BG65704B1

BG65704B1 - Електрохимичен метод за преработване на металургични шлаки

Info

Publication number: BG65704B1
Application number: BG108640A
Authority: BG
Inventors: Владко ПАНАЙОТОВ; Николай НИКОЛОВ; Маринела ПАНАЙОТОВА
Original assignee: Владко ПАНАЙОТОВ; Николай НИКОЛОВ; Маринела ПАНАЙОТОВА
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2009-07-31
Also published as: BG108640A

Abstract

Методът намира приложение във вторичната металургия за извличане на ценни компоненти от оборотни шлаки, получени при пирометалургичното преработване на металсъдържащи суровини и вторични материали. С него се осигурява максимална степен на селективно разделяне на ценните компоненти, съдържащи се в шлаките, без да е необходимо използването на реагенти депресори и активатори, както и получаването на флотационни продукти, несъдържащи арсен. Методът включва електрохимична обработка на смлените шлаки и последваща селективна флотация с използването на събиратели и пенообразуватели. Съгласно изобретението, електрохимичната обработка се осъществява посредством 1 до 8 двойки електроди, разположени в агитационен съд и във флотационната машина, като всяка двойка електроди се състои от работен и помощен електрод, при което при активиране на определен ценен компонент, съдържащ се в шлаката, работният електрод е анод, а при депресиране - катод. Плътността на тока на работния електрод е 20 до 100 mА/cm2 в зависимост от материала, който трябва да се активира или депресира, както и от неговото количество.

Description

(54) ЕЛЕКТРОХИМИЧЕН МЕТОД ЗА ПРЕРАБОТВАНЕ НА МЕТАЛУРГИЧНИ ШЛАКИ

Област на техниката

Изобретението се отнася до електрохимичен метод за преработване на металургични шлаки, който намира приложение във вторичната металургия за извличане на ценните компоненти от оборотни шлаки, получени при пирометалургичното преработване на металсъдържащи суровини и вторични материали.

Предшестващо състояние на техниката

В BG 63714 е разкрит метод за флотационна обработка на металургични шламове, при който кисели оловни шламове, съдържащи мед, сребро и цинк, се подлагат на електрохимична обработка в продължение на 10 min с използване на инертни електроди при постоянен ток с плътност 5-15 mA/cm², след което шламовият продукт се обработва с 1 %-ен разтвор на калиев бихромат при разбъркване в отсъствие на въздух. След това се подава въздух, добавят се 0,5 mg/1 борово масло и се провежда 15-минутна флотация, като на всеки 5 min се отделя концентрат, който се оставя да се утаи. След изтичане на 15-те минути дънният продукт на всеки отделен концентрат се връща за повторна флотация, като след 5 min отново следва отделяне на концентрат от дънния продукт от всеки концентрат поотделно. Така отделените първи три концентрата, заедно с отделените концентрати през вторите 15 min, се събират и се получава оловен концентрат с качество 50-55 % Pb, а дънният продукт се промива до получаване на меден концентрат с качество 25-35 % Си.

При използване на този известен метод за преработване на металургични шлаки не може да се постигне достатъчно висока селективност на ценните компоненти, съдържащи се в шлаките. Освен това разходът на реагенти при провеждане на флотацията е висок. Методът е неприложим за преработване на шлаки с високо съдържание на арсен.

Техническа същност на изобретението

Проблемът, който се решава с изобретението, е свързан със създаване на метод за пре работване на металургични шлаки, който осигурява висока селективност при разделянето на ценните компоненти, съдържащи се в шлаките, по-нисък разход на реагенти и възможност за преработване на шлаки, съдържащи арсен.

Този проблем е решен с електрохимичен метод за преработване на металургични шлаки, включващ електрохимична обработка на смлените шлаки и последваща селективна флотация с използване на реагенти събиратели и пенообразуватели. Съгласно изобретението електрохимичната обработка се осъществява посредством 1 до 8 двойки електроди, разположени в агитационен съд и във флотационната машина, при това всяка двойка електроди се състои от работен електрод и помощен електрод, като при активиране на определен ценен компонент, съдържащ се в шлаката, работният електрод е анод, а при депресиране - катод. Плътността на работния електрод е от 20 до 100 mA/cm² в зависимост от материала, който трябва да се активира или депресира, и от неговото количество.

Съотношението на площта на помощния електрод към площта на работния електрод е от 1:2 до 1:10.

Сумарното време за електрохимично въздействие в агитационния съд и във флотационната машина е от 5 до 15 min.

Електродите са изготвени от неръждаема стомана, титан, мед или графит.

При един вариант на изпълнение на изобретението електрохимичната обработка преди селективната флотация се провежда във воден разтвор на сярна киселина с нормалност от 0,1 до 2,0.

При друг вариант на изпълнение на изобретението флотационен продукт, получен след етап от селективната флотация, се подлага на допълнителна електрохимична обработка във воден разтвор на сярна киселина с нормалност от 0,1 до 2,0.

