Способ комплексной переработки пиритных концентратов

Способ комплексной переработки пиритных концентратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и селективным выделением металлов из. сульфатных растворов, о т л и ч аЮ щ и и с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, перевод сульфидов железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимое сульфаты осуществляют сульфатизацией газообразной трехокисью серы при 140-160 С. 2. Способ по П.1, от лич ающ и и с я тем, что в качестве трех- Q окиси серы используют оборотный газ kn сернокислотного производства.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (29) (11) g(51) С 22 В 3/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) 1. CIIOmB KOM1IJIEKCHOA ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЦХ KOHUEHTPAT0B, вклю чающий перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и селективHHM выделением металлов из сульфатных растворов, о.т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса, перевод сульфидов железа и сульфидов цветных металлов в водораствориьые сульфаты осуществляют сульфатиэацией газообразной трехокисью серы при 140-160 С, 2 ° Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве трехокиси серы используют оборотный гаэ В сернокислотного производства. (21) 3431334/22-02 (22) 28. 04. 82 . (46) 23.08.83. Бюл. Р 31

:. (72) H. В. Свистунов, Л. Н. Македонова, А.С.Романов и Л.A.Ïîääóáíàÿ (71) Северо-Кавказский ордена Дружбы народов горно-металлургический институт (53) 669.053.,4(088.8) (56) 1. Борбат В.Ф., Добросельакая К.П., Михайлов В.В. Производство элементарной серы из серных руд при

1 комплексной переработке сульфидных концентратов 12НИИИ и ТЭИ IIN.M., 1971, с. 42-48.

2. Способ комплексной переработки пиритных концентратов термической диссоциац))ей под давлением кислорода.

CW.Kuwda. В.Rudyk. Ч.N.Mackiw. «aron

and $и1р1иог from Sulphide 1гon ores.

"The Canadian h1ininy and Metallurgical bulletun™, ч. 6I, )) 675, р„8198353 °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,1036776

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к металлургии тяжелых цветных металлов, и может быть использовано для производства иэ пиритных материалов серной кислоты, железного порошка или 5 губки, концен-.рата цветных металлов и золотосодержащего кремнеэемистого ост атка, Известен способ автоклавного выщелачивания сульфидов цветных метал- 10 лов под давлением кислорода (1).

Недостатками способа являются необходимость применения кислорода избыточным давлением, а также дороговизна и дефицитность коррозионно-устойчивого автоклавного оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ комплексной переработки пиритных концентратов, включающий перевод природного

I сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и селективным выделением металлов из сульфатных растворов. Согласно способу пирит подвергают термической диссоциации в печах кипящего слоя при

700 С в нейтральной атмосфере полностью сжигаемого природного газа. При этом 40% серы сырья переходит в элементарной форме в газовую фазу, из которой выделяется конденсацией при охлажцении газа. Твердый продукт термической диссоциации, представляющий собой искусственный пирротин состава;РвБлл, подвергают автоклавному окислительному. разложению в оборотном растворе, содержащем серную кислоту при 110ОС и парпиальном давлении кислорода 10,5 атм, в гориэон- 40 тальных автоклавах с мешалками. При автоклавном разложении лишь часть железа переходит в раствор в виде сульфатов, а большая Часть переходит в осадок в виде гидроокиси. 45 часть серы искусственного пирротина выделяется в элементарной форме в виде гранул. Для полного перевода железа в раствор, а также сульфатов цветных металлов автоклавную пульпу разбавляют оборотными сернокислыми растворами и обрабатывают сернистым газом, образующимся на последующей стадии термического разложения основного сульфата железа, при температуре 110 С и давлении 1,4 ат. Раствор сульфатов отделяют Фильтрацией. Нерастворимый остаток, содержащий элементарную серу, сульфат свинца и серебра, прогревают паром выше точки " плавления серы и резко охлаждают. О

Образовавшиеся-гранулы серы отделяют на ситах 28 меш (0,589 мм), расплавляют паром при 150 С и отфильтровывают в расплавленном состоянии через пресс-фильтр для дополнительной 65 очистки серы. Кек от фильтрации воз" вращают на термическое разложение, а серу выдают в ниде готовой продукции.

Пульпу, прошедшую через сито

28 меш, обезвоживают, и полученный кек, содержащий свинец и серебро, направляют на свинцовый завод..

