FR2478672A1 - Metal recovery from pyrite, opt. after smelting - by oxidising and sulphating, roasting and leaching (BR 22.9.81) - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un procédé pour la récupération de metaux de valeur à partir de pyrite impure, finement divise, soit directement, soit par fusion de la pyrite au moyen de, par exemple, gaz non oxydants à une température élevee dans le but de produire une matte de fer avec une proportion de métal de valeur, et des gaz porteurs de poussière. L'invention est relative en particulier à un procede à phases multiples pour la récupération de métaux de valeur à partir des résidus de grillage provenant du grillage oxydant de la pyrite ou de la matte de fer, de poussière et de gaz obtenus à partir de la fusion de la pyrite. The present invention relates to a process for the recovery of valuable metals from impure, finely divided pyrite, either directly or by melting the pyrite using, for example, non-oxidizing gases at a high temperature for the purpose to produce an iron matte with a proportion of valuable metal, and dust-bearing gases. The invention relates in particular to a multi-phase process for the recovery of valuable metals from roasting residues originating from the oxidizing roasting of pyrite or iron matte, dust and gases obtained from the pyrite fusion.
D'après le brevet finlandais No 32.465, la fusion de pyrite finement broyée dans un four de fusion a arc , à une temperature élevée, au moyen de gaz non oxydants est connue. Le temps de fixation de la suspension dans la cuve de réaction est d'aeproximativenent 1 à 2 secondes, temps durant lequel les matériaux solides sont chauffés et fondent selon des réactions chimiques connues. Après avoir quitté la cuve de réaction, le gaz contient du dioxyde de soufre en excès, et pour cette raison, le gaz doit être réduit dans la cuve de sortie du four de fusion à arc , dans le but de récupérer le soufre elé- mentaire, tel que cela est décrit, par exemple, dans les brevets finlandais No 44.797, No 45.948 et No 45.037.Les produits de réaction obtenus sont de la matte de fer, de la crasse de fonte, du gaz, à partir duquel le soufre est récupéré, et egalement de la poussière. According to Finnish Patent No. 32,465, the melting of finely ground pyrite in an arc melting furnace at elevated temperature using non-oxidizing gases is known. The fixing time of the suspension in the reaction tank is approximately 1-2 seconds, during which time the solid materials are heated and melt according to known chemical reactions. After leaving the reaction tank, the gas contains excess sulfur dioxide, and for this reason the gas must be reduced in the outlet tank of the arc melting furnace, in order to recover the elemental sulfur. , as described, for example, in Finnish patents No 44,797, No 45,948 and No 45,037. The reaction products obtained are iron matte, pig iron, gas, from which sulfur is recovered, and also dust.
La matte de fer contient différents composés du fer, du cuivre, du zinc, du cadmium, du plomb, du cobalt, du nickel, de l'or et de l'argent. Les poussières separées des gaz, pour leur part, contiennent différents composés du plomb, du zinc, de l'arsenic, du cadmium, du cuivre, du cobalt, du nickel, du mercure et du sélenium. Iron matte contains different compounds of iron, copper, zinc, cadmium, lead, cobalt, nickel, gold and silver. Dust separated from gases, on the other hand, contains different compounds of lead, zinc, arsenic, cadmium, copper, cobalt, nickel, mercury and selenium.
