FI78737B - Foerfarande foer oxidativ trycklakning av sulfidhaltigt icke-jaernmetallmaterial. - Google Patents

Description

1 78737

. I

>

Menetelmä sulfidipitoisen eri-rautametallimateriaalin paineuuttamiseksi hapettavasti Tämä keksintö kohdistuu ei-rautametallien, esimerkiksi 5 sinkin, nikkelin, kuparin, lyijyn, koboltin tai kullan talteenottoon sulfidimateriaalista hapettavan paineuuton avulla autoklaavissa, jonka lävitse materiaalia syötetään jatkuvasti.

Tiedetään hyvin, että tällaisen sulfidimateriaalin 10 painehapetus on eksoterminen reaktio. Aikaisemmin on ollut tavallista suorittaa tämä reaktio moniosastoisessa autoklaavissa, jolloin peräkkäiset osastot eroitetaan toisistaan eroittimien avulla ja jokainen kenno käsittää sekoit-timen. Hapetettavaa sulfidipitoista materiaalia syötetään 15 lietteenä autoklaaviin toisesta päästä ja liete virtaa osastosta toiseen vastaavien eroittimien ylitse ja poistuu autoklaavista toisesta päästä. Happea syötetään auto-klaaviosastoihin hapetuksen suorittamiseksi.

Nykyisessä käytännössä on tavallisesti ollut välttä-20 mätöntä johtaa lämpöä ensimmäiseen autoklaaviosastoon, esimerkiksi ruiskuttamalla vesihöyryä tai kuumentamalla syötettävä liete, reaktion ylläpitämiseksi. Esimerkiksi pyriitin (FeS2> hapettamiseksi on välttämätöntä että lämpötila on vähintäin noin 165°C niin, että usein vaadi-25 taan esikuumennus eksotermisen reaktion alkamisen varmista miseksi. Seuraavissa osastoissa painehapetusreaktiossa kehittynyt lämpö voi nostaa lietteen lämpötilan epäedullisen korkeaksi, jolloin vaaditaan jäähdyttämistä. Epäedullisen korkeat lämpötilat ja siten myös epäedullisen 30 suuret paineet olisi vältettävä autoklaavin lujuuden aiheuttamien rajoitusten vuoksi. Välttämättömyys lämmön syöttämiseksi ensimmäiseen ja seuraavien osastojen jäähdyttämiseksi muodostaa hukkaenergiaa ja on haitallinen 35 taloudellista toimintaa varten.

2 78737

Esillä oleva keksintö perustuu havaintoon, että lämpötila autoklaavin eri osastoissa voidaan pitää optimiarvossa ilman, että vaaditaan merkittävää määrää ulkoista kuumennusta tai jäähdytystä ja jolloin 5 käytetään hyödyksi reaktion eksotermistä luonnetta käyttämällä autoklaavirakennetta, jossa ensimmäinen osasto on huomattavasti suurempi kuin jokainen seu-raava osasto niin, että reaktion suuren osan annetaan tapahtua ensimmäisessä osastossa ja siten siihen saa-10 daan korkeampi lämpötila. Edullisesti ensimmäisen osaston tilavuus on noin 50-200 % suurempi kuin jokaisen seuraavan osaston.

Keksintöä voidaan soveltaa erilaisille ei-rauta-metalleja sekä rautametalleja sisältäville sulfidipitoi-15 sille materiaaleille, joille tavanmukaisesti suoritetaan painehapetus, esimerkiksi malmeille, rikasteille ja ensisulatteille.

Vaikka hieman ulkoista lämpöä voi olla tarpeen käynnistyksessä, lietteen suurempi määrä ensimmäisessä osas-20 tossa verrattuna jokaisessa seuraavassa osastossa olevaan määrään, sallii ensimmäisessä osastossa olevan lietteen lämpötilan säilymisen verrattain korkeana painehapetusreaktion aloittamiseksi saapuvassa sulfidi-materiaalissa ja sallitaan samalla lietteen säilyminen 25 asianmukaisessa lämpötilassa, mikä ei ole liian korkea. Täten jatkuvassa toiminnassa ei esillä olevan keksinnön mukaan ole välttämätöntä esikuumentaa lietettä, jota syötetään ensimmäiseen osastoon ulkoisella lämpölähteellä, samassa määrässä, kuin mitä aikaisemmin on vaa-30 dittu tai suorittaa jäähdytystä seuraavissa osastoissa samassa määrässä kuin aikaisemmin on vaadittu, jolloin saavutetaan huomattava energian säästö. Siten on myös mahdollista saavuttaa sulfidipitoisen materiaalin suurempi läpikulku kuin muutoin olisi mahdollista.

