Способ переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка
Владельцы патента RU 2309188:
Совместное предприятие в форме закрытого акционерного общества "Изготовление, внедрение, сервис" (RU)
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при переработке сульфидных медно-цинковых концентратов и промпродуктов с повышенным содержанием цинка. Технический результат заключается в повышении экономичности способа за счет повышения качества медного концентрата, извлечении индия и меди в промпродукты, которые могут использоваться в производстве этих металлов, а также извлечении цинка в виде товарной продукции. Способ включает автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя (кислорода) при повышенной температуре с переводом цинка в раствор и последующее гидротермальное осаждение меди. После 1-3 часов выщелачивания концентрата гидротермальное осаждение меди проводят без подачи окислителя в течение 0,5-2 часов при температуре 130-160°С, далее из раствора, полученного после фильтрования и выделения медного концентрата при рН 2,5-3, нейтрализацией осаждают индиевый твердый продукт. Полученные растворы очищают от двух- и трехвалентного железа, мышьяка, сурьмы с получением легкофильтруемых осадков при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты. Отфильтрованный железистый осадок поступает на захоронение, а растворы очищают от кадмия цементацией с выделением медно-кадмиевого кека, далее из полученных растворов осаждают цинк в виде товарной продукции (карбонат, окись цинка, цинк металлический). 1 ил., 2 табл.
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при переработке сульфидных медно-цинковых концентратов и промпродуктов с повышенным содержанием цинка.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфидного медного концентрата, включающий автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя при повышенной температуре с переводом цинка в раствор, последующее гидротермальное осаждение меди в виде медного концентрата без подачи окислителя (SU, авт. св. №1788050, кл. С22В 3/04, 1991 г.).
В известном способе автоклавное окислительное выщелачивание проводили под давлением кислорода до окисления 42,5% сульфидов меди, затем удаляли газовую среду, содержащую кислород, продувкой азотом с последующей выдержкой пульпы в неокисленной атмосфере.
Недостатком известного способа переработки сульфидного медного концентрата является получение «грязных» растворов, из которых не извлекались ценные компоненты (цинк, кадмий, индий и др.) в виде товарной продукции.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении экономичности способа за счет повышения качества медного концентрата, извлечении индия и меди в промпродукты, которые могут использоваться в производстве этих металлов, а также извлечении цинка в виде товарной продукции (карбонат, окись цинка, цинк металлический).
Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка, включающем автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя при повышенной температуре с переводом цинка в раствор и последующее гидротермальное осаждение меди в виде медного концентрата без подачи окислителя, согласно изобретению осаждение меди проводят после 1-3 часов выщелачивания концентрата и осуществляют его при температуре 130-160°С в течение 0,5-2 часов, из раствора после отделения фильтрацией медного концентрата нейтрализацией при рН 2,5-3,0 осаждают индиевый твердый продукт, полученный после его осаждения раствор очищают от двух- и трехвалентного железа, мышьяка, сурьмы их осаждением при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты с получением легкофильтруемых железистых осадков, направляемых на захоронение, после фильтрования железистых осадков раствор очищают от кадмия цементацией с выделением медно-кадмиевого кека и осаждают из него цинк в виде товарной продукции.
На чертеже представлена технологическая схема способа переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка.
Способ переработки медного концентрата поясняется конкретным примером его осуществления.
Пример
Проводили переработку концентрата, содержащего 15-16% меди, 6-7% цинка, 28-32% железа. Навеску измельченного концентрата (600 г) распульповывали в воде (Ж:Т=2,5:1), помещали в автоклав (объемом 3 л) с механическим перемешиванием.
Автоклавное окислительное выщелачивание проводили под давлением кислорода 0,4 МПа, при температуре 185°С, после 2 часов выщелачивания концентрата проводили гидротермальное осаждение меди без подачи окислителя (кислорода) в течение 1 часа при температуре 150°С. Далее пульпа фильтровалась с выделением медного концентрата, содержащего 22-24% меди, 0,3-0,4% цинка. При этом извлечение меди в концентрат составило более 99,5%. Этот медный концентрат повышенного качества может отгружаться на медный завод как сырье для производства меди.
Растворы нейтрализовали до рН 2,5-3 и осаждали в течение 1-1,5 часов индиевый твердый продукт, который является сырьем для производства индия. Полученные после этой операции растворы очищают, предварительно окислив ионы двухвалентного железа до трехвалентного, от железа, мышьяка, сурьмы с получением легкофильтруемых осадков при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты.
Отфильтрованный железистый осадок является отвальным продуктом и направляется на захоронение.