La pyrite utilisée en tant que matériau brut contient différentes quantités des différents métaux de valeur, et, dans un cas typique, les teneurs en métaux de valeur peuvent être, par exemple
Cu 1-1,5 só Cd 0,001-0,1 , >
Zn 2-4 Ag 0,001-0,1
Pb 1-2 Au 0,0001-0,01
As 0,5-2 Hg 0,001-0,1
Co 0,001-0,1 Se 0,001-0,1
Ni 0,001-0,1
Dans un four de fusion à arc , la distribution de ces métaux de valeur est la suivante ::
Zn 30-40 % dans la matte, le reste dans les poussières
Pb 5-15 - I' -
Cd 30-40 - I' -
Cu 85-95 - ' -
Co 85-95 - "
Ni 85-95 - I' -
Au et Ag approximativement 100 %dans la matte
Hg et Se approximativement 95 % dans les gaz
As approximativement 95 % dans les gaz, le reste dans les poussières.Pyrite used as raw material contains different amounts of different valuable metals, and in a typical case the contents of valuable metals can be, for example
Cu 1-1.5 só Cd 0.001-0.1,>
Zn 2-4 Ag 0.001-0.1
Pb 1-2 Au 0.0001-0.01
As 0.5-2 Hg 0.001-0.1
Co 0.001-0.1 Se 0.001-0.1
Ni 0.001-0.1
In an arc melting furnace, the distribution of these valuable metals is as follows:
Zn 30-40% in matte, the rest in dust
Pb 5-15 - I '-
Cd 30-40 - I '-
Cu 85-95 - '-
Co 85-95 - "
Ni 85-95 - I '-
Au and Ag approximately 100% in the matte
Hg and Se approximately 95% in gases
As approximately 95% in gases, the rest in dust.
Après avoir quitté le filtre électrique, les gaz sont dirigés vers des colonnes de condensation de soufre, dans lesquelles le soufre élémentaire est récupéré selon des procédés connus. After leaving the electric filter, the gases are directed to sulfur condensation columns, in which the elemental sulfur is recovered according to known methods.
Apres ceci, les métaux de valeur présents dans la matte et dans la poussière peuvent être récuperes selon différents procedés. After this, the valuable metals present in the mat and in the dust can be recovered by various processes.
Ainsi, il existe de nombreuses méthodes connues pour la récupération des différents métaux de valeur, et le problème a été de savoir comment choisir les procécés qui sont le mieux adaptés à l'usage par rapport aux autres, de manière à obtenir en résultat final un procédé de récupération de métaux de valeur à partir de la pyrite impure, economique au maximum et globalement exempt de troubles.Thus, there are many known methods for the recovery of different valuable metals, and the problem has been how to choose the processes that are best suited for use over others, so as to obtain a final result process for recovering valuable metals from impure pyrite, economical to the maximum and generally free of troubles.
Un des buts de la présente invention est de proposer un procedé global, plus performant que ceux existants, pour la récupération de métaux de valeur à partir de pyrite finement broyée. Il est caractérisé par le fait que
a) une partie de la pyrite ou de la matte de fer qui contient des métaux de valeur est d'abord soumise à un grillage oxydant et ensuite, avec le reste de la pyrite ou de la matte de fer, à un grillage de sulfatage dans le but de transformer les métaux de valeur présents dans la pyrite et dans ses résidus de grillage, ou dans la matte de fer sous une forme de sulfate, et le fer sous une forme d'oxyde, après quoi les sulfates subissent une lixiviation et la solution obtenue est séparée, dans le but de récupérer les métaux de valeur de la solution, et l'oxyde de fer insoluble est utilisé pour la fabrication d'acier
b) les poussières qui contiennent les metaux de valeur sont séparées des gaz,
c) les poussieres séparées sont envoyées directement au grillage de sulfatage du point a, apres que tout l'arsenic présent ait eté d'abord retiré, ou les poussières separées sont dirigées vers un grillage de sulfatage séparé, dans le but de transformer les metaux de valeur sous une forme de sulfate, et le fer sous une forme d'oxyde, après quoi les sulfates subissent une lixiviation en accord avec le point a, et l'oxyde de fer insoluble chargé d'arsenic est rejeté, et
d) le soufre est condensé à partir des gaz.One of the aims of the present invention is to propose a global process, more efficient than those existing, for the recovery of valuable metals from finely ground pyrite. It is characterized by the fact that
a) a part of the pyrite or of the iron mat which contains valuable metals is first subjected to an oxidizing roasting and then, with the rest of the pyrite or of the iron mat, to a sulphating roasting in the purpose of transforming the valuable metals present in the pyrite and its roasting residues, or in the iron matte in the form of sulphate, and the iron in the form of oxide, after which the sulphates undergo leaching and the solution obtained is separated, in order to recover the valuable metals from the solution, and the insoluble iron oxide is used for the manufacture of steel
b) the dust containing the valuable metals is separated from the gases,
c) the separated dust is sent directly to the sulphation screen at point a, after all the arsenic present has been removed first, or the separated dust is sent to a separate sulphate screen for the purpose of transforming the metals of value in a sulphate form, and iron in an oxide form, after which the sulphates are leached in accordance with point a, and the insoluble iron oxide charged with arsenic is rejected, and
d) the sulfur is condensed from the gases.