35 Myös epäedullisen jyrkät kasvut lämpötilassa osastosta 3 toiseen, joita alalla on aikaisemmin esiintynyt, voidaan välttää.

Autoklaavirakenne muodostuu tavallisesti yhdestä vaakasuuntaisesta autoklaavista, joka on jaettu peräk-5 käisiksi osastoiksi eroittimien avulla. Verrattuna tavanomaisiin autoklaaveihin on havaittu, että esillä olevan keksinnön mukaisen autoklaavin eroittimet voivat olla korkeampia, jolloin esillä olevan keksinnön mukaisen autoklaavin tilavuutta voidaan suurentaa noin 10 10 prosenttiin saakka tavanomaiseen autoklaaviin verrattuna .

Keksinnön alueeseen kuuluu myös, että autoklaavirakenne käsittää kaksi tai useampia paineistettua astiaa, jotka on sijoitettu rinnan ja jotka muodostavat "ensim-15 mäisen osaston" ja jotka syöttävät, esimerkiksi painovoiman vaikutuksesta peräkkäisiin paineastioihin, joiden koko on samanlainen ja jotka on sijoitettu sarjaan peräkkäisten osastojen muodostamiseksi. Keksinnön seuraavan ominaisuuden mukaan lietettä tai liuosta voidaan ruis-20 kuttaa yhteen tai useampaan peräkkäiseen osastoon, esimerkiksi kolmanteen osastoon lämpötilan säätämiseksi jäähdytystä varten peräkkäisissä osastoissa. Tämä ominaisuus pidentää myös lietteen viipymisaikaa ensimmäisessä osastossa ja antaa siten lisätavan lietteen 25 lämpötilan säätämiseksi eri osastoissa eikä tällöin vaadita ulkoista kuumennusta tai jäähdytystä.

Edullisesti lietteen massatiheys ensimmäisessä osastossa voi olla suurempi kuin seuraavissa osastoissa niin, että ensimmäisessä osastossa voidaan 30 käyttää pienempää lämpönielua, jolloin voidaan saavuttaa vielä korkeampia lämpötiloja samalla reaktioasteella. Esimerkiksi massatiheys ensimmäisessä osastossa voi olla noin 5-60 % kiinteitä aineita sisältävä ja massa-tiheys seuraavissa osastoissa, on tällöin 3-40 % kiin-35 teitä aineita.

4 78737

Seuraavassa esitellään keksinnön toteutuksia esimerkin avulla mukaanliitettyihin piirroksiin viitaten, joista kuva 1 on kaaviollinen esitys vaakasuuntaisesta 5 autoklaavirakenteesta ja kuva 2 on samanlainen esitys pystysuuntaisesta autoklaavirakenteesta.

Tarkasteltaessa ensin kuvaa 1 on siinä esitetty pitkänomainen, vaakasuuntainen autoklaavi 12, jossa 10 on viisi peräkkäistä osastoa 14, 16, 18, 20, 22, jotka on erotettu eroittimien 24, 26, 28, 30 avulla. Ensimmäisen osaston 14 koko on likimain kaksinkertainen jokaiseen muuhun osastoon verrattuna. Sekoittimia käytetään jokaisen osaston sisällön sekoittamiseksi, 15 jolloin ensimmäisessä osastossa 14 on kaksi sekoitinta 32, 34 ja seuraavat osastot 16, 18, 20 ja 22 sisältävät sekoittimet 36, 38, 40 ja 42 vastaavasti.

