Способ переработки ферросульфидного полиметаллического материала

 

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов, в частности к автоклавной переработке высокожелеэистых сульфидных материалов , содержащих ценные компоненты. Цель изобретения - удешевление процесса за счет повышения селективности разделения цветных металлов и железа . В процессе гидрометаллургической переработки исходного ферросульфидного материала осуществляют его автоклавное выщелачивание в кислой водной пульпе при температуре вьше точки плавления серы и избыточном давлении кислорода, совмещая выщелачивание с последующей автоклавной железоочисткой раствора окисленной пульпы подачей портландцеменого клин-, кера до рН пульпы 2,3-3,9. Пульпу от автоклавного процесса подвергают сгущению и разделению фаз, 3 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1375669 А 1 (51)4 С 22 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

li

I НЕА yacc ф ф

) ф

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4078259/23-02 (22) 16.06.86 (46) 23.02.88. Бюл. N 7 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им. А.П, Завенягина (72) А.Н. Гуров, А.Л. Сиркис, А.И. Оружейников, Я.М. Шнеерсон, С.Н. Вашкеева и В.Ф. Гринберг (53) 669.053.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 836176, кл. С 22 В 23/00, 1979.

Цветные металлы, 1984, 9 2, с,7-11. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФЕРРОСУЛЬФИДНОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов, в частности к автоклавной нереработке высокожелезистых сульфидных материалов, содержащих ценные компоненты.

Цель изобретения — удешевление процесса за счет повьппения селективности разделения цветных металлов и железа. В процессе гидрометаллургической переработки исходного ферросульфидного материала осуществляют его автоклавное выщелачивание в кислой водной пульпе при температуре вьппе точки плавления серы и избыточном давлении кислорода, совмещая выщелачивание с последующей автоклавной железоочисткой раствора окисленной пульпы подачей портландцеменого клинкера до рН пульпы 2,3-3,9. Пульпу от а автоклавного процесса подвергают сгущению и разделению фаз. 3 табл.

1375669

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов, в частности к автоклавной переработке высокожелезистых сульфидных мате5 риалов, содержащих ценные компоненты.

Целью изобретения является удешевление процесса за счет повышения селективности разделения цветных металлов и железа. 1О

Пример 1. Опыт по известному способу.

В качестве исходного ферросульфидного материала используют пирротино.— вый концентрат следующего состава в твердом, : никель 2,55; медь 1,22; железо 49,11; сера 30,55; пирротин

68,50; породообраэующие 16,23; отношение суммы цветных металлов к железу 0,077, Исходный материал с добавкой к нему ПАВ (экстракт селективной очистки масляных фракций нефти, ЭСОМФ) в количестве 0,3 мас. в виде водной пульпы при Ж:Т = 1,5 подвергают окислительному вьш елачиванию при 137- 25

140 С в непрерывном режиме в полупромышленном автоклаве> состоящем из

4-х секций общим объемом 1,74 м . При установившемся режиме выщелачивания> когда степень разложения пирротина 3О в 3-й секции автоклава составляет

98,7 ., оттуда было отобрано около

30 л окисленной пульпы для проведения окисленной пульпы для проведения лабораторной железоочистки. Состав окисленной пульпы следующий в твердом>%: никель 0,54; медь 0,49; железо 40,63; .сера общая 22,92; в т .ч. сера элементарная 18,69, в жидком, г/л: никель

14,19; медь 4,86; железо 23,38; сера 40

34,07, рН = 1,21, отношение суммы цветных металлов в железу 0,81.

Железоочистку раствора окисленной пульпы осуществляют в титановом лабораторном автоклаве объемом 3,0 л 45 с механическим перемешиванием, оборудованном системами регулирования температуры и давления, подачи .технического кислорода и отбора проб. В лабораторный автоклав загружают 1,7 л окисленной пульпы, в т,ч. 1131 r

50 твердого и 1,36 л жидкого, указанного состава. К окисленной пульпе в автоклав на железоочистку добавляют кальцийсодержащий продукт — иэмель"

«55 ченный технический известняк с содержанием 85,6 СаСО . Количество загруженного в опыте известняка 40 г, что соответствует удельному расходу

%кальцийсодержащего продукта 40 г/т к исходному ферросульфиднаму (пирротиновому) материалу, или в пересчете . на СаΠ— 19,2 кг/т исходного материала, Кальцийсодержащий продукт задают в виде водной пульпы с Ж:Т = 3,0.

