Способ переработки сульфидных материалов

 

В.В.Ивановский, А.А.Заходякин, Я.И.Шнеерсон

Е,И.Вигдорчик, В.H.Ôåäoðoe, А.Л.Сиркис, Н .А и S.Ä.Øàõîâ (72) Авторы изобретения фрицев

Государственный проектный и научно-исследов институт Типроникель" и Норильский ордена и ордена Трудового Красного Знамени горнометаллургический комбинат им.А.П.Завенягина ельский е а. (7I) Заявители (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ ИАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов.

Известен способ переработки сульфидных материалов путем окислительного выщелачивания(1 ).

Наиболее близким к предлагаемому

S .по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфидных материалов путем окислительного выщелачивания с по" лучением элементарной серы при повышенном давлении кислородсодержащего газа и температуре выше точки плавления серы в присутствии поверхностно-активного вещества

Недостатком известного способа является сравнительно низкая производительность каскада автоклавов.

Целью изобретения является повышение производительности и стабилизации температурного режима.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки сульфидных материалов путем многоступенчатого окислительного выщелачивания с получением элементарной серы при температуре выше точки плавления серы, повышенном давлении кислородсодержащего газа, в присутствии

ПАВ вещества и отношении жидкого к твердому в выщелоченной пульпе 1-2,5 пульпу разбавляют выщелачивающим раствором в отношении 0,05-1 к объему исходной пульпы.

При переработке сульфидных матери" алов путем окислительного выщелачивания в каскаде аппаратов при повышенном давлении кислородсодержащего газа и температуре выше точки плавления серы в присутствии

ПАВ с получением элементарной серы и отводом избыточного тепла в каскад аппаратов или секций, при повышении о температуры процесса выше 125-160 С подают выщелачивающий раствор в коли3 933765 4 честве 5-1001 от объема исходной пульпы. Расход выщелачивающего раствора регулируют пропорционально задаваемой производительности. В этом случае за счет подачи непосредственно в окисляемую пульпу выщелачивающего раствора,. имеющего пониженную температуру, производят интенсивное поглощение тепла. Именно эа счет этого и достигают увеличения производительности способа. В качестве выщелачивающеro раствора могут быть введены . раствор серной кислоты, оборотные растворы и вода. Подача выщелачивающего раствора может осуществляться в каждую секцию, если аппа-раты являются секционированными.

>Пример 1. Испытания, прово<дят на полупромышленной установке.

Окислительное выщелачивание пирротинового концентрата проводят в гори- . зонтальном футерованном с титановой внутренней оснасткой автоклаве, состоящем иэ каскада четырех секций, общим объемом 1,74 м, с механическим

3 перемешиванием. Регулирование температуры производят в каждой секции с помощью встр< енных трубчатых теплообменников. Кроме того, секции снабжены системой подачи выщелачивающего раствора (в данном случае воды/.

Пульпу пирротинового концентрата с плотностью 1,45 кг/л насосами высокого давления непрерывно подают в первую секцию автоклава. В качестве IlAB вводят смазку ЦИАТИМ-208.

В качестве окиСлителя подают кислородовоздушную смесь с содержанием ки лорода 603. Общее давление в автоклаве поддерживают на уровне 15 атм.

Температуру процесса поддерживают в пределах 125-160оС. В окисленной пульпе определяют степень разложения пирротина, являющуюся основным технологическим показателем процесса.

Продолжительность каждого опыта составляет около 100 ч.

Окисленную пульпу после автоклавов направляют на последующие переделы технологической цепочки.

В ряде секций при проведении испытаний (опыты 1-3) теплообменники не справляются с отводом избыточного тепла и поддержанием температуры при заданном расходе воды в теплообменники. В этом случае при достижении 160 С в данные секции непосредственно в пульпу производят подачу выщелачивающего раствора, в данном случае воды, до снижения температуры до указанного предела.

В опытах 1 и 3 производительность по исходной пульпе составляет 450 л/ч (удельная нагрузка по твердому на рабочий объем автоклава 0,145 т/м ч), а в опыте 2 - 600 л/ч(0,193 т/м.ч).

10 Подача выщелачивающего раствора в них составляет 484(опыты 1 и 3 ) и 1003(опыт 2) от объема исходной пульпы.

