Способ комплексной переработки пиритных огарков

 

Использование: химическая технология, производство серной кислоты из серного колчедана, извлечение цветных и благородных металлов из огарков. Сущность изобретения: пиритный огарок от обжига серного колчедана распульповывают водой до соотношения твердой и жидкой фаз Т : Ж = 1 : 2 и выщелачивают слабыми растворами серной кислоты, при этом весь поток пульпы делят на 2 части. В первую часть, составляющую 25 - 30% от всего потока дозируют серную кислоту, выщелачивают в течение 0,5 часа, затем объединяют с оставшимся потоком пульпы и выщелачивают еще в течение 0,5 часа. Количество серной кислоты, дозируемой на выщелачивание, определяют из удельного расхода 75 - 150 кг/т огарка в объединенном потоке пульпы. Раствор отделяют от огарка, выделяют из него цветные металлы, а огарок обрабатывают солянокислыми растворами тиокарбамида и извлекают при этом благородные металлы. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано на предприятиях, производящих серную кислоту из серного колчедана. Процесс производства серной кислоты из серного колчедана сопровождается получением в качестве отходов значительных количеств пиритного огарка. Наряду с железом, содержание которого составляет 50-55% в огарке имеются цинк, медь, золото, серебро в количествах, позволяющих рассматривать огарок в качестве перспективного источника для получения цветных и благородных металлов. Известен способ извлечения цинка и меди из пиритного огарка путем обработки его водоаммиачными растворами в две стадии при соотношении твердой и жидкой фаз (Т:Ж)=1(15-20), на первой стадии раствором, содержащим 3-7% аммиака и 0,02-0,05% сульфида аммония, а на второй стадии раствором, содержащим 15-20% аммиака (Авт.св. N 1157101). Недостатком известного способа является высокий расход такого реагента, как аммиак, кроме того, известный способ не предусматривает извлечение золота и серебра. Известен гидрометаллургический способ извлечения цветных металлов, в частности меди, кобальта, никеля из металлосодержащих веществ, таких, как штейны, включающий переработку сырья водными растворами, не содержащими свободного аммиака, но содержащими сульфат аммония, сульфат натрия, сульфат никеля и свободную серную кислоту, обеспечивающую значение рН в растворе 3,0-4,5, отделение нерастворимого осадка, содержащего благородные металлы, и последующее извлечение благородных металлов (Франция, заявка N 2311856, 1977). Недостатком этого способа является использование значительного числа реагентов для растворения цветных металлов и отсутствие режимов их выделения из растворов. Известен также способ гидрометаллургической переработки пиритных огарков, включающий распульповку огарка водой, выщелачивание цветных металлов слабокислыми водными растворами серной кислоты при 60^оС. После выщелачивания раствор, содержащий ионы меди, цинка, железа, кобальта, отделяют от огарка. Из растворов медь выделяют путем сорбции на амфолите АНКБ. Для выделения цинка и кобальта раствор обрабатывают содой с последующим прокаливанием осадка и получением оксидов. Извлечение золота и серебра ведут путем обработки отмытого огарка солянокислым раствором тиокарбамида при рН=1,5-2,0. Далее золото и серебро сорбируют на смоле КБ-2-10П и активированном угле БАУ (Наркевич И.П. Печковский В.В. Утилизация и ликвидация отходов в технологии неорганических веществ, М. Химия, 1984). Недостатком известного способа, по совокупности признаков являющегося прототипом предлагаемого изобретения, заключается в относительно низком извлечении металлов. Цель изобретения повышение извлечения металлов в раствор. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе комплексной переработки пиритных огарков, включающем распульповку огарка водой, выщелачивание цветных металлов слабыми растворами серной кислоты, отделение полученного раствора от огарка, выделение из раствора меди, осаждение цинка путем обработки раствора содой с последующим прокаливанием осадка, выщелачивание благородных металлов из огарка солянокислым раствором тиокарбамида, после распульповки огарка водой весь поток огарковой пульпы делят на 2 части, в первую часть, составляющую 20-30% от всего потока пульпы, дозируют серную кислоту в количестве 75-150 кг/т огарка, активируют в течение 0,5 ч затем добавляют оставшуюся часть потока огарковой пульпы и агитируют в течение 0,5 ч, после чего отделяют огарок от раствора. П р и м е р 1. Для экспериментальных работ по сравнению показателей известного и предлагаемого способов отбирали огарок из спаренных циклонов схемы очистки газов после прокалки (на долю которого приходится 60% от всей массы выводимого огарка), действующего сернокислотного завода. Содержание основных компонентов в огарке, железо 60, медь 0,15, цинк 0,4, кобальт 0,06. В первом опыте брали навеску 200 г огарка, добавляли 400 г воды нагревали и при температуре 60^оС вели выщелачивание в течение 1 ч, после чего отделяли раствор от огарка и анализировали в нем содержание основных компонентов. Во втором опыте брали навеску 200 г огарка, добавляли 400 г воды и 25 г серной кислоты, нагревали до 60^оС и вели выщелачивание в течение 1 ч, после чего отделяли раствор от огарка и анализировали в нем содержание основных компонентов. В третьем опыте брали навеску 200 г огарка, добавляли 400 г