим реагентом с последующим флотационным разделением серы и сульфидов во флотоконцентрат и гидроокислов железа в хвосты, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода металлического реагента и повышения качества флотоконцентрата в пульпу на осаждение после выделения из раствора 70-95% цветных металлов подают окисленйую пульпу, содержащую

0,5-2,5 г/л несвязанного кислорода в количестве 5-13 об.% к исходной пульпе, поступающей на осаждение, и смесь перемешивают 15-60 мин.

2. Сгособ по и; 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью оперативного контроля процесса, количество окисленной пульпы, добавляемой к пульпе на осаждение, регулируют по значению рН смеси 3,3-4, 1.

1186673

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к извлечению тяжелых цветных металлов и серы из высокожелезистого сульфидного полиметаллического сырья. 5

Цель изобретения — сокращение расхода металлического реагента и повышение качества флотоконцентрата.

Пример 1 (по извест10 ному способу). В качестве исходной для осаждения сульфидов тяжелых . цветных металлов используют серосодержащую пульпу от автоклавного выщелачивания пирротинового концентрата. Пульпа содержит в жидком, г/л: никель 13,2; медь 2,9; железо 16,4; сера общая 31,5; в твердом, %: никель 0,67; медь 0,38; железо 44,4; сера общая 22, 1, в том числе сера элементарная 18,2; рН пульпы 1,75;

Ж:Т = 1,5. Осаждение проводят в титановом реакторе емкостью 1,3 л с перемешиванием импеллерной мешалкой, оборудованном электронагревом, сисreMoA измерения температуры и рН среды. Количество загружен- . ной в опыте исходной пульпы составляет 1 л. При перемешивании пульпу нагревают до 90+5 С, после чего ЗО в пульпу задают реагент-осадитель, в качестве которого используют железный порошок марки 5К5С с содержанием железа металлического 98Х.

С момента подачи осадителя начи- З5 нают отсчет времени опыта. Продолжительность осаждения составляет ч, расход металлического железа

1,69 к стехиометрическому количеству или 46,63 кг/т пирротинового 40 концентрата.

По прошествии времени опыта из реактора отбирают пробу для химического анализа. Оставшуюся пульпу остужают и подвергают лабораторной .45 флотации, выделив серу и сульфиды в концентрат, а гидроокислы железа— в хвосты. Флотацию проводят в лабораторной флотомашине конструкции

"Иеханобр в течение 30 мин с до- .50 бавкой вспенивателя (Т-80) из расчета 60 т/т твердого пульпы и собирателя (бутиловый аэрофлот) иэ расчета 250 г/т твердого пульпы.

По данным анализов после осаждения 55 в растворе содержится никеля

0,21 г/л и меди 0,0003 г/л, что соответствует степени осаждения цветных металлов 99%, рН 4,3. После флотации в серосульфидном концентрате отношение суммы цветных металлов к железу составляет 0,54.

Пример 2 (по известному способу). Используемые продукты и условия опыта такие же, как и в примере 1. Отличие заключается в том, что осаждение сульфидов цветных металлов осуществляют в две стадии, подавая в качестве реагента-осадителя сначала известняк (в вице водной пульпы), а затем через

15 мин после подачи известняка— металлическое железо. Количество известняка по твердому составляет

1 r íà r суммы цветных металлов в .растворе пульпы, а количество железа 1,22 к стехиометрии, или

24,65 кг/т пирротинового концентрата.

По данным опыта общее извлечение цветных металлов из раствора пульпы составляет 98,9%, конечное значение рН 4,2, отношение суммы цветных металлов к железу во флотоконцентрате 0,89.

Пример 3 (по предлагаемому способу). Условия опыта такие же, как и в примере 2. Отличие в том, что в пульпу на осаждение через

25 мин с начала опыта подают окисленную пульпу непосредственно из автоклава, где проводят окислительное выщелачивание пирротинового концентрата при 130 С, избыточном даво лении кислорода 9 атм., Ж:Т = 1,5.

Состав окисленной пульпы после 1,5 ч выщелачивания следующий в жидком, г/л: никель 11,7; медь 2,78; железо 16,6; сера общая 28,9; рН =1,65; в твердом, Х: никель 0,71; медь

0,40; железо 44,4; в том числе пирротин 3,9; сера общая 22,9, в том числе сера элементарная 17,7.

