Способ переработки золотосодержащего сурьмяного концентрата

Изобретение относится к металлургии цветных и благородных металлов, в частности к получению триоксида сурьмы с попутным выделением благородных металлов в самостоятельный товарный продукт. Сульфиды сурьмы из концентрата растворяют кислым выщелачивающим раствором пентахлорида сурьмы, часть полученного раствора трихлорида сурьмы направляют на извлечение сурьмы, а другую часть - на получение выщелачивающего раствора. Из нерастворимого остатка удаляют серу и выделяют гравитационным обогащением золотую головку и золотосодержащий концентрат. Техническим результатом является повышение извлечения сурьмы и благородных металлов. 14 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Предлагаемый способ относится к металлургии цветных металлов, в частности к металлургии сурьмы.

Известны пирометаллургические способы переработки сурьмяных руд и концентратов, предусматривающие их плавку с получением черновой сурьмы. Присутствующие в концентратах благородные металлы, при этом, переходят в черновую сурьму, из которой затем извлекаются в процессе огневого рафинирования (Лодейщиков В.В. «Технология извлечения золота и серебра из упорных руд», Иркутск, ОАО Иргиредмет,1999г., т.1, с.310). Пирометаллургические методы являются относительно дорогими и сопровождаются выбросом сернистого газа в атмосферу.

Известен гидрометаллургический метод сульфидно-щелочного выщелачивания, при котором сурьму переводят в сульфидно-щелочной раствор, после чего выделяют в товарный продукт электрохимическим или химическим осаждением. Основная масса благородных металлов концентрируется в нерастворимом остатке, откуда извлекается цианированием (Лодейщиков В.В. «Технология извлечения золота и серебра из упорных руд», Иркутск, ОАО Иргиредмет,1999г., т.1, с.127). Метод сопровождается сбросом в отвал избытка сульфидно-щелочного электролита и цианида.

Недостатками указанных способов являются загрязнение окружающей среды, высокий расход дорогостоящих реагентов, недостаточно высокое извлечение сурьмы (85-90%) и благородных металлов (75-85%).

Задачей изобретения является исключение загрязнения окружающей среды серусодержащими выбросами и другими вредными веществами и снижение затрат на реагенты.

Технический результат заключается в повышении извлечения сурьмы и благородных металлов.

Технический результат достигается тем, что способ переработки золотосодержащего сурьмяного концентрата, включающий растворение сульфидов сурьмы выщелачивающим раствором с получением раствора сурьмы и золотосодержащего нерастворимого остатка, извлечение золота из нерастворимого остатка, осуществляют тем, что растворение проводят при температуре 60-90°С с использованием в качестве выщелачивающего раствора пентахлорида сурьмы в растворе соляной кислоты, полученный раствор трихлорида сурьмы направляют на извлечение сурьмы и частично на получение выщелачивающего раствора, возвращаемого в процесс растворения сульфидов сурьмы, из нерастворимого остатка перед извлечением из него золота удаляют элементарную серу.

Технический результат также достигается тем, что:

- в качестве выщелачивающего раствора используют раствор пентахлорида сурьмы с содержанием Sb(V) от 85 до 90 г/л в растворе соляной кислоты концентрации от 4 до 4,8 N с избытком пентахлорида сурьмы около 10 % ;

- избыток пентахлорида сурьмы восстанавливают порошком сурьмы ;

- избыток пентахлорида сурьмы восстанавливают сульфидом сурьмы;

- извлечение сурьмы осуществляют гидролизом с получением хлорокиси сурьмы и последующим синтезом триоксида сурьмы щелочными растворами;

- гидролиз осуществляют добавлением воды в количестве, определяемом из выражения:

V=3V1

где V - добавляемый объем воды,

V1 - объем раствора, поступающего на гидролиз;

- элементарную серу удаляют путем флотации в присутствии собирателя и пенообразователя;

- элементную серу удаляют растворением в растворе щелочи;

- извлечение золота из нерастворимого остатка осуществляют гравитационном методом с выделением золотой головки и золотосодержащего концентрата;

- получение выщелачивающего раствора осуществляют обработкой раствора трихлорида сурьмы окислителем;

- в качестве окислителя используют перекись водорода ;

- в качестве окислителя используют озон ;

- в качестве окислителя используют нитрит натрия ;

- в качестве окислителя используют окись марганца;

- соотношение сурьмы и окислителя превышает стехиометрическое на 10%.

Пентахлорид сурьмы более эффективен, чем РеСl3, и при этом уменьшается возможность загрязнения триоксида сурьмы ионами железа в процессе гидролиза, исключается завоз окислителя на предприятия, расположенные в труднодоступных районах крайнего Севера..

Протекающие в заявленном способе процессы описываются следующими химическими реакциями:

1. Выщелачивание концентрата

1.1. Sb2S3+3SbCl5=5SbСl3+3S;

1.2. Sb2S3+3H SbСl6= 5SbСl3+3S+3HCl.

2. Восстановление

2.1. 3SbCl5+2Sb=5SbCl3.

