Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: гидрометаллургические способы переработки сульфидных материалов, содержащих цветные металлы и железо. Сущность: переработка полиметаллических железосодержащих материалов включает окислительное выщелачивание исходных материалов в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементарную, железа в оксиды, обработку окисленной пульпы стоком серного передела, содержащим непредельные соединения серы, или при значениях редокс-потенциала /+390/ - /+310/ МВ по платиновому электроду относительно хлорсеребряного электрода сравнения и осаждение сульфидов при температуре ниже температуры плавления моноклинной модификации серы, или при значениях редокс-потенциала /+140/ - /+60/ мВ и осаждение сульфинов при температуре выше точки плавления моноклинной модификации серы. После осаждения сульфидов цветных металлов выделяют сульфиды и элементарную серу в серосульфидный концентрат, а оксиды железа в отвальное хвосты. Из серосульфидного концентрата с использованием кальцийсодержащего реагента-гидрофилизатора получают серный и сульфидный концентраты, а образующиеся кальциевые стоки серного передела, содержащие непредельные соединения серы, направляют на обработку окисленной пульпы. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2009226
Класс(ы) патента: C22B3/04, C22B3/44
Номер заявки: 5046123/02
Дата подачи заявки: 04.06.1992
Дата публикации: 15.03.1994
Заявитель(и): Нафталь М.Н.; Шестакова Р.Д.; Гавриленко А.Ф.; Марков Ю.Ф.; Филатов А.В.; Кропачев Г.А.; Абрамов Н.П.; Линдт В.А.; Розенберг Ж.И.; Николаев Ю.М.; Волков В.И.; Сухобаевский Ю.Я.; Зорий З.В.; Козлов С.Г.
Автор(ы): Нафталь М.Н.; Шестакова Р.Д.; Гавриленко А.Ф.; Марков Ю.Ф.; Филатов А.В.; Кропачев Г.А.; Абрамов Н.П.; Линдт В.А.; Розенберг Ж.И.; Николаев Ю.М.; Волков В.И.; Сухобаевский Ю.Я.; Зорий З.В.; Козлов С.Г.
Патентообладатель(и): Норильский горно-металлургический комбинат им.А.П.Завенягина
Описание изобретения: Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к гидрометаллургическим способам переработки сульфидных материалов, содержащих цветные металлы и железо.
Известен способ гидрометаллургической переработки пирротиновых концентратов, включающий автоклавное окислительное выщелачивание материала с переводом серы в элементную, цветных металлов в раствор, железа в оксиды при температуре выше точки плавления элементной серы под давлением кислорода в присутствии ПАВ, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы элементной серой и металлизованным железным порошком с последующим выделением сульфидов и серы флотацией в серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, получение серы и сульфидного концентрата из веросульфидного концентрата с применением щелочного реагента-гидрофилизатора на основе соединений щелочных или щелочноземельных металлов с образованием стоков, содержащих непредельные соединения серы (Гидрометаллургия. Автоклавное выщелачивание, сорбция, экстракция. "Наука", М. , 1976. с. 48-59).
Недостатком известного способа является низкое извлечение цветных металлов в серосульфидный концентрат и низкое качество последнего, обусловленное высоким расходом металлизованного осадителя и как следствие значительным соосаждением сульфидов железа. Другой недостаток состоит в том, что для обезвреживания стоков серного передела требуются значительные затраты прежде чем концентрация вредных примесей, в частности натрия, будет доведена до требований ПДК перед сбросом в хвостохранилище.
Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности признаков является способ переработки окисленной пульпы после автоклавного выщелачивания пирротинового концентрата, включающий осаждение сульфидов, флотацию серы и сульфидов с получением обезвоженных серного и сульфидного концентратов, нейтрализацию стоков, в котором очистку стоков от непредельных соединений серы ведут совместной переработкой стоков серного передела с окисленной пульпой при 80-150оС при отношении серы в непредельных ее соединениях к сумме цветных металлов в жидкой фазе пульпы 1,0-2,5.
Совместная переработка стоков серного передела, содержащих непредельные соединения серы, и окисленной пульпы позволяет существенно снизить расход дорогостоящего железосодержащего осадителя (МЖО) на операции осаждения, который используется для сульфидирования и осаждения из раствора окисленной пульпы цветных металлов. Кроме того, значительно снижаются затраты на нейтрализацию и обезвреживание стоков серного передела, так как большая часть непредельных соединений серы расходуется на осаждение меди, частично никеля и восстановление трехвалентного железа до двухвалентного. Однако известный способ не обеспечивает достаточно высокого извлечения цветных металлов в серосульфидный концентрат, при этом с хвостами флотации безвозвратно теряются значительное количество никеля, меди и кобальта. Этот недостаток известного способа обусловлен тем, что при расходе стоков, соответствующим величине отношения серы в непредельных ее соединениях к сумме цветных металлов в жидкой фазе пульпы равной 1,0-2,5 происходит образование мелкодисперсных осадков сульфида никеля и резко интенсифицируется процесс соосаждения железа. Это приводит к повышенным потерям цветных металлов на флотации и ухудшает качество серосульфидного концентрата за счет разубоживания его сульфидами железа. Другой недостаток состоит в том, что при расходе стока по известному способу происходит сильное разжижение пульпы - до Ж: Т = 5,5-6,2. Это оказывает негативное влияние на показатели флотации, в частности снижается извлечение в серосульфидный концентрат цветных металлов за счет повышенных потерь с жидкой фазой пульпы, повышается расход флотореагентов.