L'invention sera mieux comprise si l'on se refere à la description ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie intégrante. The invention will be better understood if reference is made to the description below, as well as to the accompanying drawings which form an integral part thereof.
Les figures 1 à 3 représentent des diagrammes de trois différents procédés globaux possibles. Figures 1 to 3 show diagrams of three different possible global processes.
La figure 4 représente en detail la récuperation de soufre à partir des gaz du four de fusion de soufre. FIG. 4 shows in detail the recovery of sulfur from the gases of the sulfur melting furnace.
La figure 5 représente un procédé possible pour le grillage de sulfatage des résidus de grillage. FIG. 5 represents a possible method for the roasting of sulfation of the roasting residues.
Dans le procédé selon la figure 1, la matte sulfure-oxyde a partir du four de fusion à arc est grainée pendant la phase 1 et broyée pendant la phase 2. Une partie de la matte est grillée à mort pendant la phase 3, la température étant de 950 à 1.050 OC. Les reactions suivantes se produisent pendant cette phase : 1) FeS + 1,75 02 - 0,5 Fe203 + S02 2) Fe304 + 0,25 02 - 1,5 Fe2O3 3) FeO + 0,25 02 - 0,5 Fe203 4) PbS + 1,5 02 - PbO + S02 5) ZnS + 1,5 02 + Fe203 - ZnO . Fe203 + 502 6) Cu2S + 1,5 02 + Fe203 - Cu2O . Fe203 + S02
Les sulfures de Co, Ni, et Cd, s'oxydent également, formant respectivement des oxydes ou des ferrites.Le grillage de cette phase est dirigée à la phase suivante 4, c'est-à-dire le grillage de sulfatage (brevet finlandais No 41.874), vers lequel également est dirigee la matte finale. La temperature de sulfatage est de 650 à 750 "C. Les composés de fer sont oxydes principalement en hematite, et partiellement en magnétite et en sulfatessolublesdans l'eau. Les composés de
Cu, Zn et Pb sont sulfates en sulfate, les sulfates de cuivre et de zinc étant solubles dans l'eau, et pour une petite quantité egalement en ferrite de cuivre et de zinc qui ne sont pas solubles dans l'eau.In the process according to FIG. 1, the sulphide-oxide matte from the arc melting furnace is grained during phase 1 and ground during phase 2. Part of the matte is roasted to death during phase 3, the temperature being from 950 to 1,050 OC. The following reactions occur during this phase: 1) FeS + 1.75 02 - 0.5 Fe203 + S02 2) Fe304 + 0.25 02 - 1.5 Fe2O3 3) FeO + 0.25 02 - 0.5 Fe203 4) PbS + 1.5 02 - PbO + S02 5) ZnS + 1.5 02 + Fe203 - ZnO. Fe203 + 502 6) Cu2S + 1.5 02 + Fe203 - Cu2O. Fe203 + S02
The sulfides of Co, Ni, and Cd also oxidize, respectively forming oxides or ferrites. The roasting of this phase is directed to the next phase 4, i.e. the sulfating roasting (Finnish patent No 41.874), to which also the final matte is directed. The sulphating temperature is 650 to 750 "C. The iron compounds are mainly oxidized to hematite, and partially to magnetite and water-soluble sulfates.
Cu, Zn and Pb are sulphates to sulphates, copper and zinc sulphates being soluble in water, and for a small quantity also in copper and zinc ferrite which are not soluble in water.
