Способ переработки сульфидныхполиметаллических материалов

 

Изобретение предназначено для переработки сульфидных пояшметаллических материалов автоклавным выщелачиванием. Целью изобретения является интенсификация процесса. Выщелачивание ведут в присутствии поверхностно-активных веществ класса полисахаридов, В качестве поверхностноактивного вещества используют сульфитный щелок в количестве 200-1500 г/7 исходного материала, 1 ЗоП, ф-лы, 2 табЛо

Взамен ранее изданного

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9((И(SU а) 4 С 22 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 1961576/22-02 (22) 07.09,73 (46) 30. 12.87. Бюл. Р 48 (71) Государственный научно-исследо-. вательский институт цветных металлов

"Гинцветмет" (72) В,И,Горячкин и Н.В,Серова (53) 622.775 (088.8) (56) Патент США 9 2898196, кл 23224, 1959. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ

ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение предназначено для переработки сульфидных полиметаллических материалов автоклавным выщелачиванием. Целью изобретения является интенсификация процесса. Вьпцелачивание ведут в присутствии поверхностно-активных веществ класса полисахаридов, В качестве поверхностноактивного вещества используют сульфитный щелок в количестве 200-1500 г/ исходного материала. 1 s.ï. ф-лы, 2 табл.

508551

Изобретение относится к способам гидрометаллургической переработки сульфидных полиметаллических матери" алов, применяемых с целью перевода серы в элементарную и разложения сульфидов для последующего извлечения и разделения ценных компонентов, и может быть использовано для окислительного вьпцелачивания водных пульп 10 различных сульфидных руд и концентратов, а также штейнов, файнштейна и других сульфидных полупродуктов металлургического передела.

Особенно нецелесообразно примене- 1. ние изобретения для интенсификации окислительного автоклавного вьпцелачивания пирротинсодержащих концентратов как рудных, так и полученных искусственным путем, например при 20 термическом разложении пиритных концентратов, Известен способ переработки сульфидных полиметаллических материалов с переводом серы в элементарную путем вьпцелачивания водной пульпы измельченного материала под давлением кислорода при температуре выше точки плавления элементарной серы.

Наиболее существенным недостатком З0 указанного способа является то, что при вьпцелачивании выше 112 С образующаяся элементарная сера оплавляется, покрывает частицы сульфидов пленкой, изолирующей их от дальнейшего. окисле- З5 ния, т,е. процесс практически прекращается. Последнее приводит к тому, что падает доля вступивших в реакцию с кислородом сульфидов и выход элементарной серы. 40

Если же процесс ведут при температурах, не превышающих точку плавлео ния серы, т.е. ниже 112 С, скорость процесса мала, а задачи поддержания температуры строго вблизи 110 С 45 предъявляет жесткие требования к системе контроля и автоматизации процесса, Кроме того, столь низкая температура вьйцелачивания существенно осложняет утилизацию вторичного тепла, Предложенный способ отличается тем, что вьпцелачивание ведут в присутствии поверхностно-активных веществ класса полисахаридов, например . 5 декстрина, при расходе 200-2500 г на 1 т исходного материала или сульфитного щелока при расходе 200

1500 г/т.

Отмеченная способность позволяет интенсифицировать процесс, поскольку введение укаэанных добавок позволяет проводить вьш(елачивание выше

145 С. При этом наиболее благоприятной является область температур от о

120 до 170 С, внутри которой достигается максимальный выход элементарной серы.

Введение указанных добавок на стадию выщелачивания не исключает возможности проведения стадии гранулообраэования в конце процесса. Для этого в соответствии с параметрами процесса и необходимой степенью разложения сульфидов ограничивают расход ПАВ и, охлаждая пульпу ниже точки плавления серы, образуют серные гранулы. Возможность проведения стадии гранулообразования после достижения несфходимой полноты вьпцелачивания сульфидов обусловлена тем, что

ПАВ под действием температуры, давления окислителя и выделяющихся в ходе реакций продуктов постепенно разрушаются и теряют активность. Если расход ПАВ на вьпцелачивание выбран без большого избытка, гранулообразование протекает устойчиво. В гранулы извлекается более 957 серы и неразложенных сульфидов, Вышеуказанные ПАВ не являются высокоагрессивными и не повышают требований к коррозионной защите оборудования. В пределах заданного расхода они практически полностью сорбируются серой и сульфидами, не заг— рязняя отвальных продуктов процесса.