Подачу окисленной автоклавной пульпы осуществляют по трубчатой Линии, один конец которой погружен в пульпу в реакторе осаждения, а другой подсоединен к игольчатому вентилю на автоклаве. По данным химического анализа к моменту добавления автоклавной пульпы в реакторе степень осаждения цветных металлов составляет 49,39%, а рН 3,5. Количество добавленной автоклавной пульпы в реактор составляет О, 1 л или 10Х объема к исходной пульпе, заданной на

1186673, осаждение. После смешения пульп в реакторе осаждения рН 3, 1. Выкрутку смеси при 90"-5 С осуществляют

30 мин, затем осажцение прекращают, и пульпу из реактора выгружают.

В опыте расход железного порошка составляет 1, 12 к стехиометрии (с учетом водорастворимых цветных металлов, внесенных на осаждение с добавкой окисленной пульпы) или

23,20 кг/т пирротинового концентрата. Достигнутая конечная глубина осаждения никеля составляет . 0,48 г/л. После флотации отношение суммы цветных металлов к железу во флотоконцентрате равно 0,97.

П р .и м е р 5. В качестве исходной используют пульпу, которая содержит в жидком, г/л: никель 14,3; медь 3,7; кобальт 0,3; железо 15,2; сера общая 34,7; в твердом, 7.: ни-. .кель 0,56; медь 0,.35; .кобальт 0„014; железо 44,7; сера общая 21,8, в том.числе сера элементарная 17,8.

В пульпе Ж:.Т = 1,5; рН = 1,73.

К моменту добавки в реактор на осаждение автоклавной окисленной пульпы степень осаждения цветных металлов составляет 70,0 . Состав добавляемой автоклавной пульпы в жидком, г/л: никель 12,2; медь . 3,4; железо 15,4; сера общая

27,2, в твердом, X: никель 0,62; медь 0,39; железо 44, 1; в том числе пирротин 3,4; сера общая

21,3; в том числе сера элементарная 17,2. В пульпе рН = 1,82, отношение Ж:Т = 1,5; содержание не связанного кислорода 0,84 г/л.

Количество добавляемой автоклавной пульпы составляет 9,0 об.X к исходной пульпе, поступившей на осаждение.

После смешения пульп в реакторе осаждения рН смеси равно 3,5. Достигнутая в опыте конечная глубина . осаждения никеля составляет 0,17 г/л.

В выделенном после осаждения флотоконцентрате отношение суммы цветных металлов к железу равно 1,11.

Пример 5. Условия опыта, включая используемые продукты и их расходы, такие же как в примере 4; Добавку в реактор на осаждение автоклавной окисленной пульпы осуществляют через 52 мин с начала опыта, когда достигнутая степень осаждения цветных металлов составляет 95,07.. После смешения пульп в реакторе осаждения рН равно 4, 1. . Конечная глубина осаждения никеля в опыте составляет 0,23 г/л. После

5 . флотации в полученном концентрате отношение суммы цветных металлов к железу равно 1,06.

Пример 6. УСловия-опыта такие же, как в примере 4.- После осаждения 70,07. цветных металлов добавка автоклавной кислородсодержащей пульпы составляет 5 0 об.7. к исходной пульпе, заданной в реактор осаждения в начале процесса. Достигнутая конечная глубина осаждения никеля в опьгге составляет 0,21 г/л.

Отношение суммы цветных-металлов к железу в выделенном флотоконцентрате 1,02.

Пример 7. Условия опьгга такие же, как в примерах 4 и 6. Количество добавляемой на осаждение автоклавной окисленной, содержащей не связанный кислород, пульпы составляет 13,0 об.X к исходной пульпе, поступающей на осаждение. После смешения пульп значение рН в реакторе осаждения 3,3. После опыта конечная глубина осаждения никеля составля30 ет 0,22 г/л. В концентрате отношение суммы цветных металлов к железу 0,92.

Пример 8. Содержание несвязанного кислорода в окисленной автоклавной пульпе, добавляемой на осаждение, равно 0 5 г/л. Достигнутая глубина осаждения:никеля в опыте составляет О, 19 г/л. Во флотационном концентрате .отношение суммы

4О цветных металлов к железу 0,96.

Пример 9.. Содержание несвязанного кислорода в автоклавной пульпе, добавляемой на осажцение

2,5 г/л. После опыта достигнутая .

45 глубина осаждения никеля равна

0,23 г/л. Во флотационном концентрате отношение суммы цветных металлов к железу 1, 19.

Пример 10. Условия опыта, включая расход металлического железа на осаждение, такие же, как в

Г примерах 4 — 9. Отличием является то, что в качестве исходной для осаждения используют пульпу, которая у содержит в жидком, г/л; никель 15„6;. медь 4,1; железо 16,10; сера общая

20,5, в том числе сера элементар.ная 15,5; Ж:Т = 1,3; рН = 1,44.