В опыте 4 (беэ подачи воды в секции автоклава ) производительность по пульпе составляет 250 л/ч (0,08 т/м .ч). При этом теплообменники справляются с отводом тепла и под..держанием требуемого температурного

20 режима при максимальном расходе воды.

В пульпу пирротинового концентрата перед подачей ее в автоклав до<бавляют ЦИАТИМ-208 из расчета 0,34 от веса твердого и дополнительно

0,001 кг на каждый литр подаваемого по секциям выщелачивающего раствора.

Эффективность способа повышается при дополнительном введении в процесс

ПАВ в количестве 0,001-0,01 кг на 1 л выщелачивающего раствора, подаваемого в аппараты при повышении температуры.

В противном случае, за счет снижения объемной концентрации ПАВ может происходить образование серосульфидного плава в автоклавах, приводящее к остановке процесса, а следовательно, к снижению производительности.

Расход ПАВ в укаэанном интервале определяется эффективностью выбранного реагента.

Порядок подачи ПАВ может быть осуществлен следующими методами: постоянный расход ПАВ с учетом возможного последующего разбавления подаваемым выщелачивающим раствором в головных секциях каскада аппаратов, переменный расход — за счет подачи -ПАВ непосредственно в секцйи аппарата, одновременно с выщелачивающим раствором.

Сопоставление данных полупромышленных испытаний дает возможность заключить, что проведение выщелачивания по предлагаемому способу обеспечивает существенное увеличение производительности процесса с получением технологических показателей, обеспе5 9337 чивающих требуемую степень разложения пирротина (не менее 903).

Пример 2. Испытания проводят в промышленных условиях. Выщелачивание проводят на каскаде аппара- s тов, состоящем иэ четырех последова-. тельно соединенных горизонтальных автоклавов, объемом гю 125 м каждый, с механическим перемешиванием. Каждый автоклав .в свою очередь разделен на две секции. Регулирование температуры в каждой секции осуществляют с помощью встроенных теплообменников эа счет изменения расхода воды в них. Внутренняя оснаст- э ка автоклавов и внутренний плакирующий слой корпуса выполнены из нержавеющей стали ЭИ-943. Секции каскада снабжены системой подачи выщелачивающего раствора. Пульпу пирроти- 20 нового концентрата с плотностью

1,62 кг/л непрерывно насосами высокого давления подают в первую секцию головного автоклава. По конструктивным особенностям (коррозия плаки» 2S рующега слоя) температура в первых трех автоклавах должна быть в пределах 125-130 С, а в последнем не более 100 С. В качестве окислителя подают кислородновоэдушную смесь с содержанием кислорода 50-703. Давлеййе в автоклаве поддерживают равным 13-15 атм. Удельную нагрузку автоклава по твердому поддерживают равной 0,16 т/м ч. Во второй секции каскада автоклавов температура достигает 135 С, хотя расход хладагента (воды) на эти теплообменники максимальный (более 500 м /ч ). При повышении температуры до 135 С в ука- в занную секцию подают воду (выщелачи-. вающий раствор) с расходом 3,5 м /ч

65 6 (53 от объема исходной пульпы) и этот расход поддерживают в дальнейшем, что позволяет снизить температуру и обеспечить ее поддержание в заданных пределах (125-130 С) при указанной производительности. В пульпу пирротинового концентрата перед подачей ее в автоклав производят добавку сульфит-целлюлозного щело.ка (ПАВ) из расчета 0,53 от веса твердого и дополнительного 0,01 кг на каждый литр, подаваемого в секцию выщелачивающего раствора (35 кг/ч).

Продолжительность испытаний состав.ляет, 10 сут. Выщелоченную пульпу после автоклавов направляют íà последующие переделы технологической схемы.

Состав пирротинового концентра" та, показатели процесса выщелачивания и полученные результаты пред" ставлены в таблице. Для сравнения в таблице приведены результаты испытаний, проведенных по известному способу.

Сопоставление представленных результатов свидетельствует, что реализация предлагаемого способа в промывленном масштабе позволяет увеличить производительность процесса с гюлучением технологических показателей не ниже требуемых.

Иэ результатов испытаний видно, что реализация предлагаемого способа переработки сульфидных материалов гюэволяет на 163 повысить производительность автоклавного передела за счет подачи выщелачивающего раствора в секции каскада автоклавов для обеспечения требуемого температурного режима.

