FI67497B - Foerfarande foer behandling av pyrithaltigt polymetalliskt raomaterial - Google Patents

Description

I- M KUULUTUS]ULKA1SU s η λ r\ r-, jfifi M (”)UTLAccN11i<-ssl[llll,T 674 9 7 C (4S) Fa'.cti ^' i 'ny ’:»n: t 10 04 1935 (51) K.Jt/lta.3 b 03 c 1/30 SUOMI—FINLAND pi 793385 (22) HalwmhHhe-Aweimtoe*! 30.10.79 * * (21) ANnplM—GlMghatadat 30.10.79 (41) T»M* HfcHltal — HvH clMdlg 01.05.81 PMmttl- ja rekisterihallitus . .. . ....... _

Patent- och rqbtentynlnn ' * jw»m nch«<i od» adllkrt^'li^Hnrad 31.12.84 (32)(33)(31) *oiolk«w—β·*Μ prtortut (71) Khimiko-metallurgichesky Institut Akademii Nauk Kazakhskoi SSR, ulitsa Dzerzhinskogo 63, Karaganda, USSR(SU) (72) Dzhantore Nurlanovich Abishev, Karaganda,

Evnei Arstanovich Buketov, Karaganda,

Aigul Taukeshevna Shindauletova , Alma-Ata,

Nazumkul Baltynova, Karaganda,

Ida Naumovna Babskaya, Karaganda,

Abubakir Kobzhasovich Kobzhasov, Karaganda,

Vitaly Pavlovich Malyshev, Karaganda,

Ivan Khristyanovich Bauer, Karaganda,

Murat Mukhamedinovich Mukhamedinov, Pavlodarskaya oblast,

Temirkhan Aidarbekovich Kusainov, Karaganda,

Kasken Nazymbekovna Orazalina, Karaganda,

Eslambek Arstanovich Buketov, Karagaily, USSR(SU) (74) Oy Koister Ab (54) Menetelmä pyrii11i-pi toisen monimetä 11i-raaka-aineen käsittelemiseksi -Förfarande för behandling av pyrithaltigt polymetal 1iskt ramaterial

Keksintö on metallurgian alalta ja erityisesti sen kohteena on menetelmä pyriitti-pitoisen monimetalli-aineksen käsittelemiseksi alkuainerikin ja pyrrotiitti-rikasteen saamiseksi käsiteltäväksi edelleen tarkoituksena poistaa jäämärikki siitä, sekä rautamalmi-pellettien ja tuotteen saamiseksi, joka on rikastettu ei-rauta-, harvinaisilla tai jalometalleilla, erotettavaksi selektiivisten vakioitujen rikasteiden muodostamiseksi jollakin tavanomaisella menetelmällä.

Tälle keksinnölle löytyy edullista käyttöä käsiteltäessä py-riittipitoista monimetalliainesta, joka sisältää ei-rauta-, harvinaisia ja jalometalleja.

Tekniikan tasolla tunnetaan menetelmä pyriitti-rikasteen käsittelemiseksi, joka käsittää tämän aineksen kuumentamisen (pasutta-misen) inertissä kaasuatmosfäärissä ilman ilman luoksepääsyä ja sen saattamisen sitten leijupasutukseen lämpötilassa väliltä 1800 -2000°C.

2 67497 Tällöin pyriitti-rikaste, joka sisältää 46 paino-% rautaa ja 52,8 paino-% rikkiä, saatetaan lämpöhajotukseen, jolloin muodostuu metal-likiveä ja alkuainerikki erottuu. Metallikivi rakeistetaan sitten ja pasutetaan uunissa leijukerroksessa, mihin liittyy rikkikaasujen vapautuminen käytettäviksi rikkihapon valmistukseen. Syntynyt rautari-kaste voi sisältää rautaa 67 paino-%:iin asti.

Edellä kuvatulla menetelmällä ei kuitenkaan onnistuta ottamaan talteen ei-rauta-, harvinaisia jalometalleja. Se sopii ainoastaan runsaasti rikkiä sisältävän pyriitti-rikasteen käsittelyyn.

