Способ переработки пирротиновых материалов, содержащих цветные металлы

Способ переработки пирротиновых материалов, содержащих цветные металлы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оесоюзкаее еЭТ к ; î -e ÷ññêàÿ

И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< 749924

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 22.05.78 (2l ) 2620413/22-02 с присоединением заявки,%

3 (51) M. Кл.

С 22 Р 3/00

С 22 Р 23/04

Гоеударстеенный комитет

СССР (23)Приоритет « ло делам изобретений.и открытий (53) УДК, 669.012. . 2 2 (088.8), Опубликовано 23.07.80. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 28.07.80

В. И. Горячкин, .В. И, Корсунский, В, Н. Красноносов, А. Б. Воронов и В. Д. Шахов (72) Авторы изобретения

Государственный научно-исследовательский институт цветных металлов Гинцветмет" (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРРОТИНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАШИХ UBETHbIE МЕТАЛЛЫ

Изобретение относится к способам гидрометаллургической переработки сульфидных полиметаллических материалов, применяемых с целью перевода серы в элементарную и разложения сульфидов для

5 последующего извлечения и разделения ценных компонентов. Оно может быть использовано в процессах окислительного выщелачивания водной пульпы измельченных материалов, содержащих пирротин (природный или искусственный) и другие сульфиды и осушеститяемых под давлением кислородсодержащего газа, при ведении которых необходим отвод избытка тепла, выделяющегося в результате экзотермичес;5 ких реакций.

Известен способ переработки пирротиновых материалов, содержащих цветные металлы, включающий вьшелачивание водной пульпы содержащей 20 50% измельченного материала, под давлением газообразного окислителя, при повышенных температурах в непрерывном режиме в цепи последовательно соединенных аппаратов P), По этому способу выщепачивание ведут при обычном в подобных процессах расходе окисляющего кислородсодержащего газа 0,2-0,4 нм на 1 кг твердого (0,73

l,4 нм ) на кг серы концентрата) основное количество избыточного тепла снимается теплообменниками, Поддержание теплового баланса выщелачивания и снижение скорости настьтпеобразования на поверхности встроенных теплообменников осуществляют за счет увеличения интенсивности механического перемещения и разбавления водой перерабатываемой пульпы. Интенсификацию перемешивания и увеличение

Ж:T пульпы проводят при получении отрицательного значения разности текущего и заданного значений местного коэффициента теплопередачи от перемешиваемой пульпы к теплообменнику. Измерение коэффициен« та теплопередачи осуществляется в зонах наиболее вероятного застоя пульпы.

Такой способ, связанный с интенсификацией перемешивания и разбаытением исходной пульпы, позволяет определенное

749 время устойчиво поддерживать заданную температуру вьпцелачивания, несмотря на неуклонное снижение эффективности работы встроенных в автоклав теплообменников из-за образования на них настылей. Ввиду последнего, в конечном счете, снижается производительность процесса, создаются трудности на стадиях последующей обработки пульпы от выщелачивания возникаю-, щие вследствие изменения отношения жид- 10 кого к твердому, требуется остановка для очистки теплообменников от настылей.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение производительности про- цесса,улучшения отъема избыточного тепла и упрощение аппаратуры.

Поставленная цель достигается тем, что газообразный окислитель вводят в количестве 7,0-20 нм на 1 кг серы ис3 ходного сырья. 20

Предпочтительным, но не ограничиваю-; щим объем изобретения, вариантом осуществления процесса является ведение выщелачивания при температуре L 10-;

160 С давлении кислорода 1,8-L0,0 атм в присутствии поверхностно-активных веществ.

В изобретении предусматривается создание условий, обеспечивающих ведение выщелачивания без отвода избыточного тепла встроенными или выносными (внешними) теплообменниками, а также без разбавления пульпы водой.

Подача в реакционный сосуд увепичен"Kofe количества кислородсодержашей гаэовой смеси обеспечивает отвод всего избыточного тепла со сбрасываемой из аппарата отработанной парогазовой смесью. В этом случае избыток тепла полностью расходуется на нагрев исходной 40 окисляюшей смеси до температуры процесса и испарение влаги насыщающей

/ проходящий через автоклав поток газа.

Величина подачи окисляющей газовой смеси, которая обеспечивает отвод практи45 чески всего избыточного тепла, зависит от параметров процесса вьпцелачивания.

