Способ кучного выщелачивания медныхруд

Способ кучного выщелачивания медныхруд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистичесиик

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (tt> 829705 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено01 . 08. 79 (21) 2805093/ 22-02

3 (51)М. KJt.

С 22 В 15/08 с присоединением заявки М—

Ввуддрствонный комитет

СССР (23) Приоритет— ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 15 ° 05 ° 81 ° бюллетень,% 18

Дата опубликования описания 15.05.81 (53) УДК 669.334 (088. 8) (54) СПОСОБ КУЧНОГО ВЫШЕЛАЧИВАНИЯ МЕДНЫХ РУД

Изобретение относится к гидрометаллургическому извлечению металлов из медных руд методом кучного вьпцела" чивания.

Известен способ кучного вьпцелачивания медных руд растворами трехва" лентного железа и серной кислоты, согласно которому медные сульфидные минералы вьпцелачивают сернокислотными растворами трехвалентного желе6 за при 50-90 С. Концентрация сернокислого желаза (Fe )- 0,56 г/л (1 ).

Использование в качестве окислителя ионов трехвалентного железа ведет к выделению элементарной серы и образованию ее пленок на поверхности минералов, т.е.. кольматации. Цри этом затрудняется доступ растворителя к минералам и отвод растворенного металла. В .педствие этого концентрация трехвалентного железа в растворе не превышает 0,56 г/л, а при указан-. ной низкой концентрации Fe+ выщелачивание таких ценных компонентов, как молибден, серебро, кобальт и никельне происходит. Кроме того, при кучном выщелачивании невозможно поддержание

I температуры процесса выщелачивания о

90 С, тогда как при 50ОС извлечение меди низкое. Для окисления серы тре-, буется повышенный расход серной кислоты и повышение температуры введения процесса вьпцелачивания. Без повышения температуры процесс окисления элементарной серы протекае . очень медленно, что ведет к увеличению сроков выщелачивания отвалов медных сульфидных руд.

Цель изобретения — повышение степени извлечения меди, кобальта, серебра, молибдена, сокращение срока вьпцелачивания и снижение расхода серной кислоты.

Поставленная цель достигается тем, что проводят последовательное вьпцелачивание.окисленного, смешанного и сульфицного отвалов, причем отвал окисленной руды выщелачнвают оаство35

3 82970 ром серной кислоты с концентрацией Э5 г/л и оборотным раствором в количестве 10-60% от его объема, полученного после выщелачивания сульфидного отвала, затем полученный раствор подкисляют до содержания серной кислоты 5-8 г/л и ведут вьпцелачивание отвала смешанной руды до получения содержания в нем Fe 3 О, 6-2, 6 г/л и

Cu — 1,5-8 г/л, после чего раствор 10

+2 подкисляют до содержания серной кислоты 8-20 г/л и направляют на выщелачивание сульфидного отвала, предварительно насьпценного хлористым аммонием. 15

В результате прохождения раствора через сульфидную руду оборотный раствор содержит ионы аммония, так как сульфидный отвал предварительно насьпцают хлористым аммонием. 20

Концентрация серной кислоты в растворе, подаваемом на выщелачивание окисленной руды, составляет 3-5 г/л и определяется концентрацией выщелачивающих ионов железа и меди, кото- 25

"-2. рая на выходе, составляет Ге О,10,3 г/л," Fe 0,5 — 2,0 г/л; Си+ 0,75 г/л.

При увеличении концентрации сер30 ной кислоты происходит вьпцелачивание пустой породы, (ионы Са, Ng, А1 и

4-+ 3+ т.д), что нежелательно. Причем эта концентрация достаточна для вьпцелачивания ценных компонентов, так как подаваемый оборотный раствор, после выщелачивания сульфидных руд, содер+ жит ионы NH<, которые способствуют трансляционному движению воды, т.е. проникновению водных растворов в глубь рудного тела. При этом усили40 вается движение транспортируемых окислителей вглубь рудных масс. Кроме того, при проникновении хлорида аммония в мелкие трещины и поры про—

45 исходит местное пересьпцение и идет рост кристаллов хлорида аммония. За счет этого происходит разрущение ча .— тицы руды, т,е. декриптация. Все это ведет к сокращению срока выщелачи50 вания отвала и сокращению расхода серной кислоты на выщелачивание.

Вследствие присутствия в растворе ионов NHА затормаживается переход в

+ .раствор элементов пустой породы и по0 55 давляется выщелачивание ионов железа.

Для последующего выщелачивания смешенной руды необходима концентрация в растворе ионов Fe +0,5-2,0 г/л и

-Cu I 5-5 г/л, Для достижения этих

+Я концентраций иа выходе после окисленной руды концентрация напав NH4 в растворе, подаваемой на ее выщелачивание, должна быть 0,1-10 г/л в зависимости от состава вьпцелачивающих элементов, что может 1ыть достигнуто при подаче на вьпцелачивание 10-60%-ного оборотного раствора.

Подавление процесса выщела«ивания пустой породы и железа также ведет к сокращению расхода серной кислоты.