После загрузки автоклав герметизируют и смесь при перемешивании быстро на-. гревают до такой же, как и на выщелачивании в полупромышленном автоклаве, температуры около 140 С. При достижении указанной температуры начинают подачу в автоклав кислорода под избыточном около 1,0 МПа давлении и с этого момента отсчитывают время железоочистки, По прошествии 20 мин, что соответствует среднему времени пребывания окисленной пульпы в 4-й секции полупромышленного автоклава, пульпу охлаждают и выгружают, Из пульпы после железоочистки отбирали пробу для анализа, после чего проводят сгущение пульпы в мерном цилиндре для выделения фаз укрепленного селективного раствора цветных металлов с минимальным содержанием железа и сгущенного железистого продукта. Одновременно с этим определяют показатели сгущения пульпы после железоочистки. Производительность сгущения пульпы рассчитывают по стандартной методике из графика скорости отстаивания раствора, принимая за базовую характеристику содержания твердого в сгущенном продукте 50 ..

По данным химических анализов, объемных и весовых измерений были получены показатели процесса: степень желеэоочистки раствора пульпы 89,4 при рН пульпы 1,85; селективность процесса, характеризуемая соотношением суммы цветных металлов к железу в растворе после железоочистки 7,3 при извлечении цветных металлов в селективный раствор 65,1%. Производительность сгущения пульпы после желеэоочистки 0,365 г/м сут.

Результаты опыта сведены в табл.l°.

Опыт по предлагаемому способу.

Условия опыта, включая режимы и последовательность операций, количество и состав окисленной пульпы, saдаваемой на железоочистку, а также эквивалентное в пересчете на Са0 количество кальцийсодержащего продукта на желеэоочистке такие же, как B опыте 1. Отличие в том, что в качестве кальцийсодержащего продукта на авто1375669 клавную железоочистку задают портландцементный клинкер. Используют измельченный клинкер следующего состава, : СаО 65,6; Si0 21,79; А1>0

4,58; Ге 0> 4,04; NgO .1,07; 80 0 35; в т,ч. 3CaO ° БхОд 65,26; ?СаО ° SiO>

13,09; 3CaO- Al 0 5, 11; 4СаО AlдО х х ГедО 12,40; содержание класса, крупности минус 30 мкм более 90 °

Результаты опыта с использованием портландцементного клинкера и сравнение их с результатами предшествующего опыта по известному способу с использованием на железоочистке известняка представлены в табл.2.

Для оценки положительного эффекта, достигаемого при использовании на автоклавной желеэоочистке, по предлага- 2р емому способу, в качестве кальцийсодержащего продукта портландцементного клинкера, по сравнению с известным способом, rpe на железоочистке используется известняк, было выполне- 2g но 7 примеров по два (известный и предлагаемый) варианта в каждом примере.

Данные этих примеров, в которых изменяют количество задаваемого в процессе кальцийсодержащего продукта, а также сравнительный анализ показателей предлагаемого способа с известным, представлены в табл.3.

Примеры 2 — 6 в табл.3 показывают, 35 что при переработке ферросульфидного полиметаллического материала использование в качестве кальцийсодержащего продукта в операции автоклавной желе40 зоочистки под давлением кислорода— портландцементного клинкера в количечестве 40-130 кг/т исходного ферросульфидного материала позволяет при значении рН пульпы 2,3-3,9 на железоочистке повысить извлечение цветных металлов в селективный раствор на

6,2-14,5 абс. . Это позволяет в 1,41—

4,95 раза повысить селективность разделения цветных металлов и железа в

50 растворе для последующей переработки, по сравнению с известным способом, где в качестве кальцийсодержащего продукта в операции автоклавной железоочистки используется известняк.

Снижение расхода портландцементного клинкера на железоочистке менее 40 кг/т исходного ферросульфидного материала, как в примере 1, где расход портландцемента 30 кг/т и рН пульпы на железоочистке 2,0 не дает повышение селективности процесса, по сравнению с известным способом, Повышать расход портландцементного клинкера на железоочистке более

130 кг/т исходного феРросульфидного материала, как в примере 7, где расход портландцементного клинкера

140 кг/т, нецелесообразно, так как в этом случае рН пульпы увеличивается более 4,0 (рН = 4,32 в примере 7), что сопровождается резким возрастанием степени соосаждения цветных металлов при железоочнстке и селективность процесса снижается до уровня известного способа.

Из примеров 2-6 также видно, что подача в пульпу на железоочистку в качестве кальцийсодержащего продукта портландцементного клинкера по предлагаемому способу повышает в

1,24-1,97 раз производительность сгущения автоклавной пульпы по сравнению с известным способом, что является дополнительным преимуществом способа, так как позволяет сократить площади сгущения технологической пульпы.

