Способ извлечения рения и других элементов

Изобретение относится к способу извлечения рения, серы, рассеянных и редких элементов, благородных и цветных металлов из сильно обводненных природных вулканических газов. Способ включает сбор вулканического газа, охлаждение газа до температуры 130-150°С за счет испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход и, как следствие, перевод соединений рения и других металлов в твердое состояние. При охлаждении вулканического газа происходит выделение жидкой элементарной серы, которую используют для улавливания рения и других металлов в скоростном турбулентном пылеуловителе и в циклоне. Перед охлаждением в горячий вулканический газ дополнительно подают элементарную серу в количестве, необходимом для коагуляции пыли с каплями жидкости в скоростном турбулентном пылеуловителе. Техническим результатом является полное комплексное извлечение ценных металлов в коллективный концентрат. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение может быть использовано для выделения серы, рассеянных и редких элементов, благородных и цветных металлов из сильно обводненных природных вулканических газов.

Известен способ извлечения рения и других металлов, заключающийся в концентрировании рения и других металлов, содержащихся в вулканических газах, осаждением их сульфидов из газовой фазы в фильтрующем слое, состоящем из частиц носителя [Патент РФ №2159296, МПК С22В 61/00, В01D 7/02]. По этому способу вулканические газы, имеющие температуру 600°С и ниже (газы с температурой более 600°С предварительно охлаждают до 500-550°С), пропускают через фильтрующий слой в течение 1-30 суток с последующей заменой носителя, а отработанный носитель, содержащий сульфиды рения и других металлов, направляют на гидрометаллургическую переработку. В качестве носителя предложено использовать минеральную вату, активированный уголь, гранулированный оксид алюминия, углеткань или предпочтительно природный цеолит фракции 1-8 мм.

1. При его использовании происходит, в основном, селективное улавливание сульфида рения и частично соединений некоторых других элементов.

2. В процессе улавливания происходит уменьшение порозности слоя носителя как за счет образующихся кристаллов, так и за счет механического улавливания пыли. Это ведет к повышению сопротивления слоя и, как следствие, снижению расхода газа, изменению температурного режима и необходимости частой замены слоя. Таким образом, процесс практически неуправляем, а степень улавливания ценных элементов резко снижается из-за периодов замены носителя.

3. Агрессивная среда (вода в сочетании с кислотообразующими газами - HCl, HF, SO₂) не позволяет рассчитывать на эффективную механизацию процесса при частой замене носителя вследствие сильной коррозии механизмов.

4. Использование носителя резко увеличивает объем транспортируемого и перерабатываемого материала.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ извлечения рения и других элементов [Патент РФ №2222626, МПК⁷ С22В 61/00, 7/02], заключающийся в сборе вулканического газа в сборнике, его охлаждении за счет испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход перед электрофильтром, до температуры 300-400°С с конденсацией в результате охлаждения газа соединений рения и других элементов и улавливании полученных твердых соединений в электрофильтре или системе электрофильтров при поддержании температуры газа на выходе из последнего электрофильтра на уровне 200-250°С.

Основной недостаток данного способа заключается в сложности и дороговизне используемого оборудования, а также большом расходе электроэнергии.

Техническим результатом предлагаемого способа является достижение практически полного извлечения ценных металлов из вулканического газа в коллективный концентрат и повышение комплексности использования ценных компонентов вулканического газа при использовании максимально простого по конструкции и удобного в эксплуатации оборудования.

Технический результат достигается тем, что способ включает сбор вулканического газа, его охлаждение до температуры 130-150°С с выделением жидкой серы. Перед охлаждением в горячий газ дополнительно вводят оборотную элементарную серу в количестве, необходимом для коагуляции пыли с каплями жидкости в турбулентном пылеуловителе. Охлаждение ведут за счет испарения воды, подаваемой в распыленном виде в газоход. При этом происходит конденсация рения и других элементов, которые улавливают в скоростном турбулентном пылеуловителе и циклоне.

Способ осуществляется следующим образом.