Обычно полученная окисленная пульпа перерабатывается далее для извлечения ценных металлов из раствора и твердого, например, с помощью таких процессов, как сорбция, пенная флотация, осаждение сульфидов (из элюата) сероводородом. Рекомендуемые ПАВ не оказывают отрицательного влияния на эти процессы, а в ряде случаев (фпотация, осаждение сульфидов и др) бывают полезны.

Предлагаемый способ позволяет: — увеличить. производительность вьпцелачивания в 1,5-4,0 раза, соответственно сократив объем аппаратуры;

- упростить систему контроля и управления температурой, увеличив надежность- работы оборудования;

- более полно использовать тепло экзотермических реакций ввиду повы3 50 щения температуры охлаждающей жидкости и параметров сбросного пара; исключить расход тепла на нагрев пульпы на стадии гранулообразования (для повышения температуры пульпы со 110 до 130-140 C).

Способ осуществляют следующим образом.

Водную пульпу измельченного сульфидного материала загружают в автоклав и подвергают вьпцелачиванию под давлением кислородсодержащего газа (воздух, технологический кислород, воздух, обогащенный кислородом) при температуре выше точки плавления серы (выше 112 С1, предпочтительно между 120 и 170 С. В исходную пульпу (или непосредственно в реактор) подают ПАВ, препятствующие смачиванию серой поверхности сульфидов. Расход

ПАВ выбирают 1,в пределах 200-1500 г/т сульфидного материала), исходя из необходимой глубины разложения сульфидов (или основного сульфидного минерала) и параметров процесса, При выделении серы и остатков не.разложенных сульфидов в виде серных гранул соответственно ограничивают избыток ПАВ, подаваемых на стадию вьпцелачивания,а гранулы получают охлаждением пульпы ниже 110 С,. гранулы отделя" ют от пульпы, последнюю подвергают обработке для извлечения ценных ме-таллов, например с применением сорбции, экстракции, пенной фпотации, Из гранул известными методами извлекают. ценные компоненты, Ниже приведены примеры, иллюстрирующие возможности изобретения, на основе переработки пирротинового никельсодержащего рудного концентрата и медного концентрата от разделения файнштейна, двух видов сырья, резко отличающихся как по химико-минералогическому составу, так и по способу получения.

В приведенных примерах условия выщелачивания пирротинового концентрата выбирали так, чтобы максимально разложить пирротин (F„S »,, где

Х v 1), так как этот материал является балластным компонентом данного сырья. Вьпцелачивание медного концентрата ЦРФ проводили так, чтобы максимально извлечь медь в сульфатный раствор . В обеих группах примеров стремились к максимальной глубине разложения сульфидов при макси8551 4 мальной скорости (минимальной дли" тельности)процесса и наибольшему выходу элементарной серы, Пример 1. Навески по 700 г пирротинового концентрата, содержащего следующие компоненты, медь

2,69, никель 3,41; железо 44,8, сера 24,4 (около 50 пирротина) выщелачивают в воде при соотношении

1 т:ж = 1:1 и парциальном давлении кислорода около 3,0 ат и других ус-ловиях, приведенных в табл,1, 15 Из данных табл,1 видно, что вьпцелачнвание в опытах 3-5 с добавкой

ПАВ обеспечивает значительно большую глубину разложения пирротина (ср. опыт 2) и скорость протекания процесса (ср.оп,1) по сравнению с опыта. ми 1 и 2, проведенными и известном режиме, Пример 2, 800 г пирротинового концентрата следующего состава, :

25 никель 3,36, медь 2,03, железо 47,1, сера 27,2 распульповывают в 880 мл воды с 14 мл концентрированной серной кислоты. В полученную пульпу добавляют 400 мг растворенного в

30 воде сульфитного щелока и ведут выщелачивание в автоклаве при 135 С и

2,5 ат Ро, После 90 мин пульпу охлаждают и из нее выделяют на сите

0,15 мм 160 г гранул средним диаметром 0,8 мм следующего состава,X: ни35 кель 5 55; медь 6,19; железо 20, 1 элементарная сера 48,3 ° Раствор со" держит следующие компоненты: никель

14,7; медь 2,54, железо 25,9; желе40 зистые остатки,X: никель 1,3; медь

0,86; сераэлементарная 7,2. Степень разложения пирротина 95 . Всего pasложено 87,3 сульфидов. Извлечение в раствор,X никель 34,2; медь 9,5

45 переход серы в элементарную форму

57,2 .