2.2. Sb2S3+3 SbCl5= 5SbСl3+3S;

3. Гидролиз

3.1. SbСl32O=SbOCl+2HCl;

3.2. 4SbOCl+H2O=Sb4O5Cl2(Sb2O3·2SbOCl)+2HCl;

3.3. 4SbСl3+5Н2O=Sb4O5Cl2+10HCl;

4. Выделение триоксида сурьмы

4.1. 2SbOCl+ 2NH4OH=Sb2O3+2NH4Cl+H2O;

4.2. 2 SbОСl+Na2СO3=Sb2O3+2NаСl+СO2;

4.3. Sb4O5Cl2+2 NH4OH = 2Sb2O3+2NН4Сl+Н2O;

4.4. Sb4O5Cl2+Na2CO3=2Sb2O3+2NaCl+CO2.

5. Получение выщелачивающего раствора

SbСl3+3НСl+O3= НSbСl62O+O2;

SbСl3+2NaNO2+5НСl=НSbСl6+2НаСl+2NO+2Н2O;

SbСl3+Cl2=SbCl5;

SbСl3+MnO2+4HCl=SbCl5+MnCl2+2H2O;

SbСl3+3НСl+Н2O2=НSbСl6+2H2O.

Пример осуществления способа.

30 г Sb2О3 растворяли в 100 мл НСlконц. К раствору приливали постепенно 30 мл Н2О2 (30%), чтобы температура не повышалась выше 60°С. После охлаждения раствора к нему прибавляли 50 мл НСlконц и разбавляли водой до объема 250 мл и кипятили до прекращения выделения пузырьков газов. Полученный раствор Sb(V) содержал: Sb(V) - 105 г/л; Sb(III) - нет; Н2О2 - нет; HCl - 3,8-3,0 N. К 100 мл данного раствора приливали 10 мл НСlконц и использовали его для выщелачивания. Выщелачивающий раствор содержал: Sb(V) - 90 г/л; HCl - 4,0 N. Навеска концентрата составила 10 г. Теоретически на 0,7168 кг Sb сульфидного концентрата необходимо 1,075 кг Sb в виде SbCl5. Избыток пентахлорида сурьмы составил около 10%. Были установлены основные параметры процесса выщелачивания. Опыт проводился на навеске 10 г сурьмяного концентрата (54,5% Sb). Т:Ж=1:10. Время выщелачивания 2 часа (табл. 1).

Таблица 1
Влияние температуры на выщелачивание сурьмы
№ опытаТ, °СВес кека, гСодержание Sb в кеке, %Koличество сурьмыИзвлечение сурьмы в раствор, %Условия опыта
В кеке, гВ растворе, гРаствор Sb (V)-90 г/л; (116% от теоретически необходимого)
1196.359,63,71,7532,3
2404,136,71,53,9572,5
3602,76,420,175,2897,0
490-921,51,020,0155,43599,8

Влияние температуры на процесс выщелачивания значительно. Наиболее оптимальной температурой процесса является температура в пределах 60-90°С.

В таблице 2 приведены результаты выщелачивания сурьмы при различном отношении твердого: жидкости, различной температуре и концентрации Sb(V).

Таблица 2
Влияние концентрации Sb(V) и температуры на выщелачивание сурьмы
№ опытаКонцентрация Sb(V), г/лТ:ЖТ, °СНавеска, гВес кека, гСодержание Sb в кеке, %Количество сурьмыИзвлечение сурьмы в раствор, %
В кеке, гв растворе, г
11401:7602010,01,6116,19,2985,2
2951:1060205,46,40,3410,5697,0
3851:1040104,136,71,503,9572,5
4811:1240104,117,250,814,6485,1

В более разбавленной пульпе процесс выщелачивания сурьмы происходит эффективнее. Переход сурьмы из концентрата происходит более активно в случае применения менее насыщенных катионами сурьмы растворов, т.е. чем меньше исходная концентрация Sb(V), тем эффективнее процесс выщелачивания.

Триоксид Sb(III) получали нейтрализацией растворов аммиаком по реакциям 4.1. и 4.3. Нейтрализация содой сопровождается реакциями 4.2. и 4.4. Количество воды, добавляемой при гидролизе, влияет на расход щелочи. Нейтрализацию осуществляли в течение 1,5 ч при 60-70°С до рН 7-8. При этом образуется триоксид сурьмы ромбической формы в противоположность кубической форме, получаемой пирометаллургическим способом.

Обессеривание нерастворимого остатка осуществляли путем растворения серы щелочным раствором.

В таблице 3 представлены полученные результаты.