Tunnetaan myös menetelmä vähemmän rikkiä ja rautaa sisältävien pyriitti-rikasteiden käsittelemiseksi, jotka sisältävät 38,5 paino-% rautaa, 39,1 paino-% rikkiä ja 20 paino-% sivukiveä. Tämä menetelmä käsittää lähtöaineen hapettavan pasutuksen, joka suoritetaan uunissa leijukerroksessa 965°C:n lämpötilassa. Syntynyt pasute saatetaan sitten pelkistävään magnetoivaan pasutukseen, joka suoritetaan lämpötilassa väliltä 550-650°C, mitä seuraa sen magneettinen erotus tapahtuu 100-600 örstedin magneettisella kenttävoimakkuu-della. Syntynyt magneettinen tuote pelletisoidaan ja sitä kuumennetaan, minkä jälkeen se sisältää rautaa 66 paino-%:iin asti, jolloin se on tehty sopivaksi masuunisulatusta varten.

Myöskään tällä menetelmällä ei onnistuta ottamaan talteen ei-rauta-, harvinaisia ja jalometalleja.

Ei-rauta- ja jalometallien talteenotto pyriitti-rikasteista suoritetaan lähtöaineen hapettavalla pasutuksella uuneissa leijuker-roksessa 900°C:n lämpötilassa. Syntyneet kaasut käytetään rikkihapon valmistukseen ja hapetettu pasute rakeistetaan kalsiumkloridin 40-%:isessa liuoksessa saatettavaksi sen jälkeen sekundääriseen pasutukseen, joka suoritetaan 1 250°C:n lämpötilassa pyörivissä sylin-terimäisissä uuneissa. Syntynyttä rautaa sisältävää tuotetta käytetään masuuneissa. Sekundäärisessä pasutusprosessissa kehittyneet kaasut sisältävät ei-rauta- ja jalometallien klorideja.

Edellä kuvattu menetelmä käsittää kuitenkin runsaspitoisten pyriittirikasteiden kaksivaiheisen pasutuksen, jotka suoritetaan korkeissa lämpötiloissa, mikä huomattavasti lisää käyttökustannuksia.

Eräs toinen tunnettu menetelmä ei-rauta- ja jalometallien tal-teenottamiseksi monimetalliaineksesta, käsittää tämän aineksen hapettavan pasutuksen, joka suoritetaan uunissa leijukerroksessa lämpötilassa välillä 704-816°C, kunnes saadaan pyrrotiittia. Pyrrotiitti 3 67497 saatetaan sitten vesiuuttoon autoklaavissa syöttäen siihen paineen-alaista happea. Ei-rautametallit menevät liuokseen, josta ne edelleen saostuvat rikkivedyn avulla.

Kuitenkin pasutusprosessi, johon liittyy autoklaavi-uutto ja sitä seuraava ei-rautametallien nestemetallurginen talteenotto, tekee edellä esitetyn menetelmän vaivalloiseksi ja monimutkaiseksi.

Erilaiset menetelmät, joita nykyään käytetään vaikeasti käsiteltävien monimetallimalmien käsittelyyn, eivät huolimatta lukuisista muunnoksista ja parannuksista pysty tyydyttämään ei-rauta-metal-lurgian kasvavia vaatimuksia runsaspitoisille selektiivisille rikasteille. Siten pyriittipitoisten monimetallirikasteiden, välituotteiden ja liejun kokonaismäärän lisääntyminen tekee ehdottoman välttämättömäksi ja olennaiseksi tehokkaiden ja laajasisältöisten menetelmien kehittämisen tämäntyyppisten aineiden käsittelemiseksi antamaan arvokkaita tuotteita, kuten alkuainerikkiä, rautamalmipellettejä ja ei-rautametallien rikasteita.

Sen tähden tämän keksinnön yhtenä tavoitteena on torjua edellä esitetyt haitat.

Keksintö tähtää pääasiallisesti menetelmän aikaansaamiseen kiisupitoisen monimetalliaineksen käsittelemiseksi, joka menetelmä edistää tehokkaampaa arvokkaiden komponenttien, ei-rauta-, harvinaiset ja jalometallit mukaan luettuna, talteenottoa ja jossa virtaus-kaavio on yksinkertaistettu ja käyttökustannukset alennettu.