При прочих равных условиях, чем выше температура, тем меньший поток газа требуется подавать.

Способ может быть осуществлен в автоклавах различной конструкции как с механическим,так и с пневматическим перемешиванием, В качестве окислителя эффективно применение сжатого воздуха 55 или воздуха, обогащенного кислородом

:,под давлением от 8 до 35 атм.

Выбор нужного давления определяется заданной температурой выщелачивания, 924 ф расходом газа, необходимым для снятия избыточного тепла, а также прочностными характеристиками применяемой аппаратуры. Согласно выполненному расчету ведение выщелачивания при 110 и общем давлении в аппарате ниже 8 атм является малоэффективным иэ-за снижения скорости окисления. С другой стороны; ведение процесса под давлением выше

35 атм требует существенного увеличения затрат материала на изготовление автоклава и усложнения аппаратуры.

В случае использования в качестве окислителя компримированного кислорода или обогащенного им воздуха, для обеспечения максимального использования 0р целесообразно вести процесс при рециркуляции сбрасываемой из автоклава газовой смеси и (или) в режиме противотока пуль пы и окисляющего газа, в результате чего достигается контакт богатой сульфидами пульпы с обедненным по содержанию кислорода газом.

При ведении непрерывного выщелачивания в цепи последовательно соединенных реакционных объемов (автоклав или их камер) под давлением сжатого воздуха или воздуха, обогащенного кислородом, для удобства регулирования температурьг процесса, а также количества сульфидов, окисляемых в каждой из зон, выгодно применить подачу окислителя, распределенную в два или более имеющихся реакционных объемов.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют возможности настоящего способа.

Пример 1. 7 кг пирротинового концентрата (4,31о/о никель, 1,65/о медь, 48,7% .железо,, 27,8% сера, крупность 93о/о класса минус 0,044 мм) выщепачивают в периодическом режиме при L10 С, 2,0 атм РО, ж/т З,0 в течение 2,0 часов в 15 л автоклаве снабженном стандартной турбинной мешалкой открытого типа.

Исходную пульпу подкисляют серной кислотой, взятой в количестве 3,0/о от массы концентрата, Заданную температуру поддерживают путем подачи .холодной воды в эмеевиковый теппообменник, помещенный в автоклаве. 1 При этом достигается степень разложения пирротина около 91%, а выход серы в элементар ю от окислениой составляет 78%. Согласно расчету, теп,лообменником отнимается около 60% вы1 деляющегося при окислении тепла.

5 7499

Пример 2. Пирротиновый концентрат М 1 выщелачивают в условиях, анало гичных имевшим место в примере 1, за исключением указанных в таблице. Опыты

1 проводят под давлением сжатого воздуха при его расходе, обеспечивающем отвод избытка тепла сбрасываемой иэ автоклава парогазовой смесью и беэ испольэо»вания теплообменника. Расход воздуха выбирают в зависимости от температуры. дй

Продолжительность каждого опыта контролируют по величине рН и окислительно восстановительного потенциала конечной пульпы. Юля предотвращения торможения процесса расплавленной серой эа счет смачивания ею сульфидов в исходную пуль пу вводят сульфитцешполозиый щелок в количестве 3 кг на 1 т сырья. Как видно из данных таблицы за счет подачи избытка воздуха, процесс идет без отьема

20 тепла теплообменником,причем, чем выше температура, тем меньше расход окисляющей газовой смеси, выше удеп ьная про извод ител ьность и ниже Ж/Т в конечной пульпе. Подача воздуха в количестве 6,5-15,1 нм на 1 кг се-, ры сырья обеспечиваетсьем 55-73%избыточного тепла, выделяющегося.в ходе химических реакций, Пример 3. Пирротиновый концентрат (2,7 никеля, 0,6% меди, 47 1 железа, 28,0 серы, крупность — 91% класса минус 0,044 мм) выщелачивают под даВ» лением сжатого воздуха в условиях аналогичных приведенным в примере 2. Из данных таблицы следует, что как и в предшествующем случае, процесс протекает

35 без отъема тепла теплообменником. Рас24 б ход воздуха - в зависимости от темпера=

"туры вьпцелачивания в пределах от 7,9 до

20,0 нм на 1 кг серы обеспечивает отъем 62-70% избыточного тепла. При температуре выше 110 процесс идет со . о ,скоростью в 1,5-1,8 раза большей.