Co, Ni et Cd sont egalement sulfatés en leurs sul fates respectifs. Le grillage est lixivié pendant la phase suivante 5 dans l'eau de lavage des résidus de fer, qui est obtenu de la phase 6, où les sulfates solubles dans l'eau sont dissouts. Les résidus de fer
Fe203 sont dirigés vers le cycle de lavage par chlorure. La solution acide-sulfate est dirigee vers la récupération des métaux.Co, Ni and Cd are also sulfated to their respective sulfates. The roasting is leached during the next phase in the iron residue wash water, which is obtained from phase 6, where the water-soluble sulfates are dissolved. Iron residue
Fe203 are directed to the chloride wash cycle. The acid-sulfate solution is directed to the recovery of metals.
Les poussieres provenant du four de fusion à arc sont dirigées depuis les filtres électriques vers le grillage de sulfatage 12, ou la temperature est de 620 à 700 OC. Le Na nécessaire est ajouté sous la forme de, par exemple, Na2S04. Durant cette phase, la plus grande partie du sulfure de fer s'oxyde en hématite et, pour une petite quantité, également en magnétite et en sulfates solubles dans l'eau. The dust from the arc melting furnace is directed from the electric filters to the sulphating mesh 12, where the temperature is 620 to 700 OC. The necessary Na is added in the form of, for example, Na2SO4. During this phase, most of the iron sulfide oxidizes to hematite and, to a small extent, also to magnetite and water-soluble sulfates.
Les sulfures de Cu et Zn sont en partie sulfates en sulfates, et en partie oxydes en ferrite insoluble dans l'eau. Pb, Co, Ni et Cd sont sulfatés, le sulfate de plomb étant insoluble dans l'eau. Le grillage est lixivié pendant la phase suivante 13 dans l'eau de lavage du pré cipité obtenu à partir de la phase de récupération de fer 17, l'eau de lavage provenant de la phase 18, et de ce fait les sulfates des metaux non ferreux presents dans les poussières se dissolvent. Le précipité est dirigé vers la phase de lixiviation 14 à l'acide fort (SAL), et pour cette phase, la quantité nécessaire d'acide de retour est introduite à partir de l'électrolyse du zinc de la phase 22, dans le but de dissoudre les ferrites du grillage de la poussière. La temperature de cette phase est de 90 à 100 OC, et sa concentration en H2S04 est de 30 à 150 g/l. Les résidus de lixiviation sont lavés pendant la phase 15 et dirigés vers le cycle delixiviation par chlorure. La solution de sulfate acide est dirigee vers la récupération de métal.Cu and Zn sulfides are partly sulphates to sulphates, and partly oxides to ferrite insoluble in water. Pb, Co, Ni and Cd are sulphated, lead sulphate being insoluble in water. The roasting is leached during the next phase 13 in the washing water of the precipitate obtained from the iron recovery phase 17, the washing water coming from phase 18, and therefore the metal sulfates not ferrous present in dust dissolve. The precipitate is directed to the strong acid leaching phase (SAL), and for this phase, the necessary amount of return acid is introduced from the electrolysis of zinc in phase 22, for the purpose dissolve the ferrites of the dust mesh. The temperature of this phase is 90 to 100 OC, and its concentration of H2SO4 is 30 to 150 g / l. The leach residues are washed during phase 15 and directed to the chloride leach cycle. The acid sulfate solution is directed to the recovery of metal.