Предимствата на метода за преработване на металургични шлаки се изразяват в следното. Електрохимичното обработване на пулпа осигурява максимална степен на селективно разделяне на ценните компоненти, съдържащи се в шлаките, без да е необходимо използването на реагенти депресори и активатори. Методът осигурява получаване на флотационни продукти, несъдържащи арсен.

65704 Bl

Примери за изпълнение на изобретението

Пример 1. Металургична шлака, съдържаща 3,4 % РЬ, 7,2 % Zn и 1,5 % Си главно под формата на сулфиди, оксиди и в елементно състояние се подлага на смилане в топкова или прътова мелница за време 5-10 min до получаване на флотационна едрина (80-100 microm). 300 g от материала се обработва в агитационен съд с обем 600 ml, снабден с бъркалка и 6 двойки електроди от неръждаема стомана, разположени в близост до стените на агитационния съд. Работният електрод е от неръждаема стомана, а помощният от графит. Съотношението на площите на помощния електрод към работния е 1:8. Плътността на тока на работния електрод е 20 mA/cm², След обработка за време 10 min пулпът се прелива във флотационна машина “Денвер Д-12” с обем на камерата 11, снабдена с 3 броя двойки електроди със съотношение на площите на помощния електрод към работния 1:6. Както при агитационния съд, работният електрод е от неръждаема стомана, с помощта на който се активира Си- и Pb-съдържащите частици, а помощният електрод депресира цинксъдържащия материал. Работи се с плътност на тока на работния електрод 42 mA/cm². Флотацията се извършва в присъствие на събирател дитиокарбамат и пенообразувател натриев олеат. В резултат се получава колективен медно-оловен концентрат, а на дъното на камерата се образува цинков концентрат. Разделянето на медно-оловния концентрат се провежда във флотационна машина “Денвер Д-12” с обем 1 1, където се поставят цинкови електроди. Полученият меден концентрат е със съдържание на мед 23,7% и съдържание на олово 0,4%. Оловният концентрат се подлага на една пречистена флотация, като по време на процеса се обработва с електроди от неръждаема стомана. Работният електрод активира оловосъдържащия материал. Полученият оловен концентрат е със съдържание 72% олово, а полученият цинков концентрат е със съдържание 63% цинк.

Пример 2. Преработва се шлака, която съдържа 8,3% мед, 5,7% цинк и 1,09% арсен под формата на сулфиди, оксиди, арсенати и в елементно състояние (медта). След смилане до едрина 100 microm шлаката се обработва в агитационен чан в продължение на 10 min с електроди, изготвени от неръждаема стомана катод и графитен електрод - анод, при плътност на тока 25 mA/cm². Съотношението на площите на помощния електрод към работния е 1:4. При същите условия материалът се обработва във флотационна машина “Денвер Д-12”. При тези условия се активира мед и цинксъдържащия материал, а се депресира арсенът, който се отделя под формата на практически неразтворими съединения. Арсенът и арсеновите съединения се отделят като отпадък за депониране. При флотацията се използва събирател калиев изобутилов ксантогенат и дитиокарбамат в съотношение 1:3 и разход 140-180 g/t, а за пенообразувател се използва натриев олеат с разход 60-70 g/t. В резултат се получава колективен медно-цинков концентрат, който се подлага на флотационна обработка в друга флотационна машина, в която са разположени 3 двойки електроди от неръждаема стомана със съотношение на площите анод: катод 1:5. Използват се реагенти ксантогенат и борово масло. В резултат на обработката при плътност на тока на работния електрод 25 mA/cm² и продължителност 5 min се получава меден концентрат със съдържание на мед 27,4 % и цинков концентрат, съдържащ 65,2 % цинк.

Пример 3. Взема се шлака, която съдържа 6,25 % мед, 8 g/t злато, 30 g/t сребро, 3% олово, 12% желязо, като медта е в метално състояние и под формата на сулфиди и оксиди. Златото и среброто са в метално състояние и като микровключения в медта и оловото. Желязото е под форма на оксиди, а оловото - оксиди и частично под формата на сулфати и карбонати. Шлаката се смила до флотационна едрина, след което се подлага на електромагнитна сепарация, при което се отделя по-голямата част от желязосъдържащите компоненти. Материалът се обработва последователно в агитационен съд и във флотационна камера. В агитационен съд се разбърква с помощта на бъркалка и се обработва 10 min с 3 двойки графитови електроди при съотношение на площите на помощния електрод към тази на работния 1:5. Работи се с плътност на тока на работния електрод 35 mA/cm², при което материалът се подготвя за флотация във флотационна камера “Денвер” с обем на клетката 2 1 в присъствие на реагент събирател смес от калиев изобутилов ксантогенат и третичен амин в съотношение 1:4. В клетката са монтирани 2 двойки гра

65704 Bl фитови електроди при съотношение на площите помощен електрод към работен електрод 1:3. Активира се медсъдържащия материал и се депресира оловосъдьржащия материал. След 5 min флотация се получава меден концентрат със съдържание на мед 35,7% и съдържание на благородни метали 85 g/t злато и 270 g/t сребро. На дъното се получава оловен концентрат, който се обработва в друга флотационна машина с електроди от неръждаема стомана с плътност на тока 28 mA/cm², като съотношението на работен към помощен електрод е 1:4. За събирател се използва дитиокарбамат, а за пенообразувател борово масло, като времетраенето на обработката е 10 min. Полученият материал съдържа 62,5 % олово.