воды, перемешивали и делили на 2 части, в соотношении 1:3. В меньший объем добавляли 25 г серной кислоты, нагревали до 60^оС, вели выщелачивание в течение 0,5 часа, затем смешивали с оставшейся частью пульпы и вели выщелачивание в течение 0,5 часа. После этого раствор отделяли от огарка и анализировали в нем содержание основных элементов. Результаты опытов сведены в табл. 1. Из результатов опытов видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным, обеспечивает значительное повышение извлечения металлов в раствор. При этом в растворе после выщелачивания содержание свободной серной кислоты невелико и не требует значительного расхода реагентов на ее нейтрализацию при дальнейшей переработке растворов известными методами (сорбция, экстракция, цементация). П р и м е р 2. Для обоснования граничных значений, требуемого для обработки огарка расхода серной кислоты, была проведена серия опытов по выщелачиванию огарка сернокислыми растворами с различным расходом кислоты. Методика проведения опыта аналогична опыту 3 примера 1. Результаты опытов приведены в табл. 2. Из приведенных результатов экспериментов видно, что при заданном соотношении потоков, на которые делится огарковая пульпа, снижение расхода кислоты ниже 75 кг/т ведет к существенному снижению извлечения цветных металлов и железа из огарка. Увеличение расхода кислоты выше 150 кг/т не дает существенного прироста увеличения металлов из огарка, в этом случае неоправданно возрастает расход серной кислоты, а также расход реагентов на нейтрализацию высокой избыточной кислотности. П р и м е р 3. Для обоснования граничных значений соотношений потоков при выщелачивании огарка была проведена серия опытов по выщелачиванию с одинаковым расходом серной кислоты 125 кг/т. Методика проведения опыта аналогична опыту 3 примера 1. В серии опытов менялся объем пульпы, направляемый на первую стадию выщелачивания. Результаты опытов приведены в табл. 3. Из приведенного примера следует, что в случае снижения доли потока, направляемого на 1 стадию, ниже 20% и увеличении ее выше 30% наблюдается снижение извлечения металлов в раствор. Таким образом, приведенные примеры показывают, что предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает значительное увеличение извлечения металла в раствор. При комплексной переработке пиритного огарка большое значение имеют такие факторы, как извлечение металлов в раствор, а также концентрация свободной серной кислоты в растворе после выщелачивания. Для последующих операций схемы переработки растворов после выщелачивания огарка благоприятный интервал концентраций серной кислоты от 1 до 20 г/л. В случае превышения концентрации свободной серной кислоты в растворе значительно увеличивается расход реагентов. В то же время увеличение концентрации свободной кислоты в жидкой фазе пульпы на стадии выщелачивания способствует повышению извлечения металлов в раствор и получению из них продукции. Таким образом, возникает противоречие, которое на практике разрешается ограничением избыточной кислотности до 20 г/л, что обусловлено технико-экономическими соображениями. В этих условиях по сравнению с известным предлагаемый способ обеспечивает повышение извлечения за счет того, что при дозировке кислоты в количестве 75-150 кг/т огарка в часть потока, соответствующую 20-30% от всего объема выщелачиваемой пульпы, в нем создается избыточная кислотность, обеспечивающая значительно более высокие извлечения металлов в раствор, чем при кислотности 20-30 г/л. При объединении этого потока в дальнейшем с оставшимся объемом пульпы извлечение металлов из этой пульпы сопоставимо с извлечением по известному способу, избыточная кислотность в растворе после выщелачивания по предлагаемому способу ниже, чем при выщелачивании по известному способу. Таким образом, в целом при более низкой концентрации свободной серной кислоты в растворе после выщелачивания за счет высокого извлечения металлов на первой стадии выщелачивания предлагаемый способ обеспечивает существенное повышение извлечения металлов в раствор. Причем предлагаемый способ обеспечивает повышение извлечения только в оптимальном режиме, граничные условия которого найдены экспериментальным путем.

Формула изобретения

1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЫХ ОГАРКОВ, включающий распульповку огара водой, выщелачивание цветных металлов слабым раствором серной кислоты, отделение полученного раствора от огарка, выделение из раствора меди, осаждение цинка обработкой раствора содой с последующим прокаливанием осадка, выщелачивание благородных металлов из огарка солянокислым раствором тиокарбамида, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения цветных металлов в раствор, после распульповки огарка водой весь поток огарковой пульпы делят на две части, в первую часть, составляющую 20 - 30% от всего потока пульпы, добавляют серную кислоту, выщелачивают в течение 0,5 ч затем добавляют оставшуюся часть потока огаркой пульпы и выщелачивают в течение 0,5 ч, после чего отделяют огарок от раствора. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут при расходе серной кислоты 75 - 150 кг/т огарка в объединенной пульпе.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 06.07.1998

Номер и год публикации бюллетеня: 1-2003

Извещение опубликовано: 10.01.2003        

---