Keksinnön tähän tavoitteeseen päästään menetelmällä kiisupitoisen monimetalliaineksen käsittelemiseksi, joka menetelmä käsittää aineksen kuumentamisen ilman luoksepääsemättä ja sen myöhemmän jakamisen tuotteiksi magneettierotuksen avulla, jolloin keksinnön mukaisesti kuumentaminen ennen magneettierotusta suoritetaan lämpötilassa väliltä 700-800°C 1-2 tunnin aikana.

Kun lähtöainetta on kuumennettu suuruusluokaltaan 700-800°C:n lämpötilassa 1-2 tunnin ajan, ei sen sisältämissa arvokkaissa mineraaleissa ja sivukivessä tapahdu kemiallisia muutoksia ja pyriitti dissosioituu seuraavan reaktiokaavan mukaisesti

FeS2 —>FenSn+1+S°, jossa n - 5-10.

Tämä tekee mahdolliseksi saada n. 43-45 paino-% pyriitti-rik-kiä alkuainetilassa ja saamaan diamagneettinen pyriitti muuttumaan 4 67497 ferromagneettiseksi heksagonaaliseksi pyrrotiitiksi. Lämpökäsittely-prosessiin (pasutukseen) liittyy ei-rautametallien hapetettujen mineraalien Tikittäminen, mineraalien rakeiden kuumennushienontaminen ja aineksen itsejauhautuminen, mistä on seurauksena arvokkaiden metallien suurempi saanto, mineraalien parantunut erottuminen raagneet-tierotuksen aikana ja pienempi energian tarve myöhempiä murskauspro-sesseja varten.

Kuumennettaessa lähtöaine alle 700°C:n lämpötilaan, havaitaan pyriitin epätäydellinen muuttuminen ferromagneettiseksi pyrrotiitiksi, kun taas yli 800°C:n lämpötiloissa ja kuumennusjaksojen ylittäessä kaksi tuntia, tapahtuu ferromagneettisen pyrrotiitin muuttumista ei-magneettiseksi pyrrotiitiksi, jonka rikkipitoisuus on pienempi, troi-liitiksi asti. Tämä vähentää jyrkästi raudan talteenottoa, joka havaitaan magneettisessa pyrrotiitti-rikasteessa.

On suotavaa, että seinät, jotka ympäröivät ainesta käsittelyn aikana, kuumennetaan lämpötilaan, joka on 100-200°C korkeampi kuin aineksen haihtuvien aineosien kiehumalämpötila.

Kun tämä ehto otetaan huomioon, muodostuu uunin seinien ja käsiteltävän aineen väliin sola, joka on täyttynyt kaasumaisilla ja höyrymäisillä tuotteilla, jotka ovat muodostuneet pasutusprosessin aikana. Kaasumaisten ja höyrymäisten tuotteiden läsnäolo auttaa käsitellyn aineen luisuliikettä sen laskeutuessa, vähentää sen sulamis-määrää ja poistaa sen "hirttäytymisen", vähentää sen sulamismäärää ja estää sen tarttumisen uunin seiniin, taaten siten aineksen, jonka kosteuspitoisuus ja hiukkaskoko voi käytännöllisesti olla mikä tahansa, menestyksellisen käsittelyn.

Jos käsittelynalaista ainetta ympäröivien uuniseinien lämpötila on n. 100°C alempi kuin aineksen haihtuvien komponenttien kiehumalämpötila, ei haluttuja tuloksia voida saavuttaa; uuniseinien lämpötilan nostaminen enemmällä kuin 200°C:lla on taloudellisesti kannattamatonta .

Kun käsitellään kuparia sisältävää ainesta, sen jäähdyttäminen suoritetaan edullisesti nopeudella 2-4°/min, ja magneettinen erotus suoritetaan edullisesti kahdessa vaiheessa, erottaen ensin rautasulfidit magneettikentän voimakkuudella väliltä 1 000 - 2 000 örstediä, mitä seuraa kuparisulfidien erottaminen, joka suoritetaan kenttävoimakkuudella väliltä 4 500 - 6 000 örstediä.