La solution de sulfate obtenu à partir de l'étape 5 de lixiviation de la matte est dirigee vers la phase 5 de cémentation du cuivre, au cours de laquelle le cuivre est cémente au moyen de fer, et de ce fait, du cuivre de cémentation est récupéré. La solution de sulfate est dirigée vers la phase 8 d'extraction de fer, pendant laquelle la partie de l'acide de retour d'électrolyse qui n'est pas utilisée pour la lixiviation pendant la phase 14 est neutralisée au moyen, par exemple, de calcaire, et le fer sous forme ferreuse est extrait en l'oxydant au moyen de l'air, la température entant de 85 à 95 OC, et en le précipitant sous la forme de goethite en utilisant, par exemple, de la chaux comme agent neutralisant.Le gypse produit et le précipité de fer sont lavés pendant la phase suivante 9 et extraits, l'eau de lavage de la phase 9 est dirigée vers les phases 8 ou 10, et la solution de sulfate est dirigée vers la phase 10 de précipitation d'hydroxyde de metal, pendant laquelle Zn, Co, Ni et Cd sont précipités sous la forme d'hydroxydes, au moyen,par exemple, de chaux. Le précipite est utilise en tant qu'agent neutralisant pour la phase 17 d'extraction de fer du cycle de la poussière. Une partie de la solution de sulfate de sodium exempte de métal est utilisée pour la précipitation du carbonate de plomb, si le plomb est récupéré sous la forme de carbonate de plomb, autrement, il est vaporisé sous une forme adaptée pour être dirigé vers le broyage de la matte pendant la phase 2, et de ce fait, le sulfate de sodium nécessaire pour le grillage de sulfatage est obtenu.La poussière de la matte de sulfate est dirigée depuis la phase 13 de lixiviation du produit de grillage vers la phase 16 de cémentation du cuivre, pendant laquelle la précipitation se produit au moyen,par exemple, de fer. The sulphate solution obtained from stage 5 of leaching of the matte is directed to phase 5 of cementation of copper, during which the copper is cemented by means of iron, and therefore, of cementation copper is recovered. The sulphate solution is directed to phase 8 of iron extraction, during which the part of the acid from the electrolysis return which is not used for leaching during phase 14 is neutralized by means, for example, of limestone, and the iron in ferrous form is extracted by oxidizing it by means of air, the temperature entering from 85 to 95 OC, and by precipitating it in the form of goethite using, for example, lime as neutralizing agent. The gypsum produced and the iron precipitate are washed during the next phase 9 and extracted, the washing water from phase 9 is directed to phases 8 or 10, and the sulfate solution is directed to phase 10. of metal hydroxide precipitation, during which Zn, Co, Ni and Cd are precipitated in the form of hydroxides, for example by means of lime. The precipitate is used as a neutralizing agent for the iron extraction phase 17 of the dust cycle. Part of the metal-free sodium sulphate solution is used for the precipitation of lead carbonate, if the lead is recovered in the form of lead carbonate, otherwise it is vaporized in a form suitable for being directed to grinding of the matte during phase 2, and therefore, the sodium sulphate necessary for the sulphation roasting is obtained. The dust of the sulphate matte is directed from phase 13 of leaching of the roasting product to phase 16 of cementation of copper, during which precipitation occurs by means of, for example, iron.
La solution est dirigée vers la phase 17 d'extraction de fer où la solution de la phase SAL est introduite , et une partie de l'eau de lavage de la phase 15 de lavage du précipité est neutralisee, au moyen, par exemple, de chaux et du précipité d'hydroxyde de métal de la phase 10. Le fer et les résidus de gypse sont lavés avec de l'eau pendant la phase 18, et l'eau de lavage en provenance de cette phase est utilisée dans la phase 13 en lixiviation de l'eau.La solution en sulfate de zinc est dirigée vers la phase suivante 19 de purification de la solution, pendant laquelle Cu, Co et Ni sont cémentés selon des méthodes connues (brevet finlandais No 52.595 et demande de brevet No 773589) au moyen de poussieres de zinc, en utilisant du trioxyde d'arsenic comme réactif, et le cadmium est cémente au moyen de poussières de Zn pendant la phase 20 selon des méthodes connues en soi (brevet finlandais No 50.715).The solution is directed to phase 17 of iron extraction where the solution of phase SAL is introduced, and part of the washing water of the phase 15 of washing the precipitate is neutralized, by means, for example, of lime and metal hydroxide precipitate from phase 10. The iron and gypsum residues are washed with water during phase 18, and the washing water from this phase is used in phase 13 in water leaching. The zinc sulphate solution is directed to the next phase 19 of purification of the solution, during which Cu, Co and Ni are cemented according to known methods (Finnish patent No 52.595 and patent application No 773589 ) by means of zinc dust, using arsenic trioxide as reagent, and the cadmium is cemented by means of Zn dust during phase 20 according to methods known per se (Finnish patent No 50.715).
