Способ переработки отвальных шлаков

 

Изобретение относится к цветной металлургии , в частности к гидрометаллургичёским методам переработки медно-никелевых шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо. Цель изобретения - повышение степени извлечения и разделения металлов. Выщелачивание отвальных шлаков проводят 15-22%-ной соляной кислотой, окисление железа в растворе ведут газообразным хлором, после экстракционного отделения железа гексараном проводят последовательную экстракцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л, изменяя концентрацию хлориона выделением хлорида кальция.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

{l9) (ll) (sl)s С 22 В 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4844563/02 :(22) 29;06.90 (46) 30.03;92. Бюл. М 12 .(71) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра АН СССР и Комбинат "Североникель" им. В.И.Ленина (72) В.В.Ртвеладзе, Л.В.Дьякова, Е.С.Кшуманева, А;И.Косяков, В.М.Худяков, fdic.К.Алтыбаев, В.В.Хайдов и Я.А.Владимиров (53) 669.054.82(088.8) (56) Hydrometallurgy, 1980, 5, N 4. р.355 365.

Патент США N. 3288597, кл. 75-108, 1966. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТВАЛЬНЫХ

ШЛАКОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометал-1 лургическим методам переработки 1 медно-никелевых шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо.

Известен способ переработки конвертерного и.печного шлаков путем выщелачивания растворов хлорного железа при 85 С, расходе FeClg в 1,25. раза выше стехиометрического в течение 2,5 ч, что позволяет извлечь из конвертерного шлака, содержащего, : Cu 4,03; Ni 1,96; Со 0,46; медь 92; никель 29 и кобальт 24.

Недостатком этого способа является низкое извлечение никеля и кобальта.

Известен способ переработки конвертерного шлака среднего состава, %: Cu 1,52;

Zn 1,52; Fe 53,08; SION 21,0; А!20з 2,72; СаО

1,30; MgO 1,0 с применением магнитной сепарации измельченного шлака с последующей флотацией хвостов. Концентрат от (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическим методам переработки медно-никелевых шлаков, содержащих тяжелые цветные металлы и железо. Цель изобретения — повышение степени извлечения и разделения металлов. Выщелачивание отвальных шлаков проводят 15-22%-ной соляной кислотой, окисление железа в растворе ведут газообразным хлором, после экстракционного отделения железа гексараном проводят последовательную экстракцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона

160-180 г/л, изменяя концентрацию хлориона выделением хлорида кальция. магнитной сепарации выщелачивают разбавленной соляной кислотой с.использованием хлоридов железа, полученных после упаривания и кристалиэации растворов.

Недостатками способа являются неполное извлечение железа из растворов; невозможность полного разделения железа и цветных металлов при кристаллизации, Наиболее близким к предлагаемому явn$leTcA способ переработки отвальных шлаков, получающихся при переработке медно-пиритных руд, при котором выщелачивание сухого измельченного шлака осу-. ществляют нагревом до 38 — 58 С смесью

3,5-4,5 NHCI с хлорной кислотой; при этом происходитокисление Fe(И) в Fe(!И). Пульпу фильтруют или центрифугируют, нерастворимый остаток удаляют, а раствор, содержащий хлориды железа, кальция, магния, марганца; меди, цинка, алюминия и оксид кремния, сушат при 100-150 C. К влажному

1723162

30

50 остатку, содержащему концентрированную

HCl, добавляют 3-5 объемов раствора, со. держащего концентрированную соляную кислоту, добавляют 3 — 5 объемов раствора, содержащего солянокислый диэтиловый эфир (2 объема HCI к 3 объемам эфира) и экстрагируют ЕеС)з.

Твердый остаток, содержащий оксид кремния и хлориды Са, Mg, Zn, Cu, Mn, кипятят в 10 объемах воды до растворения хлоридов и центрифугируют. B результате получают твердый остаток — оксид кремния и раствор хлоридов, который нейтрализуют

- аммиаком при нагревании до кипения. После фильтрации или центрифугирования из раствора известными методами (например, нейтрализацией (ИН4)2СОЗ) получают соли кальция, меди, цинка, магния.

Недостатками прототипа являются невысокая степень извлечения металлов из шлаков; невозможность полного извлечения и разделения железа и цветных металлов иэ растворов от выщелачивания шлаков.

Цель изобретения — повышение степени извлечения и разделения металлов

Поставленная цель достигается так, что согласно способу переработки отвальных шлаков, включающему их выщелачивэние соляной кислотой, окисление железа в растворе хлорсодержащим реагентом и экстракционное отделение железа от меди и других цветных металлов, выщелачивание ведут.15 — 22%-ной соляной кислотой, окисление осуществляют газообразным хлором, после отделения железа проводят последовательную экстракцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160 — 180 г/л, причем в качестве экстрагентэ используют гексаран, а изменение концентрации хлор-иона осуществляют введением хлорида кальция, Предлагаемый способ отличается от известного тем, что выщелачивание отвального шлака ведут 15-22%-ной кислотой, окисление железа в растворе осуществляют газообразным хлором, после экстракционного отверждения железа проводят последовательную экстра кцию меди при содержании хлор-иона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л; причем в качестве экстрагента исполь1 зуют гексаран, э изменение концентрации хлор-иона осуществляют введением хлорида кальция.

В результате действия этих ограничительных признаков достигается повышение степени извлечения металлов и разделения железа, меди, кобальта и никеля.

Способ ил л к1с три руют следующими примерами.