Изобретение направлено на решение задачи, которая заключается в переработке сульфидных полиметаллических железосодержащих материалов по технологии, включающей автоклавное окислительное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии ПАВ с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементную, железа в оксиды, обработку окисленной пульпы стоком серного передела, содержащего кальциевые непредельные соединения серы, осаждение цветных металлов из раствора окисленной пульпы реагентами-осадителями с последующим выделением флотацией сульфидов цветных металлов и элементной серы в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, получение из серосульфидного концентрата элементной серы и сульфидного концентрата с использованием кальцийсодержащего реагента-гидрофилизатора. Пульпу сульфидного концентрата, обогащенного цветными металлами, обезвоживают и направляют в пирометаллургическое производство. При этом образуется щелочной раствор (сток серного передела), содержащий кальциевые непредельные соединения серы.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения заключается в повышении извлечения цветных металлов в серосульфидный концентрат и одновременном улучшении его качества при частичной утилизации стока серного передела использованием его, для обработки окисленной пульпы перед осаждением цветных металлов из раствора.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки полиметаллических железосодержащих материалов, включающем автоклавное окислительное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы в присутствии ПАВ с переводом цветных металлов в раствор, серы в элементную, железа в оксиды, обработку окисленной пульпы стоком серного передела, содержащим кальциевые непредельные соединения серы, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением флотацией сульфидов цветных металлов и элементной серы в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, получение из серосульфидного концентрата серы и сульфидного концентрата с использованием кальцийсодержащего реагента-гидрофилизатора и образованием кальциевого стока серного передела, предварительную обработку окисленной пульпы стоком серного передела ведут при значениях редокс-потенциала (+390) - (+310) мВ по платиновому электроду относительно хлорсеребрянного электрода сравнения, а осаждение ведут при температуре ниже точки плавления моноклинной модификации серы (119,3оС) или предварительную обработку окисленной пульпы стоком серного передела ведут при значениях редокс-потенциала (+140) - (+60) мВ по платиновому электроду относительно хлорсеребряного электрода сравнения, а осаждение ведут при температуре выше точки плавления моноклинной модификации серы.
Экспериментально установлено, что расход стока серного передела в операции обработки окисленной пульпы должен устанавливаться с учетом температурного режима последующего процесса осаждения, а критерием эффективности режима обработки окисленной пульпы стоком серного передела является редокс-потенциал обработанной пульпы.
Способ осуществляют следующим образом.
В автоклав с механическим перемешиванием и электрообогревом для регулирования температуры загружают расчетное количество окисленной пульпы, полученной в процессе автоклавного окисленного выщелачивания пирротинового концентрата и нагревают до заданной температуры. Затем при перемешивании в автоклав порциями добавляют раствор от обезвоживания сульфидного концентрата (сток серного передела), поддерживая заданное значение редокс-потенциала смеси. Обработку ведет в течение 40 мин. В обработанную таким образом пульпу порциями вводят реагент-осадитель до достижения концентрации никеля в жидкой фазе пульпы в пределах 0,09-0,12 г/л. Осаждение ведут при различном температурном режиме в том же автоклаве: при температуре ниже точки плавления моноклинной модификации серы, используя в качестве реагента-осадителя металлическое железо или сульфид кальция, и при температуре выше точки плавления моноклинной модификации серы, используя в качестве реагента-осадителя полисульфидно-тиосульфатные растворы, полученные путем термообработки смеси водной суспензии щелочного реагента и элементной серы. Пульпу после осаждения флотируют на лабораторной флотомашине с вместимостью камеры 1 л по схеме, включающей основную, контрольную флотацию и три перечистки концентрата. В качестве реагента-собирателя при флотации используют бутиловый ксантогенат калия с расходом 300 г/т твердого в питании.
Все опыты, результаты которых приведены в таблице, проведены на окисленной пульпе, содержавшей в растворе, г/л : никель 15,0-15,3; медь 2,3-2,9; трехвалентное железо 9,2-9,4; плотность 1,4 кг/л с рН = 1,7-1,73; еН = 465-470 мВ. Раствор от обезвоживания сульфидного концентрата (сток серного передела) содержал, г/л : моносеры 1,1; полисеры 4,6; тиосеры 6,7 (суммарная концентрация серы в непредельных соединениях 12,4 г/л). Измельченные металлизованные железные окатыши (МЖО) имели крупность 90% - 0,15 мм при содержании в них металлического железа 72% . Сульфид кальция был получен восстановлением Норильского ангидрита и содержал 58,4% CaS и 13,9% CaO. Полисульфидно-тиосульфатный раствор - известково-серный осадитель (ИСО) имел состав, г/л : серы-моно 71,3; серы-поли 243,4; серы-тио 18,4. Во всех опытах предварительную обработку окисленной пульпы стоком серного передела вели в течение 40 мин; пульпу после осаждения и перед флотацией охлаждали в автоклаве до 40оС подачей холодной воды в рубашку автоклава; флотацию проводили в одном и том же режиме. Качество серосульфидного концентрата оценивали величиной отношения содержаний железа к сумме цветных металлов. Извлечение цветных металлов в концентрат рассчитывали, измеряя выход концентрата и содержание цветных металлов в пульпе после осаждения и полученном концентрате.
