Способ извлечения кобальта

 

Использование: цветная металлургия, переработка кобальтина. Сущность изобретения: кобальтин подвергают сульфидизирующему обжигу в присутствии пирита при температуре 950°С и весовом соотношении кобальтина и пирита, равном 1 : 2. 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии в частности к процессам переработки мышьяковистых кобальтсодержащих руд и концентратов.

Для переработки высокомышьяковистых руд и концентратов обычно используются плавка на шпейзу при 1400^о С с последующим обжигом и гидрометаллургической переработкой огарка, автоклавное выщелачивание и окислительный обжиг, при котором часть мышьяка удаляется, другая остается в виде нерастворимых остатков.

Мышьяк при этом возгоняется в виде триоксида, создающего неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда для обслуживающего персонала.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ извлечения кобальта пиритного и арсенопиритного концентратов, включающий сульфидизирующий обжиг арсенопиритного концентрата с добавкой 75% пиритного концентрата в нейтральной атмосфере для удаления мышьяка в нетоксичной сульфидной форме, затем сульфатизирующий обжиг с добавкой 5% Na₂SO₄ с последующим выщелачиванием кобальта раствором серной кислоты.

Недостатком этого способа является довольно сложная технологическая схема переработки, требующая громоздкого аппаpатурного оформления, большого расхода электроэнергии и химикатов.

Цель изобретения получение кобальтового концентрата из кобальтина по простой технологической схеме переработки (обжиг и флотация), приводящее к снижению энеpгетических и материальных затрат с выводом мышьяка к нетоксичной сульфидной форме.

Это достигается проведением сульфидизирующего обжига смеси кобальтина и пиритного концентрата при их весовом соотношении 1:2 в нейтральной атмосфере, температуре обжига 950^о С, в результате которого мышьяк на 92,78% отгоняется к нетоксичной сульфидной форме. Полученный огарок подвергают флотации для выделения сульфидного кобальтового концентрата, содержащего 20,23% Со. Как показали данные РФА, ДТА и химического анализа сульфидирование кобальтина идет по реакции 8CoAsS + 14FeS₂ 2Co₄S₃ + 2Fe₇S₈ + +2As₄S₄ + 3S₂ (1) Сравнительный анализ с прототипом показывает, что по указанному способу можно извлекать кобальт из арсенопиритного флотоконцентрата, содержащего 1,1% Со, 39,0% As, в то время как заявляемый способ позволяет получать кобальт непосредственно из богатой по кобальту высокомышьяковистой руды кобальтина, содержащей 35,52% Со и 45,14% As. Намного упрощается технология переработки, так как исключаются сульфатизирующий обжиг, выщелачивание, выделение кобальтового концентрата из сернокислого раствора. Нужно учесть, что используемый в качестве объекта исследования прототипа арсенопиритный концентрат получен в результате обогащения бедной по кобальту руды.

Опыты проводились на синтетическом кобальтине, его состав, 35,52 Со, 45,14 As и 19,34 S и пиритном концентрате состава, 42,0 Fe, 46,2 S. Для обоснования оптимальных параметров было изучено влияние расхода пирита, температуры обжига на степень удаления мышьяка. Результаты опытов представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что наибольшее удаление мышьяка достигается при весовом соотношении кобальтина и пирита, равном 1:2, температуре обжига 950-1000^о С. Так как пирит разлагается при 680^о С, то выделяющаяся при этом сера не успевает сульфидировать мышьяк кобальтина, часть серы улетает, не взаимодействуя, и реакция (1) идет неполностью. В этих условиях возможно прохождение реакции 10СoAsS + 14FeS₂ 2Fe₇S₈ + 2Co₄S₃ + +2CoAs + 2As₄S₄ + 4S₂ (2) Согласно приведенным данным, оптимальными условиями сульфидизирующего обжига являются весовое соотношение CoAsS и FeS₂, равное 1:2, температура 950^о С. Полученный огарок направляется на флотацию с использованием Na₂S, ксантогената бутилового и ксантогената Т-66. При флотации происходит разделение арсенидной и сульфидной формы кобальта. Арсенидная фракция содержит 6,03% Со, 5,54% As, ее можно повторно направлять на сульфидизирующий обжиг для удаления мышьяка.

П р и м е р. Согласно способу 10 г кобальтина и 20 г пиритного концентрата тщательно перемешивали и обжигали в нейтральной атмосфере при температуре 950^о С в лабораторной печи в течение 2 ч.

Степень удаления мышьяка из кобальтина составила 92,78% 20,52 г полученного огарка, содержащего 15,76% Со, 1,18 As, флотировали при Т:Ж 1:4, рН 4 с использованием Na₂S, ксантогената бутилового и ксантогената Т-66 по известному способу. В сульфидную фракцию извлекается 91,44% кобальта относительно его исходного содержания в огарке.

Таким образом, получили 14,37 г сульфидного кобальтового концентрата, содержащего 20,23% Со.

При технико-экономической оценке предлагаемого способа необходимо учесть, что из-за отсутствия приемлемой технологии кобальтин в СССР не используется в качестве сырья для получения кобальта, при этом процессе можно утилизовать кобальтсодержащие пиритные концентраты, идущие в отвалы. Технологическая схема переработки проста, за две стадии (обжиг, флотация) получается сульфидный кобальтовый концентрат, удаление мышьяка происходит в нетоксичной сульфидной форме.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОБАЛЬТА преимущественно из кобальтина, включающий сульфидизирующий обжиг в нейтральной атмосфере в присутствии пирита, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических и материальных затрат, обжиг ведут при температуре 950^oС и массовом соотношении кобальтина и пирита 1:2.

РИСУНКИ

Рисунок 1