1 l

i (C (Х

1 fQO

I Х Ш .(> (>)

1 ( в о

CZ CL

>l C

Iо о

Х 3

Л>(е>

Х в .

1- 1(Ч

МЪ

«

Ф

Ю

CO

С:>

LA

--(С> м

0 >

I .(> Э

z э о

C в л

)- Ш (> а

1 а

Щ с

s ((: Is o

-0 л

0

LA л О

О

Ю

CA

I CL о.о

X

fQ

I2l с о

Ю

С>

Ю (D

С> л

CD

° I

Э .>> х

Х

I Э с

З

E о

CL

С:

X х о о

СЭФ

) fQ

) m

I fQ (c>

С (l

CD .СО .- 3

CD в l

Ю

ОО

Ю л

Ю

LA

Н\

Ю м

CD м

Ю м

Г Г х! I S

1 1 Iо

1 1 CL

1 1 CL о о I 5

С=

I ° I !

l Ф 1 (Q

I- l а

1 CQ I В а I (>

1 I- !

1 Х

1 В

1 .Т

1 Х о

I Y

1! Ф 1 Л

fQ (Х

1 I- ) Э и о

I

l сО

LA л м О

Ф

С>О (Ч

;Х

Ю м

01 О (Ч

01

CO 1 о! о) 1 Э

1 (D

СО

СЧ

М\

CD

С>

LA

LA (7l

Ю м

Ю

Ю

1

1 !

1

l

1 ! !

1 — I

I !

I !

1

1

1

I ! !

I .(>

1 (D

1 У

1 X

1 Х

I (Ч (Ч л м

0 (Ч л м

Я ( с в

=г

>X I У х)> )- о вев

fQ O

fQ»s

О Х>

Ц 1 Х

В (О асс о с: с:

Ю

CD м

CD м

1Г\ л м (D м

) !

1 I

1 Э а в ! C !

s (о У о и о (о

fQ (> c1!

) со

С> ((1

>5 К. л Е

X Iв (Q

L (() (1

CX

В СО

CL Cf.

С:

СО

Ю ()

>5 Z .(> 2Е

Х I (Ii с

Ш

fQ (!

C(, в со

CL C с г

СО

Ю

CV

K

>X X ь )Х c(1- С

o z

В 1

Ф ((.> (9 ох

X C:

I 1 в 1О О х fQ .(> 1 а

1 t fQ fQ эх со

1 1- Э I ! x 1- + в

1 Х Y 2 9

1 Ц Ф Я

1 О л Щ

I СаЗСФ

I осС5О

ctaJal (p = l- i>o O .(> Ф (Q (() Imm cLa.c

1 (()

I O IФ fQ! I- CL

О (Q (Q O

17оМВВ

1 S Ф:Г

I 5 CQ X о с -о с: О Y !

1 !

1

1 !

l !

I !

l

I

I

1

Л

1

I

1 !Х

1 S

1 ())

1 II Л3 с

О ! 5

I ! в — Х> х

I l Х о ) m (! С, О> 1 g

L ) 2

mr! O

cI а

Д C

1 Оъ

1 ( о

1 (I

I !

1

1

1

1

1

1

9 933765 10 формула изобретения с я тем, что, с целью повышения производительности и стабилизации

Способ переработки сульфидных ма- температурного режима, пульпу разтериалов путем многоступенчатого окис- бавлявт вьщелачиваецим раствором в лительного выщелачивания с получе- 5 ..отношении 0,05-f к объему исходной нием элементарной серы при темпе-. пульпы. ратуре выше точки плавления серы, Источники информации, повышенном давлении кислородсодержа- принятые во внимание при экспертизе щего газа, в присутствии поверхност- I. Авторское свидетельство СССР но-активного вещества и отношении <е М 583189, кя. С.22 В .3/00. 1917.

:жидкого к твердому.в выщелоченной 2. Авторское свидетельство СССР пульпе 1-2,5, о т л и ч а ю щ и и - .iN 508551, кл. С 22 В 3/00, 1973.

Составитель И.Петрова

Редактор О.Персиянцева Техред.К.Иыцьо Корректор И.Демчик

Заказ 3868/9 . . Тираж 660 " Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, .Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4