Пример 4. Металургична шлака със състав, посочен в Пример 3, след електромагнитната сепарация се обработва в правоъгълен съд от поливинилхлорид с размери 25 х 10 х 6 cm, като в двата края на съда са монтирани електроди, изготвени от неръждаема стомана или от графит. Работният електрод е катод, а помощният - анод, при това съотношението на площите на анода към катода е 1:4. Масата от смляната шлака, която е с тегло 500 g, се разстила равномерно на дъното на съда и се залива с 500 cm³0,1 N сярна киселина. През електродите се пропуска ток с плътност на катода 50 mA/cm². След 120 min около отрицателния електрод се образува слой с дебелина 4 cm, обогатен с мед, сребро и злато, който е готов като меден концентрат със съдържание 52% мед 93 g/t злато и 320 g/t сребро. Останалата част от масата, съдържаща олово, се подава в агитационен съд, снабден със 7 двойки медни електроди при съотношение на площите напомощния към работния електрод 1:10. Материалът се обработвав продължение на 5 min при плътност на тока на работния електрод 54 mA/cm² и интензивно разбъркване, след което се подава за флотация във флотационна машина, снабдена с 4 двойки медни електроди със съотношение на площите на помощния електрод към работния 1:5. При флотацията се използва вторичен или третичен амин като събирател. В резултат се получава оловен концентрат със съдържание на олово 69,5%.

Пример 5. Взема се 1 kg от шлака, съдържаща 8,4 % олово, 13,2 % цинк, 2,6 % мед, 16,8 % желязо и 1,7 % арсен. След смилане до флотационна едрина масата се обработва в агитационен чан с подаване на кислород и с 3 двой ки електроди от неръждаема стомана или титан със съотношение на площите анод (помощен електрод): катод (работен електрод) 1:8, като плътността на тока на работния електрод е 30 mA/ cm², а времето на флотация е 10 min. След това обработеният материал се флотира във флотационна машина Денвер с обем на камерата 3 1, в която са разположени 2 двойки стоманени електроди със съотношение на площите анод : катод 1:3. По време на флотацията се подават реагент - събирател изобутилов ксантогенат и пенообразувател борово масло. След 5 min флотация се отделя колективен оловно-медно-цинков концентрат, а в камерния продукт (отпадъка) остава арсенът под формата на практически неразтворими съединения. Полученият оловномедно-цинков концентрат се поставя в съд с електроди от титан, залива се с 1,510,1N сярна киселина и се пропуска ток с плътност на катода 15 mA/cm². След 30-минутна обработка разтворът, съдържащ меден сулфат, се филтрува. Обработката на твърдия остатък продължава, като се добавят 300 cm³ сярна киселина, а плътността на тока се увеличава до 25 mA/cm², при което след 45 min разтворът е набогатен на цинков сулфат. След филтруване към твърдия остатък се добавя 300 cm³ сярна киселина и при електрохимична обработка в продължение на 60 min и плътност на тока е 40 mA/cm² в разтвора се образува цинков сулфат.

Claims

Патентни претенции

1. Електрохимичен метод за преработване на металургични шлаки, включващ електрохимична обработка на смлените шлаки и последваща селективна флотация с използване на реагенти събиратели и пенообразуватели, характеризиращ се с това, че електрохимичната обработка се осъществява посредством 1 до 8 двойки електроди, разположени в агитационен съд и във флотационната машина, при това всяка двойка електроди се състои от работен електрод и помощен електрод, като при активиране на определен ценен компонент, съдържащ се в шлаката, работният електрод е анод, а при депресиране - катод, при което плътността на работния електрод е от 20 до 100 mA/cm² в зависимост от материала, който трябва да се активира или депресира, и от неговото количество.

65704 Bl
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че съотношението на площта на помощния електрод към площта на работния електрод е от 1:2 до 1:10.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че сумарното време за електрохимично въздействие в агитационния съд и във флотационната машина е от 5 до 15 min.
4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че електродите са изготвени от неръждаема стомана, титан, мед или графит.
5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че електрохимичната обработка преди селективната флотация се провежда във воден разтвор на сярна киселина с нормал-

5 ност от 0,1 до 2,0.
6. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че флотационен продукт, получен след етап от селективната флотация, се подлага на допълнителна електрохимична обработка във воден разтвор на сярна киселина с нормалност от 0,1 до 2,0.