Пример 1. 0,5 кг отвального шлака, содержащего, %: Nl 0,20; Си 0,31; Со 0,10;

СаО 2,50, Mg97,50: Геобщ, 35,30, постепенно загружают в течение 2 ч в нагретую до 90 С

22%-ную HCI при Т:Ж, выдерживают по окончании загрузки в течение 1 ч при заданной температуре.

Извлечение основных компонентов в раствор составляет, %: Nl 81,0: Си 69,0: Со

86,0; Fe83,5; Mg096,1; Са014,3, Содержание компонентов в основном растворе составляет, г/л: Ni 0,24; Си 0,38; Со 0,13; Fe 50,9;

MgO 11,0, СаО 0,54, Двухвалентное железо, содержащееся в растворе от выщелачивания шлака, окисляют газообразным хлором до трехвалентного. Перед экстракционным разделением железа и суммы тяжелых цветных металлов раствор корректируют по составу, содержание компонентов в котором составляет, г/л:

Nl 0,49; Си 0,77; Со 0,26; Fe 103,3; MgO 22,3;

СаО 1,1; HCI 100. Экстракцию железа проводят гексараном по противоточной схеме при объемном отношении органической и водной фаз, равном 1,5 1,0 на 6 ступенях с испольэованием промывки экстракта соляной кислотой для увеличения степени разделения хлорида железа от суммы хлоридов тяжелых цветных металлов, Отношение объемов органической и водной фаз на стадии промывки составляют 10;1,0. В результате хлориды железа переходят в органическую фазу, а в водный раствор (рафинат) — сумма хлоридов тяжелых цветных металлов концентрации, г/л: Ni 0,48; Си 0,75; Со 0,25;

MgO 21,2; СаО 0,81; НС! 68. В солянокислый рафинат после извлечения железа вносят расчетное количество хлорида кальция и при концентрации хлор-иона 120 г/л гекса-, раном экстрагируют медь по противоточной . схеме при отношении О: В = 1,5:1 на 2 ступенях. Содержание компонентов в рафинате составляет, г/л: Fe н/о; Си н/о; Со 0,24: Ni

0,47; Mg0 19,8; СаО 0,79. Степень извлечения меди 1О0%.

После извлечения железа и меди концентрацию хлор-ионов в рафинате повышают до 160 г/л введением хлорида кальция, и гексараном экстрагируют при отношении

О:В = 1,5: I на 1 ступенях. Содержание компонентов в рафинате составляет, г/л: Fe н/о; Си н/о; Со н/о; Nl 0,45; MgO 19,2; СаО

0,41. Степень извлечения кобальта 100,0%.

Пример 2. Солянокислый рафинат, полученный после. выщелачивания отвального шлака 22%-ной соляной кислотой и экстракционного извлечения железа гексараном, аналогично условиям примера

1, корректируют по содержанию хлор-ионов введением хлорида кальция и при концент1723162

Составитель Л.Дьякова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор А.Долинич

Заказ 1044 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"., r. Увггород. Ул.Гагарина, 101 рации хлор-ионов 140 г/л экстрагируют гексараном медь при 0;B = 1,5:1 в противоточном режиме на 2 ступенях. Степень извлечения меди составляет 100,0 . Затем, аналогично примеру 1, но при концентра- 5 ции 180 г/л хлор-ионов экстрагируют кобальт. Степень извлечения кобальта 100%.

Пример 3. 0,5 кг отвального шлака, по составу и условиям выщелачивания аналогичного примера 1, выщелачивают 15%-ной 10 соляной кислотой.

Иэ солянокислого рафината после экстракционного извлечения железа согласно условиям примера 1 экстрагируют селективно медь и кобальт. Степень извлечения ме- 15 ди и кобальта составляет соответственно

100,0 ...

Пример 4. Из солянокислого рафината, полученного после выщелачивания от-.. вального шлака 15%-ной соляной кислотой 20 и экстракционного извлечения железа согласно условиям примера 1, последовательно экстрагируют гексараном медь и.кобальт аналогично примеру 2. . 25

Степень извлечения меди и кобальта

100 .

Il р и м е р 5. Из солянокислого рафината, полученного после выщелачивания отвального шлака 20%-ной соляной кислотой 30. и экстракционного извлечения железа согласно условиям примера 1, последовательно экстрагируют гексараном медь и кобальт аналогично примеру 1. Степень извлечения меди и кобальта 100%. 35

Пример 6. Из солянокислого рафината, полученного после выщелачивания отвального шлака 20%-ной HCI u экстракционного извлечения железа согласно условиям примера 1, последовательно экстрагируют гексараном медь и кобальт аналогично. примеру 2. Степень извлечения меди и кобальта 100 " .

Как следует из приведенных-примеров, предлагаемый способ по сравнению с:известным позволяет повысить степень извлечения металлов из отвального шлака на стадии выщелачивания шлака соляной кислотой. а также дает возможность селективно извлечь металлы из растворов от выщелачивания, таким образом обеспечивает 100%-ное извлечение. железа, меди. кобальта.

Формула изобретения

Способ переработки отвальных шлаков, включающий выщелачивание их соляной кислотой, окисление железа в растворе хлорсодержащим реагентом и экстракционное отделение железа от меди и других цветных металлов, отличающийся тем, что; с целью повышения степени извлечения и разделения металлов, выщелачивание ведут

15 — 22%-ной соляной кислотой, окисление осуществляют газообразным хлором, после отделения железа проводят последовательную экстракцию.меди при содержании хлориона 120-140 г/л и кобальта при содержании хлор-иона 160-180 г/л, причем в качестве экстрагента используют гексаран, а изменение концентрации хлор-иона осуществляют введением хлорида кальция.