Таким образом, при подаче в окис- . ленную пульпу на автоклавную железоочистку в.качестве кальцийсодержащего продукта портландцементного клинкера в количестве 40-130 кг/т исходного ферросульфидного материала повышает селективность разделения цветных металлов и железа, что удешевляет процесс извлечения иэ ферросульфидного материала цветных металлов. формула изобретения

Способ переработки ферросульфидного полиметаллического материала, включающий автоклавное его выщелачивание в кислой водной пульпе нод давлением кислорода с переводом серы в . элементарную, цветных металлов — в раствор, железа — в гидроокислы и автоклавную чистку раствора пульпы от железа при повышении рН подачей в выщелочениую пульпу кальцийсодержащего продукта а последующим извлечением цветных металлов и серы в концентрат и выводом гидроокислов железа в отвальные хвосты, отличающийся тем, что, с целью удешевления

1375669 продукта используют портландцементный клинкер и подают его до рН пульпы

2,3-3,9. процесса за счет повышения селектив-. ности разделения цветных металлов и железа, в качестве кальцийсодержащего

>аблмма! аомпонентм Вес, r (объем, л) эле ение

Йелеэоочнстна

Окисленная пульпа2 3,0 в т.ч. твердое 11,31 раствор 1,30 в т.ч. твердое 54>7 раствор О, 16

7,5 61,50

0,59 7,257 в т.ч. твердое 1230 растэор l>52

l l ° 95 IS 16

4,788 39,24

Ю>078 Ю,074

-0,083 -0,31

Сгущение и декантацня фаэ

Вода на яро>е>вке 2,25

Сгущенная пульпа (54912 тв): в т.ч. твердое 1228

0,60

7,736

30,34

0 63 раствор 1,04 0,27

I,I0 0,09

0>281

Селектявнмй раствор

2+3 6,47 17>66 69,26 I ° 70 4,64 38>04

+0,177 +0,70

-0,099 -0,60

Флотацяя сгу»

Меккой пулъпы

Вода as флотац>еа 4,93

Пулъпа концентраты р т.ч. твердое 294

1,76

5,233 . 20,52 2,33

6,85 56,15

0,016 раствор 0,653

0,12

0,064

0,25

0>03

0,03

12улъпа нэостов:

2,146 в т.ч. твердое 934

0,23

6,42

0,064

0>602

4,94 раствор 4,92, 0,046

0,226 0,88

-0,008 -0,04

0,0!

Неэ явка

П р и и а ч а и я e : :Иэвлеченяе цветмак металлов 32>052

Иээестмяк (раскод 54,7 кг/т мснодного ферросулэфщдного материала):

Пулэпа после меле эоочнстнн (рИ 2,251 ар- Еолнмание, г/л r

0,54 6,11

14,19 19 39

23,96 0,49

76,04 4,86

28,46 0,61

7l 23 3,15

Иэвлечеине, 2

5 60 45 90

6 6l 54,10

7,368 60,39

0,0983 0,77

0,049 0,40

-0,043 -0,34

1375669

Продолжение табл.!

Сера

Суелвво

) ,к,р- к - к панне, честно, чвнне, ../ I °

2 оли- йввлеество, чес(1»е, й

Наале- Содерчвине, 1 наине, 2

Количеств г

Велевооиистка

Окисленная пульпас в т.ч. твердое 40,63 459,3 93,52 22;92 259,2 84,84 18,69 211,4 . 66,19

6,48 . 34,07 46 ° 3 l5,16 раствоР 23,38 31,8

s т.ч. твердое раствор

9I 39

16,90

39,50 485,8

207,87

98,93

8,16

17,55 раствор 1,80

2;73

-0,45

Невявка

2,51

Сгущение н двкантацня фа в

Вода на про»»ывке

Сгущенная пульпа (54,12 тв) в т.и. твердое 39 gp раствор О 04

489,9 99,17 22,80 279,98 91»64 16,0 207 ° 7 67,98

0041 0 ° 01 0 34 0 35 0»11

Свлективньсй растSOP

0,97 2,65 0,54 8,90 24,29 7,96

Наливка

-0,56 «О»11

-О, 19

-0,06

+Z,49 Ю,31

Елотепнв сгу щенной пульпы

Воде на флотацисв

Пульпа концентрата:

76,13 в т.ч. твердое l2 84 раствор

203,4

69,2

37,75

7,68

80 15

66, 59

235,6

0»03

0,085

О,pl

0,01

0,16

Пульпа хвостов: в т.ч, твердое 48,4

16,77

5,6

0,6

92,05

1,83

48,19

5,16 раствор р,008

0 55 0 27

0 09

0,01

+0,27

Ю,97

+0,44

+I 74

+2,93

Невязка

11эвестняк (расход 54,7 кг/т исходного ферросульфндного ма" терпела)с

Пульпа ааслв нвлввооиисткн (рН 2,25) 452,0

0,039

+l 35

Соде й, г

22,10 279,2

l6,4О 24,93

-t,37

Э т.ч. сера внементнаи

° °!