Иэ раствора сульфатов осаждают цветные металлы.(медь, цинк, никель, кобальт) смесью железного порошка и элементарной серы. Осадок сульфидов цветных металлов отделяют фильтрацией и реализуют как концентрат цветных металлов. Фильтрат нагревают паром и направляют на окисление и гидролиэ.

Эту операцию проводят пРи температуре выше 200 С, давлении 1,4 ат в течение 1 ч при перемешивании воздухом.

Сульфат эакиси железа окисляют до сульфата окиси, который гидролизует с образованием основного сульфата железа и гидроокиси. Продукт фильтруют на барабанных фильтрах. Фильтрат направляют в оборот на автоклавное окисление и на разбавление автоклавной пульпы, а основной сульфат и гидроокись подвергают термическому разложению в печах, отапливаемых природным газом. Газы от термического разложения, содержащие дву- и трехокись серы используют на стадии растворения гидроокиси железа в автоклавной пульпе. Окись желеэа, выхоДящую из печей термического разложения сульфатов железа, гранулируют и восстанавливают водородом. Продуктом .восстановления является железный порошок высокой чистоты f 2 j.

Известный способ комплексной переработки пиритных концентратов имеет следующие недостатки: технологическая схема отличается большим количеством операций; термическое разложение исходного сырья требует значительного расхода топлива для поддержания температуры выше 700 С, разложение искусственного пирротина требует сложной автоклавной аппаратуры и в антикорроэионном исполнении", ряд операций технологической схемы требуют полной герметизации аппаратуры для предупреждения утечки вредных газов и предупреждения возгорания серы.

Целью изобретения является упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу комплексной пе» реработки пиритных концентратов, включающему перевод природного сульфида железа и сульфидов цветных металлов в водорастворимые сульфаты с последующим их выщелачиванием и ce . лективным выделением металлов из сульфатных растворов, перевод сульфидов железа и сульфйдов цветных металлов в водорастворимые сульфаты осуществляют сульфатизацией газообразной трехокисью серы при 140-160 С..1036776

Причем в качестве трехокисн серы используют оборотный газ сернокислот% ного производства.

Процесс сульфатиэации концентрата н последующей переработки сульфатного раствора комбинируют с сернокнслотным производством для переработки образующихся газов на серную кислоту и циклического, использования трехокиси серы контактного отделения сернокислотного производства для разложения (сульфатнзацни) пнрнтного концентрата.

Процесс сульфатизации минеральных . компонентов . пирнтного концентрата гаэообраэной трехокисью серы характери - 15 эуется следующими реакциями:

6$оз "е$04+

2FeS>+14SOs=Fe ($04)>+15$0<

3CuFeS +26SO =3CuSO4+FeS0@+Fe<(S0< ) +, о

CuSO4+ 5SO< гп$+4$0э=ЕП$04.+4$02

Золото и серебро, находящиеся в форме включений в сульфидных минералах, после выщелачивания сульфатов железа и цветных металлов концентрируются в небольшом количестве кремнеземнстого остатка, который реализуется как эолотосодержащий флюс.

Процесс сульфатиэации пирнтного концентрата газообразной трехокисью серы изучен в температурном интервале

80-300 С н расходе трехокиси серы

27 см /иин. При этих условиях макси-.

3 мальное извлечение железа меди и се о ры достигнуто при 150 С, а извлечение цинка было .высоким во всем диапазоне температур. Снижение температуры ни- 40 же 140 С сопровождается падением из-. влечения железа, меди и серы из-за недостаточной скорости разложения сульфидов. При температуре выше 160 С извлечение железа, меди и серы также резко снижается. Поэтому оптимальная температура разложения пиритного концентрата трехокисью серы находится B пределах 140-160 С. сущность способа заключается в 50 следующем.

Предварительно подсушенный пиритный концентрат поступает на сульфатиэацню газообразной трехокисью серы при,140-160 С, газообразные продукты ,разложения пиритного концентратадвуокись серы и избыточную трехокись передают в сернокнслотное производство.