Раствор, поступивший на выщелачивание смешанной руды, содержит ионы

NH4, Fe и Со и имеет максимальную 1 + Ъ +2 окислительную--и растворяющую способность по отношению к сульфидной части смешанной руды. Выделяющаяся при этом элементарная сера не обволакивает пленкой сульфидные минералы, так как под проникающим действием ионов NH4 разрыхляется и дает доступ к руде выщелачиваюшему агенту.

Предварительная обработка сульфидной руды насыщенным раствором-хлористого аммония позволяет достичь более полной декриптации руды, разрыхления пленки элементарной серы и проникновения выщелачивающего раствора внутрь рудного тела, за счет чего происходит более полное выщелачивание меди, серебра, молибдена, кобальта и других комплексообразующих, сокращается расход серной кислоты и сокращается срок вьпцелачивания отвала.

Все сали аммония обладают такими же свойствами как NH C l . В процессе вьпцелачивания наличие ионов NH способствует переходу ионов

4 трехвалентного железа в твердую фазу, поэтому значительного накопления железа в растворе в предложенном способе не происходит.

Использование при выщелачивании ионов NH4, как комплексообЮжзователя, + способствует сдвигу равновесия в сторону растворения сульфидов цветных металлов, при этом используется подвижность иона и его способность вымывать серу с поверхности сульфидных минералов.

Предварительное формирование отвала (кучи) по типам руд необходимо .для того, чтобы использовать окислители из самой руды (например, ионы трехвалентного железа и двухвалентной меди) в ходе процесса вьпцелачивания для окисления сульфидной части руры.

829

705 6

0,6-4 г/л, трехвалентного железа 0,ч2,6 г/л.

Раствор после орошения смешанной руды с содержанием меди 0,6-4 г/л трехвалентного железа 0,4-2,0 г/л после подкрепления серной кислотой до 8-20 г/л направляют на орошение сульф-одной руды в первый перколятор.

После орошения сульфидной руды выходит раствор, содержащий 0,8-5 г/л меди 0,1-0,5 г/л трехвалентного железа, 2,0-4 мг/л серебра, 2-,4 мг/л молибдена, 4 6 мг/л кобальта.

Раствор после орошения сульфидной руды после подкрепления серной кислотой до концентрации 3-5 г/л, в количестве 10-60% направляется на орошение окисленной руды (во второй перколятор).

На выходе после орошения окисленной руды содержание меди в растворе составляет 0,7-5„0 г/л, трехвалентного железа 0,5-2,6 г/л. После подкрепления серной кислотой до 5-8 г/л этот раствор направляется на выщелачивание смешанной руды. Раствор после орошения смешанной руды, содержащий 1,5--8 г/л меди, 0,5-2,0 г/л трехвалентного железа, направляется после подкрепления серной кислотой до 8-20 г/л на орошение сульфидной руды в первый перкалятор. Раствор после орошения сульфидной руды содержит меди 2,5-10 г/л трехвалентного железа 0,1-0,5 г/л, серебра 2-6 мг/л, молибдена 3-7 мг/и и кобальта 5l0 мг/л.

Далее после соответствующего вывода раствора после орошения сульфидной руды раствор вновь направляется в голову процесса до извлечения меди из руды до заданного уровня.

Когда извлечение меди из окисленной н смешанной руды достигнет 80 (норма для подземного или кучного выщелачивания),,сульфидная руда может выщелачиваться только раствором серной кислоты, так как процесс естественного окисления халькопирита прошел уже в достаточной степени.

Продолжительность вьпцелачивания во всех перколяторах составляет 200 дней, что соответствует в промьппленном масштабе 2-4 годам.

Результаты опытов по вьпцелачиваниюсвепены в табл. 3.

Концентрация серной кислоты 320 г/л определяется экспериментальным путем. Ниже 3 г/л извлечение металлов недостаточно, а срок выщелачивания резко увеличивается. При концентрации кислоты вьппе 20 г/л, она начинает расходоваться на растворение компонентов пустой породы.

Оптимальная концентрация трехвалентного железа в растворе, направляемом 10 на вьпцелачивание сульфидной части смешанной руды и на выщелачивание сульфидной руды, составляет 0,62,0 г/л. При концентрации Fe ниже

0,6 г/л извлечение меди в раствор 15 низкое, а для набора концентрации выше 2,0 г/л приходится многократно оборачивать раствор.

Способ опробован на укрупненной перколяционной установке, где моде- 20 лируется процесс кучного выщелачивания. Размеры перколятора: высота1,300 м; диаметр -0,250 м.

Для выщелачивания во всех опытах используют окисленную, смешанную и 25 сульфидную руду следующего хими еского и фазового состава (табл. 1 и 2

Результаты химического анализа при-. ведены в табл. 1.

Результаты фазового анализа приведены в табл. 2.. Пример. 60 кг сульфидной,руды содержащей 0,54% меди, загружают в первый перколятор и обрабатывают насы35 щенным раствором хлористого аммония, при этом расход хлористого аммония находится в пределах 0,1-2 т на тонну меди.