Hapanta syöttölietettä, joka sisältää ei-rauta-metallia ja rautapitoista sulfidimateriaalia, syötetään 20 syöttöputken 33 kautta ensimmäiseen osastoon 14 ja siirtyy se peräkkäisten osastojen 16, 18, 20 ja 22 lävitse ennen poistoa viimeisestä osastosta 22 poistoputken 46 kautta. Happea syötetään jokaiseen osastoon 14, 16, 18, 20 ja 22 happisyöttöputken 48 kautta, jossa on haaraputket 25 50, 52, 54, 56 ja 58 jokaiseen vastaavaan osastoon.

Kun kuvassa on esitetty, eroittimet 24, 26, 28, 30 ovat peräkkäin matalampia ja liete virtaa jokaisen eroittimen ylitse osastosta seuraavaan.

Tyypillinen sinkkiä ja rautaa sisältävä sulfidipi-30 toinen materiaali voi sisältää (painon mukaan) noin 20-60 % sinkkiä, noin 35-3 % rautaa ja noin 38-30 % rikkiä. Tyypillinen vaikeasti sulava kultamalmi tai -rikaste voi sisältää noin 3-300 g/t kultaa, noin 3-45 % rautaa, noin 1-45 % rikkiä ja noin 0,1-30 & arseenia.

35 Tyypillinen kupari/nikkeli-ensisulate voi sisältää 5 78737 noin 30-70 % nikkeliä, noin 40-3 % kuparia ja noin 5-25 % rikkiä. Platinaryhmän metalleja voi myös olla läsnä.

Saapuvan syöttölietteen massatiheys voi noin 35-85 % 5 kiinteitä aineita vastaava ja kiinteäainepitoisuus ensimmäisessä osastossa 14 on noin 5-60 % ja kiinteäainepitoisuus jokaisessa seuraavassa osastossa on vähemmän kuin noin 0,1-60 %.

Vaikka reaktiot ovat monimutkaisia, seuraavat 10 yhtälöt esittelevät tyypillisiä reaktioita, joita tapahtuu sinkkiä ja rautaa sisältävän sulfidimateriaalin paine-hapetuksessa ja happouutossa:

ZnS + Fe2S04*3 *-» ZnSO. + 2FeSO. + S° 4 4 15 FeS + 20---->· FeSO.

2 4 2FeS04 + H2S04 + 0,502->Fe2(S04>3 + H20 Näille sinkkipitoisille materiaaleille hapen yli-20 paine voi olla noin 200-2000 kPa. Lämpötila ensimmäisessä suuressa osastossa 14 voi olla noin 135-150°C ja lämpötila jokaisessa muussa osastossa voi olla noin 145-155°C.

Vaikeasti sulava kultamalmi ja -rikasteet sisältä-25 vät tyypillisesti pyriittiä ja/tai arsenopyriittiä, jotka täytyy hapettaa kullan vapauttamiseksi.

Pyriitti (FeS2) erikoisesti on erittäin vaikeasti sulava yhdiste ja vaatii siten vähintäin noin 165°C olevan verrattain korkean lämpötilan hapettamisen suorittami-30 seksi riittävän nopeasti seuraavan yhtälön mukaan: 2FeS- + 70- + 2H-0 ->· 2FeSO. + 2H-SO.

2 2 2 4 2 4

Ensimmäisen osaston 14 suuri tilavuus aiheuttaa rikin suuren hapettumisasteen tapahtumisen ensimmäisessä 35 osastossa. Koska rikin hapettaminen ensimmäisessä osas- 6 78737 tossa muodostaa sen lämmön, joka ylläpitää autogeenisen lämpötilan, tällä tavalla muodostettu lämpö muodostaa pyriitin hapettamisen tarvittavan lämmön ensimmäisessä osastossa. Käynnistyksen aikana voi luonnollisesti olla 5 tarpeen syöttää lämpöä ensimmäiseen osastoon 14 tai syöttöliete voidaan esikuumentaa tavalla, jonka alan asiantuntijat hyvin tuntevat.