5 67497 Käsiteltävän aineksen jäähdyttäminen nopeudella 2-4°/min tekee mahdolliseksi lähtöaineen sisältämien kuparimineraalien, erityisesti kuutiomaisen diamagneettisen kuparikiisun muuttamisen tetra-goniseksi muunnokseksi, joka sisältää jonkin verran vähemmän rikkiä, jolla on magneettisia ominaisuuksia. Pasutetun aineksen jäähdyttäminen nopeudella, joka on pienempi kuin 2°/min, pidentää kestoaikaa ja lisää kiisupitoisen aineksen käsittelykustannuksia, kun taas suurempi jäähdytysnopeus, joka on suurempi kuin 4°/min, alentaa kuparin talteenottoa kuparirikasteeseen.

Suorittamalla magneettinen erottaminen kahdessa vaiheessa ja edellä mainitulla magneettisen kenttävoimakkuuden alueella tulee mahdolliseksi yksinkertaistaa kiisupitoisen monimetalliaineksen teknologista käsittelyprosessia ja pienentää käyttökustannuksia verrattuna tunnettuihin menetelmiin, jotka käsittävät lähtöaineen moninkertaisen pasuttamisen tai sen käsittelyn autoklaaveissa. Magneettikentän voimakkuuden pienentämisestä verrattuna keksinnön mukaisesti suositeltuun arvoon, alle 1 000 örstedin ensimmäisessä vaiheessa ja alle 4 500 örstedin toisessa vaiheessa, on vastaavasti seurauksena alemmat pyrrotiitin ja kuparirikasteiden saannot. Magneettikentän voimakkuuden lisääminen 2 000 örstedin yli ensimmäisessä vaiheessa ja yli 6 000 örstedin toisessa vaiheessa huonontaa pyrrotiitin ja kuparirikasteiden laatua.

Keksintöä selostetaan edelleen seuraavin valaisevin esimerkein.

Esimerkki I

Niukasti pyriittiä sisältävää malmijätettä (liejua), joka sisälsi 28 paino-% rautaa, 33,5 paino-% rikkiä, 0,85 paino-% lyijyä, 0,94 paino-% sinkkiä, 0,26 paino-% kuparia, 30 paino-% kvartsia, kuumennettiin ilman luoksepääsemättä 750°C:n lämpötilassa yksi tunti. Haihtuvien aineiden talteenotto oli 15,6 paino-%. Lämpökäsiteltyä ainetta jäähdytettiin nopeudella 2°/min ja saatettiin sitten magneettiseen erotukseen vesipitoisessa väliaineessa magneettisessa labora-torioanalysoimislaitteessa, jossa magneettikentän voimakkuus oli 1 000 örstediä. Saadun ensimmäisen magneettisen jakeen, ts. pyrro-tiitti-rikasteen saanto oli 43,04 paino%. Pyrrotiitti-rikaste sisälsi 59,42 paino-% rautaa, 0,09 paino-% kuparia, 0,17 paino-% lyijyä, 0,08 paino-% sinkkiä ja 5,0 paino-% kvartsia. Talteenotto lähtöai- 6 67497 neesta oli 91,34 % rautaa, 14,90 % kuparia, 8,61 % lyijyä, 3,66 % sinkkiä ja 7,17 % kvartsia. Ei-magneettinen jae saatettiin toiseen magneettiseen erotukseen vesipitoisessa väliaineessa 4 500 örstedin magneettikentän voimakkuudessa. Talteenotto toisessa magneettisessa jakeessa, ts. magneettisessa rikasteessa, oli 2,25 paino-% lähtöaineesta. Saatu kuparirikaste sisälsi 8,96 paino-% kuparia, 0,79 paino-% lyijyä, 0,61 paino-% sinkkiä, 13,2 paino-% rautaa ja 12,12 paino-% kvartsia. Talteenotto lähtöaineesta oli 77,58 % kuparia, 2,09 % lyijyä, 1,46 % sinkkiä, 1,26 % rautaa ja 1,02 % kvartsia. Ei-magneettinen loppujae sisälsi 70,43 paino-% kvartsia, 5,3 paino-% rautaa, 0,05 paino-% kuparia, 1,94 paino-% lyijyä ja 2,28 paino-% sinkkiä. Talteenotto lähtöaineesta ei-magneettiseen jakeeseen oli 91,80 % kvartsia, 7,40 % rautaa, 7,52 % kuparia, 89,24 % lyijyä ja 94,85 % sinkkiä.