Второй перколятор загружают 60 кг окисленной руды, содержащей 0,36% меди. 4

Сверху на руду подают серную кислоту с концентрацией 3-5 г/л при плот45 ности орошения 50 л/т руды. На выходе после орошения концентрация меди составляет 0,3-2 г/л железа трехвалентного 0,3-0,7 г/л.

В третий перколятор загружают

60 кг смешанной руды, содержащей

0,37 меди. Сверху на руду подают раствор, выходящий после орошения окисленной руды, содержащий 0,3-2 r/ã меди, 0,3-0,7 г/л Fe после подкрепления серной кислотой до 5-8 г/л.

Плотность орошения составляет также

50 л/т руды. На выходе после орошения концентрация меди составляет

Результаты декриптации руды до и после выщелачивания приведены в.табл.4

829705

Окислен65,63 13,67 3,64 2,55 1,39 0,37 0,06 0,003 ная

Смешан65,06 13,15 5,63 3,41 2,27 0,36 0,06 0,004

66,0 14,59 0,69 2,42 1,33 0,54,0,15 0s014 0,00! ная

Сульфидная

Т а б л и ц а 2

Руда,X

Минералы спредение,7

Сульфидная медь.

0,4212

0,0675

0,0405

41,2

Халькопирит 0 104

0,15

28,0

0,013

3,57!

2,5

Ховалин

7,5

Халькозин

Силикатная медь

Хризоколла 0,212 57,4

32,13

0,117

Данные табл. 3 показывают, что при совместном выщелачивании трех типов руд резко повышается извлечение меди из сульфидной руды и оно становится сопоставимым с извлечением меди из окисленной и смешанной руды, тогда как при известных способах выщелачивания сульфидной руды извлечение меди из нее в несколько раз меньше, чем из окисленной или смешанной.

Весьма незначительным при этом является и расход серной кислоты на тонну выщелоченной меди около 3,5 т/т меди.

Результаты, приведенные в табл. 4 свидетельствуют о значительной декриптации руды в процессе выщелачивания, поскольку позволяет поддерживать скорость выщелачивания медных, минералов на постоянном и высоком уровне.

Таким образом, использование пред10 ложенного способа в условиях кучного выщелачивания медных руд позволяет повысить извлечение меди, и декриптацию руды . Сокращается срок выщелачивания отвалов на 2-4 го15 да, 829705

Руда,X

Минералы

Смешанная содержание,X распределение,Ж содержание,X распреление,X

0,8

0,003

0,005

Купоросы

0,081

22,3

0,05

13,3

Малахит

213,84

168,48

184,8

Меди, 66,00

78,0

84,0

34,0

45,0

5,4

2,7

2,3

3,53

Сульфидная медь

Карбонатная медь

Серебра, r

Молибдена, r

Ф

Кобальта, r

Расход серной кислоты, т/т медиСредний расход

Окисленная содержа- распредение, X ление, X

Продолжение табл.2

Сульфидная

0,0108 2,0

Таблица3

0,183

30,5

2,856

829705 с) л л л 0 см с4 Р ) о л л о о О о а ь

° 1 л л Ih Lh

О С \ л л л м о сч о сч о л л л л /1 сч о о сч с М» щ 1 о о о л л л л Q ф со — цр О л л о а сч

Q s .a a g) ° a С ) Q Q л и о о л Q л л Q о ° ф) л б CO < N о о

+ о о с )

C) а о

+ lV о + о, о а

1 I ь ч

+ + о о сч — и

13

Формула изобретения

829705 !4 щелачивания сульфидного отвала, за.тем полученный раствор подкисляют до

Способ кучного выщелачивания мед- содержания серной кислоты 5"8 г/л и

Руд Растворами трЕхвалептного же- ведут выщелачивание отвала смешанной леза и серной кислоты, о т л и ч а- руды до содержания в растворе трехю щ и й. с я тем, что, с целью по- валентного железа 0,6-2,6 г/л и двухвышения степени извлечения меди, ко- валентной меди 1,5-8 г/л, после чего бальта, серебра, молибдена, сокра- раств р подкисляют до содержания серщения срока вьпцелачивания и сниже- ной кислоты 8-20 г/л и направляют на Н расхода серной кислоты, пров д 10 вьпцелачивание сульфидчого отвала, пред ,последовательное выщелачивание окис- варительного насьпценного хлористым ленного, смешанного и сульфидного аммонием. отвалов, причем отвал окисленной руды выщелачивают раствором серной кис- Источники информации, лоты с концент а ией 3-5 нцентрацией 3-5 г/л и обо- принятые во внимание при экспеРтизе ротным раствором в количестве 10-607 1. Transaction Yieta11 Society А1ИЕ от его объема, полученного после вы- 1968, 245, Ф 5, р. 955-959.

Составитель А. Нажива

Редактор А. Долинич Техред Т.Маточка Корректор Л.Иван

Заказ 3618/72 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4