В опытах при ведении процесса по способу-прототипу при обработке окисленной пульпы стоком серного передела расход последнего устанавливался по величине отношения серы в непредельных соединениях стока к сумме цветных металлов в растворе пульпы; редокс-потенциал, достигаемый при этом, фиксировался. В опытах по предлагаемому способу расход стока серного передела устанавливался по величине редокс-потенциала; величине отношения серы в непредельных соединениях в стоке к сумме цветных металлов в растворе окисленной пульпы только фиксировалась.
Условия и результаты опытов, проведенных при ведении процесса по способу-прототипу и предлагаемому способу, приведены в таблице.
Как следует из полученных результатов, показатели флотации при ведении процесса по предлагаемому способу (опыты 4-6, 8-11, 13-15, 17-18 и 21) существенно выше, чем при ведении процесса по способу-прототипу). Лучшие показатели при низкотемпературном осаждении (95оС) - опыты 4-6, 10 - получены при редокс-потенциале окисленной пульпы, обработанной стоками серного передела в пределах от +390 до +310 мВ. Проводить обработку при редокс-потенциале выше +390 мВ (опыт 3) нецелесообразно, так как оставшиеся неосажденными трехвалентное железо и медь вызывают непроизводительный расход металлизованного осадителя. Обработка при редокс-потенциале ниже +310 мВ (опыт 7) приводит к существенному снижению извлечения цветных металлов в серосульфидный концентрат и ухудшает качество последнего. Повышение температуры обработки окисленной пульпы стоком серного передела выше 100оС (опыты 8, 9, 11) заметно снижает расход МЖО на операции осаждения, практически не сказываясь на показателях флотации. Однако в этом случае резко удорожается обработка окисленной пульпы стоками серного передела из-за необходимости ведения процесса в сосудах под давлением.
Лучшие показатели при высокотемпературном осаждении (опыты 12-18, 21) получены при редокс-потенциале окисленной пульпы, обработанной стоком серного передела, в пределах от +140 до +60 мВ (опыты 13-15, 17, 18 и 21). Проводить обработку при редокс-потенциале выше +140 мВ (опыт 12) нецелесообразно, так как ухудшается качество серосульфидного концентрата и повышается удельный расход осадителя; обработка при редокс-потенциале ниже +60 мВ (опыт 16) резко ухудшается показатели флотации. Также резко ухудшаются показатели флотации при редокс-потенциале обработки +110 мВ (опыты 19, 20), когда температуру осаждения поддерживали ниже точки плавления моноклинной модификации серы. Повышение температуры обработки окисленной пульпы стоком серного передела выше 100оС (опыты 17, 18) позволяет получить высокие показатели флотации, однако при этом существенно повышаются затраты на осуществление процесса обработки в сосудах под давлением.
Результаты опытов подтверждают возможность осуществления способа и его преимущества перед способом-прототипом.
Таким образом, изобретение позволяет снизить потери никеля и меди с хвостами серосульфидной флотации за счет повышения их извлечения в концентрат, соответственно на 4-7 и 4-9% (абс), а также улучшить качество серосульфидного концентрата за счет одновременно повышения в нем содержания цветных металлов и снижения содержания железа. (56) Авторское свидетельство СССР N 870475, кл. C 22 B 3/20, 1981.
Формула изобретения: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий автоклавное окислительное выщелачивание исходного материала в водной пульпе под давлением кислорода при температуре выше точки плавления серы с переводом цветных металлов в раствор, серы - в элементарную, железа - в оксиды, обработку окисленной пульпы стоком серного передела, содержащим непредельные соединения серы, осаждение сульфидов цветных металлов из раствора окисленной пульпы с последующим выделением сульфидов цветных металлов и элементарной серы в коллективный серосульфидный концентрат, а оксидов железа в отвальные хвосты, получение из серосульфидного концентрата серы и сульфидного концентрата с образованием стока серного передела, отличающийся тем, что обработку окисленной пульпы стоком серного передела ведут при значениях редокс-потенциала (+390) - (+310) мВ по платиновому электроду относительно хлорсеребряного электрода сравнения, а осаждение сульфидов ведут при температуре ниже температуры точки плавления моноклинной модификации серы или обработку окисленной пульпы стоком серного передела ведут при значениях редокс-потенциала (+140) - (+60) мВ по платиновому электроду относительно хлорсеребряного электрода сравнения, а осаждение сульфидов ведут при температуре выше точки плавления моноклинной модификации серы.