В горячий вулканический газ, собранный в сборнике, вводят оборотную элементарную серу. В результате нагревания она испаряется и, взаимодействуя с парами воды при температуре выше 250°С, частично образует сероводород и диоксид серы. Далее вулканический газ охлаждают подаваемой в газоход водой до температуры 130-150°С, что приводит к выделению жидкой серы, и подают в скоростной турбулентный пылеуловитель (трубу Вентури).

Скоростной турбулентный пылеуловитель работает следующим образом. В поток газа подается жидкость, которая за счет большой скорости газа в суженой части аппарата (горловине) дробится на мелкие капли. Благодаря высокой степени турбулентности газового потока происходит соударение и коагуляция пыли с каплями жидкости. При этом частицы смоченной пыли укрупняются настолько, что могут достаточно полно улавливаться затем в циклонах. В данном случае важен именно эффект коагуляции пыли с жидкостью. Кроме того, при расширении газа в диффузоре пылеуловителя происходит его охлаждение и дополнительная конденсация паров серы на твердых и жидких частицах.

Для дополнительной очистки газа после циклона можно использовать пропускание газа через скруббер с водяным орошением.

Часть уловленной серы (концентрата) возвращается в голову процесса, часть представляет собой товарный концентрат.

Пример. Имеем вулканический газ состава, мол. %: Н₂О 92-98; Н₂ 0,002-1,3; СО₂ 0,5-2,5; СО до 0,2; SO₂ 1,33; H₂S 0,48; HCl 0,01-0,8; HF до 0,08; N₂ 0,06-0,6; O₂ до 0,15; CH₄ 0,21; содержащий, г/т: Re 0,8; Ag 0,08; Au 0,2; In 0,8; Bi 0,5; Tl 0,12; Zn 70; Cd 0,3; Sb 1,5; Ni 40; Co 5,8; Mo 0,12. Температура газа 500-600°С.

Суммарное содержание сульфидов и других соединений, переходящих в твердое состояние при охлаждении указанного газа до рабочей температуры пылеуловителя, составляет примерно 0,9 кг на тонну вулканического газа. Одновременно в результате реакции сероводорода с оксидом серы 2H₂S+SO₂=2Н₂О+3S конденсируется примерно 11,5 кг элементарной серы (около 40% от содержащейся в газе). В результате улавливаемая сера содержит, г/т: Re 64,5; Ag 6,4; Au 16,0; In 64,5; Bi 39,9; Tl 9,4; Cd 23,9; Zn 5400; Sb 123; Ni 3200; Co 464; Mo 9,4.

Указанный продукт, отличающийся высоким содержанием рения, золота и других ценных металлов, сопутствующих рению в вулканическом газе, представляет собой ценный концентрат редких металлов, пригодный также для производства серной кислоты.

Техническая эффективность предлагаемого способа заключается в том, что его использование обеспечивает возможность и экономическую целесообразность комплексного извлечения ценных компонентов из вулканического газа, нового сырьевого источника, в первую очередь, рассеянных элементов. В коллективный концентрат, пригодный для дальнейшей пирогидрометаллургической переработки, извлекаются рассеянные, благородные, редкие и цветные металлы, а также значительная часть содержащейся в вулканическом газе серы, причем для этой цели используется простое по конструкции и несложное в изготовлении и эксплуатации высокоэффективное газоочистное оборудование.

1. Способ извлечения рения и других элементов из вулканического газа, включающий сбор вулканического газа, его охлаждение за счет воды, подаваемой в распыленном виде в газоход для конденсации и перехода в твердое состояние соединений рения и других элементов, и улавливание полученных соединений, отличающийся тем, что перед охлаждением в горячий вулканический газ вводят оборотную элементарную серу, охлаждение ведут до температуры 130-150°С с выделением жидкой серы, а улавливание соединений рения и других элементов ведут в скоростном турбулентном пылеуловителе и в циклоне с дополнительным улавливанием серы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оборотную элементарную серу вводят в количестве, необходимом для коагуляции пыли с каплями жидкости в скоростном турбулентном пылеуловителе.