Растворы очищают от кадмия цементацией в течение одного часа цинковой пылью с выделением медно-кадмиевого кека, который является сырьем для кадмиевого производства цинкового завода.
Далее из полученных растворов продувкой углекислым газом или подачей карбонатов металлов осаждают цинк в виде товарной продукции (карбонат, окись цинка, цинк металлический).
В таблице 1 представлены примеры осуществления технологического процесса по заявленному способу переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка, а именно операции автоклавного выщелачивания и гидротермального осаждения.
В таблице 2 представлены примеры переработки цинкосодержащих растворов с получением товарных продуктов.
Таким образом, только параметры предложенного способа обеспечивают одновременно снижение перехода меди в раствор при высокой степени извлечения в него цинка, а также извлечение кадмия и цинка в товарные продукты.
Предлагаемый способ позволяет осуществить селективное извлечение цинка из сульфидного медного концентрата при потере меди, не превышающей 0,1%, повысить качество медных концентратов, очистив их от цинка, мышьяка и частично железа, и получить индий, кадмий и цинк в виде высококачественной товарной продукции.
Использование предложенного способа обеспечивает повышение извлечения цинка и кадмия из руды на 15-20%.
| Таблица 1 | ||||||||||||||||
| Пример | Условия выщелачивания | Условия гидроосаждения меди | Состав полученного раствора, г/л | Состав полученного медного концнтрата-2% | Извлечение, % | |||||||||||
| В раствор | В медный концентрат-2% | |||||||||||||||
| t, °C | τ, мин | Ро2, атм | t, °C | τ, мин | Ро2, атм | цинк | медь | железо | медь | цинк | железо | цинк | медь | цинк | медь | |
| 1 | 190 | 90,0 | 4,0 | 160 | 60 | - | 25,4 | 0,2 | 32,0 | 23,4 | 0,30 | 28,0 | 96,8 | 0,10 | 3,2 | 99,90 |
| 2 | 185 | 90,0 | 3,5 | 150 | 90 | - | 24,8 | 0,1 | 35,0 | 22,7 | 0,32 | 31,0 | 96,4 | 0,12 | 3,6 | 99,88 |
| 3 | 190 | 120,0 | 4,0 | 145 | 90 | - | 27,0 | 0,1 | 38,0 | 24,1 | 0,17 | 30,5 | 97,6 | 0,08 | 2,4 | 99,90 |
| Таблица 2 | ||||||||||||||||||
| №№ п/п | Осаждение индия | Окисление и осаждение железа | Осаждение кадмия | Осаждение карбоната цинка и прокалка | ||||||||||||||
| рН | τ, мин | осадок, % | t, °C | τ, мин | рН | осадок, % | t, °C | τ, мин | осадок, % | t, °C | τ, мин | прокалка | окись цинка % | |||||
| In | Fe | Zn | Zn | Cu | Cd | t, °C | τ, мин | |||||||||||
| 1 | 2,5 | 60,0 | 0,21 | 90 | 180,0 | 1,5 | 31,5 | 0,01 | 60,0 | 60,0 | 45,0 | 0,10 | 30,8 | 60,0 | 60,0 | 450 | 30 | 79,0 |
| 2 | 2,8 | 90,0 | 0,23 | 95 | 150,0 | 1,2 | 32,4 | 0,04 | 55,0 | 55,0 | 44,6 | 0,12 | 34,0 | 50,0 | 90,0 | 480 | 60 | 80,0 |
| 3 | 2,9 | 80,0 | 0,24 | 90 | 180,0 | 1,7 | 31,8 | 0,03 | 60,0 | 60,0 | 48,0 | 0,08 | 35,6 | 55 | 90,0 | 320 | 60 | 79,0 |
Способ переработки сульфидного медного концентрата с повышенным содержанием цинка, включающий автоклавное окислительное выщелачивание измельченного материала под давлением окислителя при повышенной температуре с переводом цинка в раствор и последующее гидротермальное осаждение меди в виде медного концентрата без подачи окислителя, отличающийся тем, что осаждение меди проводят после 1-3 ч выщелачивания концентрата и осуществляют его при температуре 130-160°С в течение 0,5-2 ч, из раствора после отделения фильтрацией медного концентрата нейтрализацией при рН 2,5-3,0 осаждают индиевый твердый продукт, полученный после его осаждения раствор очищают от двух- и трехвалентного железа, мышьяка, сурьмы их осаждением при температуре 90-95°С и кислотности более 5 г/л серной кислоты с получением легкофильтруемых железистых осадков, направляемых на захоронение, после фильтрования железистых осадков раствор очищают от кадмия цементацией с выделением медно-кадмиевого кека и осаждают из него цинк в виде товарной продукции.