La solution est concentrée par évaporation pendant la phase 21. La solution de sulfate concentrée est dirigee vers 1 'électro- lyse du zinc 22, qui opère selon une méthode connue d'electro-extraction. The solution is concentrated by evaporation during phase 21. The concentrated sulphate solution is directed to the electrolysis of zinc 22, which operates according to a known method of electrowinning.
Le zinc est récupéré à partir de la phase 22, et l'acide en retour est utilisé pour les usages décrits ci-dessus.Zinc is recovered from phase 22, and the acid in return is used for the uses described above.
Les résidus de fer de la phase 6 sont dirigés vers la phase 23 delixiviation par chlorure. Les résidus de fer subissent une lixiviation dans une solution chlorurée sodium-calcium, par laquelle le sulfate de plomb insoluble dans l'eau est mis sous une forme soluble dans l'eau. Du chlore est ajouté pour l'oxydation des métaux nobles, et de la chaux est utilisée en tant que neutralisant et pour l'extraction des sulfates. Dans le but d'eviter la concentration de certaines impuretés, c'est-à-dire le fer dans le cycle de solution, une partie de la solution est extraite, et dans le but de maintenir le niveau de Na, du NaCl est ajoute. Le Fe203 obtenu est lavé pendant la phase 24 et dirigé directement pour la production de fer.La solution chlorurée de la phase 19, contenant Pb, Ag et Au, est dirigée vers le second filtrage 15, pendant lequel les residus de fer de lixiviation
à l'acide fort des poussières sulfatés subissent une lixiviation. Dans cette phase, également, de la chaux est utilise pour l'extraction du sulfate et le contrôle du Ph. De l'air soufflé est utilisé pour extraire l'excès de chlore. Si le fer a dissout pendant le filtrage preliminaire 23, il est précipité en même temps que l'arsenic de la phase 14, réalisé par humidite. Les résidus de fer porteurs d'arsenic de cette phase sont envoyés vers la zone d'évacuation après une phase de lavage 26.La solution chlorurée, qui contient un peu de cuivre et de zinc en plus du plomb, de l'argent et de l'or, est mélangée avec l'eau de lavage en provenance de la phase 26, et dirigé vers la phase 27, pendant laquelle les métaux nobles et le cuivre sont separes de la solution, par exemple, par cémentation au moyen de poussières de zinc. Le plomb et le zinc sont précipités pendant la phase suivante 28 au moyen, par exemple, de sulfure d'hydrogène. Le précipite est lavé pendant la phase 29 et l'eau de lavage est melangee avec la solution chlorurée et dirigée vers la phase d'évaporation 30, à partir de laquelle, la solution dont l'excès de NaCl a éte extrait, est recyclée vers la phase 23.The iron residues from phase 6 are directed to phase 23 chloride leaching. The iron residues are leached into a sodium-calcium chloride solution, whereby the water-insoluble lead sulfate is put into a water-soluble form. Chlorine is added for the oxidation of noble metals, and lime is used as a neutralizer and for the extraction of sulfates. In order to avoid the concentration of certain impurities, i.e. iron in the solution cycle, part of the solution is extracted, and in order to maintain the level of Na, NaCl is added . The Fe203 obtained is washed during phase 24 and directed directly for the production of iron. The chlorinated solution of phase 19, containing Pb, Ag and Au, is directed to the second filtering 15, during which the iron leach residues
with strong acid sulfated dust undergoes leaching. In this phase, too, lime is used to extract the sulphate and control the Ph. Blown air is used to extract the excess chlorine. If the iron has dissolved during the preliminary filtering 23, it is precipitated at the same time as the arsenic of phase 14, produced by humidity. The iron residues carrying arsenic from this phase are sent to the disposal zone after a washing phase 26. The chlorinated solution, which contains a little copper and zinc in addition to lead, silver and the gold, is mixed with the washing water coming from phase 26, and directed to phase 27, during which the noble metals and copper are separated from the solution, for example, by cementation using dust of zinc. Lead and zinc are precipitated during the next phase 28 using, for example, hydrogen sulfide. The precipitate is washed during phase 29 and the washing water is mixed with the chlorinated solution and directed to the evaporation phase 30, from which the solution from which the excess NaCl has been extracted is recycled to phase 23.