Esimerkki 2

Pyriitti-rikastetta, joka sisälsi 38 paino-% rautaa, 43,5 paino-% rikkiä, 0,06 paino-% lyijyä, 0,32 paino-% sinkkiä ja 12,0 paino-% kvartsia, kuumennettiin ilma poissulkien 800°C:n lämpötilassa yhden tunnin ajan. Haihtuvien komponenttien saanto oli 18,76 paino-%. Lämpökäsitelty aines jäähdytettiin ja erotettiin sitten vesipitoisessa väliaineessa 1 500 örstedin magneettikentän voimakkuudella. Magneettisen jakeen talteenotto oli 80 paino-%. Magneettinen jae sisälsi 57,5 paino-% rautaa, 37,0 paino-% rikkiä, 0,04 paino-% lyijyä, 0,18 paino-% sinkkiä ja 1,65 paino-% kvartsia. Talteenotto lähtöaineesta oli 98,14 % rautaa, 55,17 % rikkiä, 46,80 % lyijyä, 36,60 % sinkkiä ja 9,91 % kvartsia. Ei-magneettinen jae sisälsi 7,0 paino-% rautaa, 5,0 paino-% rikkiä, 2,0 paino-% lyijyä, 1,25 paino-% sinkkiä ja 66,80 paino-% kvartsia. Talteenotto lähtöaineesta oli 1,97 % rautaa, 53,30 % lyijyä, 63,43 % sinkkiä, 1,86 % rikkiä ja 89,16 % kvartsia.

Esimerkki 3

Teollista molybdeeni-tuotetta, jolla oli seuraava koostumus painoprosenteissa: 13,50 molybdeeniä, 34,26 rautaa, 44,80 rikkiä ja 5,65 kvartsia, kuumennettiin ilma poissulkien jatkuvassa kuilu-uunissa. Käsittelynalainen aine laskeutui painovoiman vaikutuksesta. Uunin seinien lämpötila pidettiin lämpötilassa, joka oli 150°C korkeampi kuin pyriitin, jota molybdeeni-tuote sisältä 65 paino-%:n 7 67497 määrän, dissosioitumislämpötila. On mahdollista joko nostaa tai laskea uunin seinien lämpötila 200°C:ksi tai vastaavasti 100°C:ksi riippuen haihtuvien komponenttien pitoisuudesta lähtöaineessa. Lähtöaineesta poistetun pyriitti-rikin määrä oli 42,72 paino-%. Magneettisen erotuksen, joka suoritettiin 2 000 örstedin magneettikentän voimakkuudella, jälkeen saatiin magneettinen jae, joka sisälsi 58,9 paino-% rautaa, 36,75 paino-% rikkiä, 1,91 paino-% molybdeeniä ja 0,73 paino-% kvartsia. Lähtöaineesta magneettiseen jakeeseen talteenotetun raudan määrä oli 94,35 %. Ei-magneettinen jae sisälsi 45,34 paino-% molybdeeniä ja 18,45 paino-% kvartsia, jolloin edellistä ja jälkimmäistä otettiin talteen lähtöaineesta vastaavasti 95,68 %:n ja 94,70 %:n määrä. Magneettisen jakeen jälkeentuleva vaahdotus antoi runsaspitoisen molybdeeni-rikasteen, joka sisälsi 34,14 paino-% molybdeeniä ja 3,12 paino-% kvartsia.