375669

Медь

Компоненты

Окисленная пульпа!

0,54 6 !l

23,96 0,49 5е6 45,90 в туч, твердое 113114,19 19,39 76,04 4,86

l,36

6,6! 54,10 раствор в т.ч. твердое 1220 0,50 6,!О 23,92 0,50

6, 10 50,00

61068 49ъ74

13,0 19,24 75,45 4,10 раствор 1,48

-0,16 -0,63

-0,032 -0,26

Кевяэкв

Сгущение и декантвция фвэ

Иода нв промывку 2,14

Сгущенная пульпа (58,3Х. тв):

0 55 6,699 26,27 0,52

0,24 0,209 0,82 0,07

6,33 51 9!

А1061 0950 в т.ч. твердое 1218 раствор, 0,87

Селективный раст". вор 2,75

5,885 48,24

+0,066 +0,65

6,80 !8,7 73,33 2,14

+0,108 +0,42

Невя9ка

Флотвция сгу - щенной пульпы

Вода на флотаЦЗЮ

4,40 .

Пульпа концентрата:,Портлапдцементный клинкер (рвсход 40 кг/т исходного Материала): в т.ч. твердое 40,0 рвствбр 0,12

Пульпа после келезоочистки nps рН 2,3:

СодерВанне ° г/л, Х

° Ю

Коли- Иввле" чество, чение, г Х

Содераание, г/л и

Количество, г

Канде» чение, й

1375669

Таблица 2

Сера обхаи

В т.ч.сера элеиентарнав

Иввле чение, Х

Ф

40,63 459,3

84,84 18,96 211,4 60,68

93s52 22,92 259,2

23,38 31,8

6,48

34,07 46,3

211 4

491, l

68,60

100t0

305,5

40,2 490,4 99,86 91 45 17,2 209,8 . 68;68

0 >43 18,3 - 27,08 8,86

I 44 2,13

+0,96 Ю,31

+1,43 +0&29

90,90 17,0 207,0 67, 77

39,90 485 9 98,95 22,80 277,7

0,09

8,77

0,04 0,035 0,01 0,33 0 287

9,52 26,81

"0,71

0,15 2,06 0,42

-3,11, -0,62

-Ою24

Ne»esa

Соде р Юолихаиие, чество, г/», Х г

Иэвлечекие, Х

Cageyxauue, г/и, Х

11оли-чество, г

15,16

100,0

Содерхакие, Х

Количество г

Иввле» ченне, Х

j 375669

Компоиеитм

Содер"

1 78 З,оо

0411 0,06 в r в% ° зердое 281

Рае гвор Оэ 5

Пульпа хвосгов

0,141 О,И 0,01 О,ОН О,ЗВ

0,0Э

-О,IО "О,Э9

See, г (объем, л) ваиие, r/ë, Х чество, г

Иввле- Содерчеиие, каиие, и г/л, Ж

19,61 2,07 ° 5,816 47,67

0,24 0 ОЗ О 016 0,013

1375669

Продолжение табл.2

Велено т.ч.сера элементарнал

Сера общан одермание, Еолн» чество, г

72,8 204 5 66,96

76,52

13,0 30,9! 6 ° 29

0403 0 005 001

0,03

4,8 44,97 . 14,72

0,05 0,236 0,08 .

0,40 +о,а

1,22

3,75

0,4

М,8 .. 547,2 93,1!

0,00l 0,005 0,01

"0,92 -0,18

° 1 6 . -0,50

Содераание, г/л, I

Количество, г

Извлечение, Х

Cagey" йание, г/л, Х

83,20 233,8

О ° 1S 0,082

Извлечение, Х

Количество

Извлечение, й

1375669

17.1 с Ъ !, 1

I 1 (!

l б

Π!—

00 (Ч 00 (4 м м

° » о о о а сч (О Л О л л л о о о х

34 ф а э х о о х

Ц (d i

Х и о!, (О I

1 а Ц х о

8 о о

1 >

О (0 х (>Б и

o o

O о

».О

1 ! с

»л» д Э э 1 Е

Ц а э Р

m х х(> о

Х

u o

Х Х (0

1 о

И

Й х

1 !