Смесь

Пример,Достигнутая степень

Количество несвязанного

Содержание не-.

Колич ество, об,X . к исходной пульпе на осажд ение

Достигнутое рН

Осадит ель

Количестно, л дораэложенного сульфирН осаждекислорода в пульпе, г/л ния цветных металлов, % да железа,мас.X

99;0 кое железо

98,5 лическое железо

49,39

70,0, 4 1,0

9,0

0,84

3,4

3 5

9,0

5 1,0

6 1,0

3,4

4,2

0,84

4,1

95,0

5,0

0,84

3,4

3,7

7090

3,7

13,0

0,84

3,4

7 1,0

8 1,0

3,3

70,0

70,0

3,7

9,0

3,8

0,5

3,9

3,7

9 1,0

10 1,0

9,0

9,1

2,5

3,7

1,9

3,6

70,0

4,2

84,7

82,4

3,6

1, 17

3,8

3 8

9,4

3,6

1,20

11 1,0

12 1,0

13 1,0

4,0

3,6

9,2

9,2

82,9

4,2

83,3

1, 18

3,7

3,8

Время перемешивания смеси пульп на осаждении после добавки окисленной кослородсодержащей пульпы составляет 15 мин.

Пример t1. Условия опыта такие же, как и в примере 10. Отличие в том, что время перемешивания смеси после добавки окисленной пуль пы на осаждение составляет 60 мин. Пример 12. Отличие в том, что время перемешивания смеси после

Исходная пульпа на осаждение

1 1,0 Метал- 4,3 личес2 1,0 Известняк 4,2 и метал3 1,0 То же 3,5

186673 6 добавки на осаждение окисленной автоклавной пульпы составляет 90 мин.

После перемешивания смеси указанное время в растворе пульпы установиS лось рН 4,0, а содержание никеля и меди соответственно. 0,27 и

0,0005 г/л. Эти значения соответствуют суммарному извлечению цветных металлов из раствора 98,32. В полу.ченном йосле осаждения флотоконцентрате отношенйе суммы, цветных метал-,, лов к железу 0,97.

Добавка окисленной пульпы

10 0 Не опреде- 3, 9 3, 1 лена

1186673 8 отношение суммы цветных металлов к железу 0,94.

Результаты опытов приведены в таблице.

Пример 13, Отличие в том, что время перемешивания смеси п9сле добавки на осаждение окисленной автоклавной пульпы составляет

120 мин. По оканчиванию указанного времени перемешивания смеси остаточные концентрации в растворе никеля и меди равны 0,31 и 0,0012 г/л, что чоответствует суммарному извлечению цветных металлов из раствора в пульпе после осаждения 98, 1Х, В полученном затем флотоконцентрате центрата.

Результаты осаждения пульп

ОтношеКонечное соВремя перемешивания, мин

Общий

Конечное рН ние цв.ме расход металлиNi

Си

Fe держание ниFe ческого реагента на келя в растворе, г/л процесс, кг/т исходного продукта

20, 1 44,3 0,54

46 63 0 21 4 3

8,44 2,56

24,65 0,23 4,2

8,95 2,85

13 2 52 1 0 89

23,20 0,48 3,9

30,0

9,32 2,91

12,6 54,9 0,97

8,92

3,00

10,7

50, 1

11,4

300. 196 023

4,15

1,06

9,03

3,0

50,8

1,02

30 0 19 6 0 21

4,30

8,91

2,98

11,6 50,2

51,1

30,0 19,6 0,22

3,95

8,90

8,92

2,99

12,6

13,0

0,92

30,0 19,6 О, 19

4,15

3,02

49,7 0,96

9,12

3,06

51,4

10,2

1,19

19,6 0,25 3,9

3,72 14,9

15,0

10, 74

10,80

i0 61

54,0

6001960,11

90 19,6 0,27

120 19,6 0,31

ЗЭ71

13,31 53,6

1., 09

0,97

0,94

4,05

3,69.

14,7

54,1

10,46 3,62

3,95

14,9 54,3

ВНИИПИ Заказ 6507/30 Тираж 582 Подписное

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

30,0 19,6 0,17 4,2

30,0 19,6 0,23 . 4,0

Из приведенных опытов и таблицы следует, что предлагаемый способ в сравнении с известным обеспечивает снижение.. расхода метаtO ллического реагента на осаждениеи повышение качества флотоконПолученный флотоконцентрат