Пример 4. Пирротиновый концент-, рат (5 1% никель, 3,2% медь, 47,2% железо, 27,2% серы, крупность - 87% клас-, са минус 0,044 мм) выщелачивают под .давлением сжатого воздуха в режиме, ана- логичном приведенному в примерах 2 и

3, но при температуре 150 и 180 С.

Как видно из таблицы обработка концентра-, та приведенного состава также идет без отье« ма тепла встроенным теплообменником при расходе воздуха 4,0-7,1 нм на 1 кг концентрата и с производительностью в 1,8-.

2,5 раза превышающей имевшую место при 110 С.

Предложенный способ позволяет по сравнению с известными:

- повысить производительность процес са за счет снятия ограничений по отьему избыточного тепла за счет увеличения продолжительности непрерывной компании автоклава ввиду исключения остановок для очистки теплообменников от настылей (суммарное увеличение производительности выщелачивания в зависимости от температуры и удельного расхода воздуха составляет 165-300%); — ввиду устранения теплообменников упростить аппаратуру процесса и повысить ее .эксплуатационную надежность.

749924 ата

Расход воздуха мпер о<3 нмз атный ехиоме серь ент на сление

Концепт"„ат № 1

0,832 1,1

3,5

1. 110

1,5 Нет 2,0

0,462

15 9,0 1,9

15,1

2. 110 10,5

5,0

0,1038

3,5

135 160 32 128 27

150 16,0 4,9 11, 1 2,3

12,7

8,3

2,3

160 20,0

6,3 13,7 2,8

2,0

7,0

6,5

6, 180 24,0 10, 2 13,8 2,9

1,8

Концентрат

0,826

7. 110

3,5

1,5 Нет 2,0

0,462

8. 110 106 15 90 20

20,0

0,1038

6,3

9. 135

16, 1 3,2 12,9 2,8

0,154

0,275

14,4 4,0

1О, 150 16,0

49 111 23

9,7

2,7

0,286

7,9

2,2

Концентрат 3

12. 150 16 4 4 9 11 5 2,4

13. 180 260 102 168 35

0,265

0,376

2,2

7,1

4,0

2,1

)f 3

Величина дана в нм кислорода,, так как при осуществлении известного способа

А

Формула из обретения разного окислителя при повышенных температурах в непрерывном режиме в цепи

4> последовательно соединенных аппаратов, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса, улучшения отбора избыточного тепла и упрощения аппаратуры, газообразный

11. 160 200 63 137 28

1. Способ переработки пирротиновых материалов, содержащих цветные метал лы, включающий выщелачивание водной пульпы, содержащей 20-50% измельченного материала, под давлением газообКоличество. паров воды, нас ьпцающее

1 кг сухого воздуха кг на кг

0;1558

0,275

0,286

0,460

749924

Расч.

Выход кг на

Степень разложеПримечание ношение ж/Т м /т а производитт.,% ния пир-! ротина,Ъ сход конеч е нее окисленной н серы

3 2,85 - 91,3 0,76 100

0,508 40

Известный способ

Предложенный способ

В76

3 223 905

2,02

40 55

2 1,22 92,0

2 1,12:, 90,0

2,55

То же

2,95

89 3

2 092 934

2,64

0,45

3,85

260

0,506 . 33

Известный способ

0,78

3 2,80 89,9

100

0,77

2,68

Предложенный способ

3 21 902

100

33 63

2,86

1 50

0 67 165

2 1 05 92 0

2 100 923

3,44

175

0,60

31 63

25 68

0,62

0,50

2 1,10 93,0

2 1,00 95,0

250

2,42

1,94 окисление ведется техническим кислородом.

1,8-10,0 атм в присутствии поверхнестноактивных веществ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2510674, С 22 В 3/00, С 22 В 23/04, 1977.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что выщелачивание ведут при 110-160 С и давлении кислорода

Составитель А. Важина

Редактор Л. Лашкова Техред М. Петко Корректор . Пожо

Заказ 4559/20 Тираж 694 Подписное

UHMHHH Государствешюго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113033, Мсскаа, Ж-33, Раущскаа каб., а . 4/3

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

32 63

30 65

25 69

20 73

29 66

28 67

25 70 окислитель вводят в количестве 7,020 нм на 1 кг серы исходного сырья.

0,71 140

0,63 150

0,55 210

То же

Предлагаемый способ, То же