O I

i (0 А

1 !-"!

t о

Ц

»3 сь м л о

>(l

1 о»

v Z оХ сч О 00 м м

o o о

>Б ю и (U

1

1 ! э

1 Ра со О м о м а

o o л- о

o o о о х х э х о

Х

C(j !

» о

O » O с4

1 : и о

И (d а о

Ш и

td а л х

И х х о о со

o o

o o о о о о

М б о л л о о м

01 л м

С>

01 с ») I

1„"

° л

4 Д о о

o o

00 О О

00 о м л Ф

1

° ((( х х л ц а

Э 1- О Э

И Х &»

Х ° 4 И (d х х х е

1-» и (tj х х

00 (Ч л а

I э о е о 3 х х

О, 1" 4ОЭ и !с и и ((!

У х я

»»

1» и х

6

Ф о

»0

Ц о х о

1

1

1

1

1

I

1

t

1

1

1

I

1„ Ъ о о х

1 о

4 х

vI ои Вх!с

О! dj х ! Х 1 О I & g !С о! хээ,, 1 !» а Р» и э м

О 1 (0 э Ц и

1х323

I э

f»

Д Э л (tj (d I о оэхо ахиdj

41эиЮîэ

o K (jI 0j 5 о э

4 В И Х (0 Я Я

О О 00 Л â€” Со л A а л а A O

Л- СЧ Со 00 а а О ((м м - e л л а л л о л 00 00 (1

С> > СЧ О 00

Ol л Ol ° \ » л O (с> о сч (Ч О с 1 сч

iО ю иi .0 (1 м с о с (.(o о < 4 м б б

O O Ф

o o о о г о гч о

00 (» м со »»О . О»

Ф »\ л O » O сч (ч м м с> о о

o .r о а а л O

О - O (О ((> Cj

С (С (— М ° iО . Г 00 а л а л O

О О М СЧ С0 О (К > О л со <:ь го

1375669

I о а

И ххв х р д !

» и и

1 х

Ц о х х

I о

Ц

Ф

Ц и о

Е»

cd а

ЕС

I о

1:»

Ф о х х л

cd

О» °

Ф 1-

Ц

Ф а

Id ЕС

cd а а 1

I х

Ф х х

Р3 о

Ц л

Д 1»å о

Id u

Е Ю

u cd

«0 л сч

О л л сч !

1 ° в м Ф

Хоев

"1" ", Е» ЕС 6) Е в и х х

Е х и х о

Н о х о

О О О

00 л л л о î о

1 ВЯ

Ф Е и Х фво

С1 Е Ц ЕС

В в ххо f.

1

I о л

1 л

1 сч

1 ь и1 О 1

Ф б м1 1

1

1 (." о о о

Ц е с )

СО С" ) л л

«о о о сч с 1 х

ЕС

Е» о

ccl а

Ф а

CEЦ Я

ООЕ о

I а

Q а 1

Е» Р I

ЕС I

1 и

I

l

1 л

1 л

5Р

Й о х о о л о

В О О

O л м л

Ch С л л

СЬ

< l

Е» !с! ф л в о

Е 4 ЕС cd

1 1 ц о

1 М О И Е» !

С и

О Ф во о1 е мхй

Е 4 ЕС Х 1 III

I c 1 а Ф и ххо о л О с»1

Ф Ф

Д Е» P 4 х

ЕС

Е и х

Р о

I ж о а

3 OD O

СО О . л л л л о о о

1 х

tf о

О О со сч л

m оо л л л л о о о сч о

Ф л о

l л о о л л о о сч о с с 1 О

° \ л (Ъ о о л о л о

Р о о

Щ О с Ъ л л о о г о с» л л л с»ъ с «ч

1 л л л сч сч

Ch с» л л с Ъ

Ц о о

»С с» о о с»

° I

6»

Е х х

i ц 1 о я

v о о о

Е» 4 Ъ

1:( о а х

cd

E х с6

1

t д

1 Ц

I l»

I cd

1 !4

1 f»

1 Х о

Г» о х

Ь

QI х о

ЕС

Я (б

Е» о о о

Ф

Х

Ф С» !

v о х

И ЕС

cd u о л сч о сч Ф «h о1 aQ л л а л

1/\ о с») л л A л сч N сч I сч <ч

Ch л л

cv O

М О О

1 1 с»)»» Л л л л о о о о о сч л л л л

d0 е с с л . О О О и сч л о . — с о л л л л л л о о о о

О !с О О о и а о л

° Ь л л л л сч сч сч с»1 с 1 сч cb ь о o o о о а а сч с

«Ч N % Ch с»Ъ о1 О