Jatkuvassa toiminnassa voidaan lämpötilaa jokaisessa autoklaavin osastossa valvoa säätämällä syöttölietteen 10 kiinteiden aineiden pitoisuutta syöttöputken 44 kautta. Myös lietteen syötön lisäksi ensimmäiseen osastoon 14 vettä tai palautettua prosessiliuosta voidaan syöttää lisäksi syöttöputken 44a kautta yhteen tai useampaan muista osastoista, kuten kolmanteen osastoon 18, kuten 15 katkoviiva esittää kuvassa 1, lämpönielun muodostamiseksi jäähdytystarkoituksia varten. Vaihtoehtoisesti vettä tai palautettua prosessiliuosta voidaan syöttää putken 44a kautta.

Kuvassa 2 on esitetty vaihtoehtoinen järjestely, 20 jolloin autoklaavirakenne muodostuu useista erillisistä paineastioista, joista jokainen on varustettu sekoit-timella ja happisyötöllä. Suuren ensimmäisen osaston muodostaa kolme paineastiaa 114a, 114b, ja 114c, jotka on asennettu rinnan ja joihin syötetään lietettä syöt-25 töputkesta 144. Nämä ensimmäisen osaston astiat purkautuvat peräkkäisiin osastoihin, jotka sarjaan sijoitetut astiat 116, 118, 120 ja 122 muodostavat. Viimeinen astia 122 purkautuu poistoputkeen 146. Järjestelmä toimii muutoin samalla tavalla kuin kuvassa 1 esitetty ensim-30 mäinen toteutus.

Keksintö on myös käyttökelpoinen käsiteltäessä niinsanotuksi sulfosuoloiksi kutsuttua rautapitoista kompleksia, joka sisältää antimonia ja/tai arseenia sekä selenidejä ja tellurideja. Materiaali voi muodostua 35 selenideistä ja tellurideista, jotka sisältävät ainakin 7 78737 yhtämetallia ryhmästä, johon kuuluvat kulta, hopea, platina, palladium, osmium, iridium, rutenium, renium, rodium ja rubidium.

Keksinnön muut toteutukset ovat ilmeisiä alan asiän-5 tuntijoille ja keksinnön alue on määritelty mukaan-liitetyissä patenttivaatimuksissa.

Claims (7)

78737

1. Menetelmä ei-rautametallien sulfidisen materiaalin hapettavaa paineuuttoa varten, tunnettu sii- 5 tä, että se käsittää autoklaavirakenteen muodostamisen, jossa on useita sarjassa olevia peräkkäisiä osastoja, jolloin ensimmäinen osasto on kooltaan huomattavasti suurempi kuin jokainen seuraava osasto ja jolloin autoklaaviraken-teeseen muodostetaan noin 50-2000 kPa oleva hapen osapai- 10 ne, että materiaalin vesilietettä syötetään verrattain suureen ensimmäiseen osastoon, että saatu materiaalivirta johdetaan peräkkäisten, pienempien osastojen lävitse ensimmäisessä osastossa ja seuraavissa osastoissa vallitsevan lämpötilan saattamiseksi, riittävän korkeaan arvoon 15 sulfidisen materiaalin autogeenisen hapettumisen suorittamiseksi ja että hapettunut liete poistetaan sarjan viimeisestä osastosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisessä, suuremmassa 20 osastossa olevan lietteen sakeus on noin 5-60 % kiinteitä aineita ja peräkkäisissä osastoissa olevan lietteen sakeus on noin 3-40 % kiinteitä aineita.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen osasto on noin 50- 25 200 % suurempi kuin jokainen seuraava osasto.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen osasto on noin kaksi kertaa niin suuri kuin jokainen seuraava osasto.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että se käsittää myös vesipitoisen lietteen tai liuoksen syöttämisen osastoon, joka on sovitettu ensimmäisen osaston jälkeen, jäähdytystarkoituksia varten.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että autoklaavirakenne käsittää 78737 pitkänomaisen, oleellisesti vaakasuoran paineastian, joka sisältää peräkkäisten osastojen sarjan.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen osasto sisältää 5 useita sekoittajia ja jokainen seuraava osasto sisältää yhden sekoittajan. 78737 ίο