Твердый продукт сульфатизации— сульфатный спек подвергают выщелачи- 6О ванию подкисленной водой. Пульпу фильтруют, кек промывают водой и отправляют на -заводы цветной металлургии дпя использования в качестве кварцевого золотосодержащего флюса. 65

Сульфатные растворы поступают на очистку от цветных металлов, которые осаждают железным порошком и элементарной серой. Исходная нонцентрация железа в растворе составляет около

100 r/õ, расход железного порошка

30 кг и серы 15 кг в расчете на 1 т пиритного концентрата. Осадок сульфидов цветных металлов (меди, цинка, кобальта) отделяют фильтрацией и реализуют как концентрат цветных металлов.

Раствор сульфатов железа после .от деления осадка сульфидов .цветных металлов подвергают выпарке и последующей кристаллизации сульфатов. Tsep- . дые сульфаты железа поступают на термическую диссоциацию при 550-бОФС, а газообразные .продукты диссоциациисернистые газы направляют в сернокислотное производство. Чистая окись железа, выходящая иэ печей диссоциации, поступает на восстановление водородом. В результате восстановления поз учают железный порошок.

Пример. Способ сульфатизации,. газообразной трехонисью серы испытан в лабораторных условиях. Химический состав концентрата,Ъг Си 0,16;

Zn 0,76; РЬ 0,05; S10 5,30.; AlgOg

0,57, СаО 0,93; MgO 0,03; Fe 41,10;

S 46,90; Аи 1,9 г/т Ag 18,8 г/т.

Минеральный соСтав концентрата, Ъ! пирит 86,17; халькопирит 1 18; сфалернт 1,i5; галенит- 0,06; -кварц 5,30; остальное 6,14. Крупность asмельчения концентрата 87,2Ъ минус

50 мкм.

Опыты проводят на лаборатоРной установке. Навеску 2 г концентрата на фарфоровой лодочке помещают и трубчатую электропечь..Перед началом опыта всю систему экспериментальной установки промывают аргоном из гаэометра. Аргон, для очистки от углекислого газа и влаги, пропускают через склянки с 10Ъ-ным раствором KOH и натронной известью. Трехокись серы отгоняют при 45 С иэ .высокопроцентио- го олеума, содержащего 65Ъ свободной трехокиси серы, который помещают в колбу. Температуру в реакционной зоне контролируют термопарой и фиксируют на диаграмме потенциометра. Количество двуокиси серы, образовавшейся при разложении пирита, определяют путем поглощения ее водой в склянке в последующим тнтрованием раствора сернистой кислоты 0,1 н.раствором йода иэ бюреткн. Продукт .сульфатизации взвешивают, вьпцелачивают поднисленной водой. Растворы и остатки от выщелачивания анализируют.

Максимальная степень разложения пиритного концентрата достигнута при следующих основных параметрах процессаз крупность измельчения - не. более

87Ъ минус 50 мки; расход трехокиси

1036776

Составитель С. Капитонов

:Редактор H.Джуган Техред М,Тепер Корректор А.Повх

Заказ 5944/26 Тираж .627 Подписное

ВНИИПИ Государственного ксмитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 серы - 18,4 см /мин; температура

140-160 C; время сульфатизации2,5 ч.

Выход остатка от выщелачивания водорастворимюх сульфатов составляет . 7Ъ от массы исходного концентрата.

Содержание золота в этом остатке

26,7 г/т, серебра 250-260 г/т. Основная масса остатка представлена кремнеземсм. 10

Сульфатные растворы после отделения кремнеземистого золотосодержащего остатка очищают от цветных металлов путем осаждения железным порош- )5 ком в смеси с элементарной серой, затем кристаллизуют сульфаты железа о последующей их термической диссо-! циацией. Установлена практическая возможность очистки сульфатных раст- 20 воров от цветных металлов и получена чистая окись железа, пригодная дпя получения железного порошка установленной ГОСТ чистоты.

Кроме того, .достигнуто извлечение ценных компонентов в товарные про" дукты, Ф: железо 97; сера в серную кислоту 97; медь 96 цинк 90; золото 99„ серебро 95.

Технико-эконсмическая эффектив. ность изобретения состоит в упрощении технологии комплексной переработки пиритных концентратов и достижении более высоких технико-экономических показателей эа счет сокращения автоклавных переделов; использовании менее сложной аппаратуры для ведения процессов, не требующей дорогостоящего антикорроэионного исполнения; экономии расхода топлива эа счет снижения рабочих температур в отдельных операциях и использовании тепла трехокиси серы, возможности использовать кремнеэемистый продукт в качестве флюса на медеплавильном заводе.