Esimerkki 4

Malmia, joka sisälsi 38,0 paino-% rautaa, 5,64 paino-% kuparia, 0,35 paino-% lyijyä, 3,51 paino-% sinkkiä, 2 g/t kultaa, 100 g/t hopeaa ja 45,4 paino-% rikkiä, kuumennettiin ilmaa luoksepäästämättä 700°C:n lämpötilassa kahden tunnin ajan, mitä seurasi jäähdyttäminen, joka suoritettiin nopeudella 4°/min. Kupari oli läsnä malmissa dia-magneettisen tetragonisen kuparikiisun muodossa. Lämpökäsitelty tuote saatettiin, sen jälkeen, kun rautasulfidit oli siitä poistettu magneettierotuksella 1 500 örstedin magneettikentän voimakkuudella, toiseen erotukseen magneettikentän voimakkuuden ollessa 6 000 örste-diä. Kuparin talteenotto kuparirikasteeseen oli 87,0 %. Ei-magneettinen tuote sisälsi lyijyä, jalometalleja ja sinkkiä.

Edellä esitetystä seuraa, että keksinnön menetelmää voidaan menestyksellisesti käyttää käsiteltäessä erilaisia pyriitti-pitoi-sia monimetalliaineksia alkuainerikin, pyrrotiitti-rikasteen, jolloin jälkimmäinen on runsaspitoinen aines, joka käytetään rautamalmi-pellettien ja rikkihapon valmistukseen, selektiivisen kuparirikasteen ja tuotteen talteenottamiseksi, joka sisältää runsaasti ei-rauta-, harvinaisia ja jalometalleja ja joka edelleen erotetaan selektiivisten vakioitujen rikasteiden muodostamiseksi.

Keksinnön menetelmä tekee mahdolliseksi pyriitti-pitoisten monimetalliainesten laajasisältöisen käsittelyn suorittamisen saattaen arvokkaiden mineraalien häviömäärät minimiin.

Claims (3)

67497 Laboratoriotutkimukset ja teolliset kokeet, jotka on suoritettu tämän keksinnön menetelmällä saavutettavien odotettujen tulosten vahvistamiseksi, ovat olleet menestyksekkäitä. Käsiteltävä kaupallinen tuote oli kiisupitoinen molybdeenituote, jolla oli seuraava kemiallinen koostumus: 31,99 % molybdeeniä, 18,18 paino-% rautaa, 42,25 paino-% rikkiä, 4,42 paino-% kvartsia, sekä pyriitti-monimetal-limalmi, joka sisälsi 40,0 paino-% rautaa, 46,7 % rikkiä, 0,22 paino-% sinkkiä, 0,92 paino-% kuparia ja 4,03 paino-% kvartsia. Lähtöaineesta saatu ei-magneettinen rikaste sisälsi ensimmäisessä tapauksessa 98 % molybdeeniä ja 96 % kvartsia, kun se taas toisessa tapauksessa sisälsi 80 % sinkkiä, 85 % lyijyä ja 90 % kvartsia. Lähtöaineesta saatu kuparirikaste sisälsi 88 % kuparia. Lähtöaineesta talteenotetun alkuainerikin määrä nousi 45 %:iin. Saatu magneettinen tuote sisälsi 92-98 % rautaa. Hapettavan pasutuksen jälkeen syntynyt rautarikaste sisälsi 62-67 % rautaa ja 0,5 % rikkiä.

1. Menetelmä pyriittipitoisen monimetallimateriaalin käsittelemiseksi kuumentamalla materiaalia ilman luoksepääsemättä ja erottamalla se sitten tuotteiksi magneettisen erotuksen avulla, tunnettu siitä, että kuumentaminen, joka suoritetaan ennen magneettista erotusta, tapahtuu lämpötilassa 700-800°C 1-2 tunnin aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käsiteltävän aineen kuumentaminen suoritetaan materiaalia ympäröivien seinien lämpötilan ollessa 100-200°C korkeampi kuin materiaalin haihtuvien komponenttien kiehumalämpötila.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuparia sisältävä materiaali kuumentamisen jälkeen jäähdytetään nopeudella 2-4°/min ja magneettinen erottaminen suoritetaan kahdessa vaiheessa, aluksi erottamalla rautasulfidit magneettikentän voimakkuuden ollessa 1000 - 2000 örstediä, mitä seuraa kuparisulfidien erottaminen, joka suoritetaan 4500 - 6ooo örstedin magneettikentän voimakkuudella.