Таблица 3
Технологические показатели процесса получения триоксида сурьмы.
ПродуктВыход, %Содержание Sb,%Извлечение Sb,%
Триоксид сурьмы42,084,7(99,5% Sb2O3)90,5
Аu-содержащий кек58,00,870,43
Технологические растворы--9,07
Исходный концентрат100,052,60100,0

Получаемый по предлагаемой технологии триоксид сурьмы имеет стабильное качество, чистота достигает 99,5 % Sb2O3, а по содержанию As, Pb, Fe, Ni и суммы K+Na+Са превосходит Китайский национальный стандарт (Sb2O3-O), Harshaw Chemical Co. (США, белая и голубая звезда), Mikuni Smelting Refining Co. (Япония), Manciano plant (Италия), Anzon Cookson (Англия).

Предлагаются оптимальные условия получения триоксида сурьмы при использовании в качестве выщелачивающего агента Sb(V): Т:Ж=1:10; время выщелачивания 2 час, температура - 90°С. Извлечение сурьмы в раствор при этом достигает 99,8%. Извлечение золота в товарный продукт - 96%, а содержание золота в товарном продукте возросло почти в 2 раза.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить извлечение сурьмы и благородных металлов, при этом содержащаяся в концентрате сера выводится в отдельный продукт, не загрязняя окружающей среды.

1. Способ переработки золотосодержащего сурьмяного концентрата, включающий растворение сульфидов сурьмы выщелачивающим раствором с получением раствора сурьмы и золотосодержащего нерастворимого остатка, извлечение золота из нерастворимого остатка, отличающийся тем, что растворение проводят при температуре 60-90°С с использованием в качестве выщелачивающего раствора пентахлорида сурьмы в растворе соляной кислоты, полученный раствор трихлорида сурьмы направляют на извлечение сурьмы и частично на получение выщелачивающего раствора, возвращаемого в процесс растворения сульфидов сурьмы, из нерастворимого остатка перед извлечением из него золота удаляют элементарную серу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве выщелачивающего раствора используют раствор пентахлорида сурьмы с содержанием Sb(V) от 85 до 90 г/л в растворе соляной кислоты концентрации от 4 до 4,8 N с избытком пентахлорида сурьмы около 10 %.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что избыток пентахлорида сурьмы восстанавливают порошком сурьмы.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что избыток пентахлорида сурьмы восстанавливают сульфидом сурьмы.

5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что извлечение сурьмы осуществляют гидролизом с получением хлорокиси сурьмы и последующим синтезом триоксида сурьмы щелочными растворами.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что гидролиз осуществляют добавлением воды в количестве, определяемом из выражения

V=3V1,

где V - добавляемый объем воды;

V1 - объем раствора, поступающего на гидролиз.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что элементарную серу удаляют путем флотации в присутствии собирателя и пенообразователя.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что элементарную серу удаляют растворением в растворе щелочи.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение золота из нерастворимого остатка осуществляют гравитационным методом с выделением золотой головки и золотосодержащего концентрата.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение выщелачивающего раствора осуществляют обработкой раствора трихлорида сурьмы окислителем.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют перекись водорода.

12. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют озон.

13. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют нитрит натрия.

14. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют окись марганца.

15. Способ по п.10, отличающийся тем, что соотношение сурьмы и окислителя превышает стехиометрическое на 10%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к гидрометаллургии. .
Изобретение относится к области переработки золотосодержащего сырья, в частности касается извлечения золота из органических веществ сорбцией активированным углем из щелочных пульп.

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, а более конкретно к способам извлечения галлия из твердых галлийсодержащих материалов, в том числе отходов алюминиевых заводов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам переработки ванадийсодержащих материалов, и может быть использовано для извлечения ванадия из ванадийсодержащих металлургических шлаков.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, на предприятиях черной и цветной металлургии для получения пентаоксида ванадия из технического пентаоксида ванадия, содержащего 50-95% V2О5 и примеси оксидов Fe, Cr, Mn, Al, Si, Mg, Cu и др.

Изобретение относится к переработке уранорудного сырья. .
Изобретение относится к области металлургии и неорганической химии и может быть использовано на химико-металлургических предприятиях черной и цветной металлургии для получения товарной пятиокиси ванадия из промпродуктов и/или технического V2O5.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано на предприятиях металлургии для получения товарной пятиокиси ванадия из различных промпродуктов.
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении пентаоксида из окситрихлорида титана - побочного продукта, образующегося при производстве губчатого титана.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, к получению сурьмы. .

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке свинцовых, сурьмяных полиметаллических и золотосодержащих сульфидных концентратов.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству соединений сурьмы, и может быть использовано при получении трехокиси сурьмы. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения трехокиси сурьмы. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству черновой сурьмы. .

Изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для переработки сульфидного сурьмяного сырья, содержащего благородные металлы. .

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к переработке полупродуктов сурьмяного производства, содержащих мышьяк, и может быть использовано в других процессах, требующих разделения сурьмы и мышьяка.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения металлов из различных бедных растворов и пульп, в том числе жидких хвостов обогащения.
Наверх