Пример 3. 2400 г пирротинового концентрата следующего состава, X: никель 4,58; медь 3,98; железо

0 49,1; сера 29,9 суспендируют в

2400 мп воды, добавляют 40 мл концентрированной серной кислоты и

2,4 r растворенного в воде декстрина. Выщелачивание ведут при 13055

135 C и 3 ат Po . По истечении 60 мин пульпу охлаждают, на сите 0,15 мм .а выделяют 1060 r серусульфидных гранул крупностью 2-5 мм состава,X: никель 7,1; медь 7,6; железо 26,4, Добавка ПАВ

М опы- Температа тура, С

Степень

Расход

ПАВ, г/т исходного материала

Продолжительразложения IIHp ро тина, % ность опыта, ч

110

90,0

Без добавок

То же

2,8

0,75-5,0

130

74,0

135

450

95,0

1,5

Сульфи тный щелок

1,0

130-135

1000

92,0

Декстрин

160

1000

0,7

Сульфитный щелок

5 5085 элементарная сера 30,0. Раствор содержит, г/л: никель 10,5, медь 9,8, железо 31,2, твердый железистый оста ток,%: никель 0,37, медь 0,17 эле" ментарная сера 1,44. Степень разложения пирротина 90%, извлечение в раствор: никель 20% медь 20,, переход серы в элементарную 48,5% от серы концентрата, Всего разложено

64,3% сульфидов.

Пример 4. 700 г пирротинового концентрата состава,%: медь 0,38, никель 2,22, железо 52,25, сера 31,7 распульповывают в 700 мл воды, доба- 16 вив 13 ип концентрированной серной . кислоты, 700 мг растворенного в воде сульфитного щелока. Выщелачивание при 160 С и парциальном давлении кислорода 3,0 ат продолжают 40 мин, 20

После охлаждения пульпы на сите

0,15 мм выделяют 135 г гранул крупностью 1 мм, состава,%.: медь 0,58, никель 1,2, железо 3,9 элементарная сера 82,9, Раствор пульпы содержит, 26 г/л: никель 14,07, медь 1,81", железо 34,5 твердый железистый остаток, %: никель 0,26 медь 0,037, сера элементарная 1,6, железо 51,0. Степень разложения пирротина 98%, Всего раз- ЗО ложено 96,5% сульфидов, извлеч.ние в раствор: никеля 70%, меди 50%, переход серы-в элементарную форму 74%, Пример 5. Навески по 100 r медного концентрата от разделения

51 е файнштейна состава,%: медь 67,6, никель 4,25, железо 4,6; кобальт 0,4 и сера 21 6 выщелачивают в 1000 мп воды, содержащей 150 г/л серной кислоты при 5 атм Роа и других условиях, приведенньгх в табл.2.

Как видно из данных табл.2 выщелачивание с ПАВ (сульАитный щелок) дает наилучшие результаты: в 4 раза о по сравнению с процессом при 110 С (опыт 1) возрастает скорость выщелачивания; при этом глубина разложения сульфидов не снижается, как это наблюдается при температуре выше точки плавления серы (см.опыт 2).

Формула изобретения

1. Способ переработки сульфидных полиметаллических материалов с пере- водом серы в элементарную путем выщелачивания водной пульпы измельченного материала под давлением кислорода при температуре выше точки плавления

4 элементарной серы, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью интенсификации процесса, выщелачивание. ведут в присутствии поверхностно-активных веществ класса полисахаридов.

2, Способ по п.1 о т л и ч а ющ и й.с я тем, что в качестве поверхностно-активного вещества ис пользуют сульфитный щелок в количестве 200-1500 г/т исходного материала..

Таблица 1

508551

Т а б л н ц а 2

80 и/п Темпе- Добавка ПАВ

P телень азложеатура, о, ния ульфиов, 7

86,0

110

98,0

2,0-6,0 .69,5

3,0 97,8

1 35-140

42,0

86,0

1 35-140 Сульфитный щелок

1000

Составитель А,Кальницкий

Техред Л. Олийнык

Корректор Л.Пилипенко

Редактор П.Горькова

Тираж 605

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д,4/5

Подписное

Заказ 6419

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, Расход

ПАВ, г/т исходноro материала

Продолжительность опыта, ч. Выход серы элементарной от общей,Ж