Les sulfures de plomb et de zinc provenant de la phase 29 sont dissouts dans l'eau par oxydation avec de l'air dans un autoclave pendant la phase 31. Le précipité de sulfate de plomb est lavé pendant la phase 32, et l'eau de lavage est dirigée vers l'autoclave. La solution de sulfate de zinc est dirigée vers la phase 10 de précipitation d'hydroxyde de métal. Le sulfate de plomb est transforme en carbonate de plomb dans la phase 33 par liviviation Surésidu dans une solution de sulfate de sodium (en provenance de la phase 8) au moyen de carbonate de sodium. The lead and zinc sulphides from phase 29 are dissolved in water by oxidation with air in an autoclave during phase 31. The lead sulphate precipitate is washed during phase 32, and the water is directed to the autoclave. The zinc sulphate solution is directed to the phase 10 of metal hydroxide precipitation. The lead sulphate is transformed into lead carbonate in phase 33 by excess residue delivery in a solution of sodium sulphate (coming from phase 8) using sodium carbonate.
Le précipité de carbonate de plomb est lavé pendant la phase 34 et l'eau de lavage est recyclée vers la phase précédente. La solution en provenance de la phase 23 contient du sulfate de sodium, et elle est utilise, éventuellement avec la solution de NaS04 de la phase 10 pour le grillage de la matte.The lead carbonate precipitate is washed during phase 34 and the washing water is recycled to the previous phase. The solution from phase 23 contains sodium sulphate, and it is used, optionally with the NaSO 4 solution from phase 10 for roasting the mat.
Le cycle de grillage des poussières peut être combine avec le cycle de grillage de la matte, si l'arsenic a tout d'abord eté extrait, et ne peut pas ainsi polluer le minerai de fer. Le double grillage remplace la lixiviationàl 'acide fort des poussières, et augmente le rendement des sulfates. The dust roasting cycle can be combined with the mat roasting cycle, if the arsenic was first extracted, and thus cannot pollute the iron ore. The double mesh replaces the strong acid leaching of the dust, and increases the yield of sulphates.
Dans le procédé illustré dans la figure 2, les cycles de filtrage des résidus de grillage de la matte et de la poussière ont éte combinés, et de ce fait le filtrage de la poussière avec de l'acide fort est eliminé, et l'arsenic est extrait des poussières pendant une phase séparée 7, et les résidus de filtrage du produit de grillage en provenance de la phase 9 sont dirigés vers le grillage de sulfatage 4 de la matte. In the process illustrated in FIG. 2, the cycles of filtering the roasting residues of the matte and the dust have been combined, and therefore the filtering of the dust with strong acid is eliminated, and the arsenic is extracted from the dust during a separate phase 7, and the filtering residues of the roasting product from phase 9 are directed to the sulphating roasting 4 of the mat.
De cette manière, seule une sorte de résidus de fer est obtenue, et ces résidus sont diriges vers le cycle de lixiviation parchlorure . Les solutions de sulfate obtenues par la lixiviation des produits de grillage peut maintenir aussi être traite en un seul cycle. Dans ce cas, la solution est dirigee via la phase 10 de cementation du cuivre vers la phase 11 de précipitation du fer, à laquelle est ajouté, en tant qu'agent neutralisant, en plus de l'addition de chaux, le pré- cipite de la phase 18 de précipitation d'hydroxyde de zinc suivant la neutralisation 16 de l'acide en retour obtenu à partir de l'electrolyse du zinc. La solution de sulfate passe maintenant via les phases 13 et 14 d'extraction de Cu, Co, Ni et Cd vers la phase 15 d'évaporation et ensuite vers l'électrolyse du zinc. Etant donné qu'il n'y a qu'une seule sorte de résidus de Fe203, la phasedelixiviation par chlorure séparée pour les poussières est éliminée et le cycle de solution chlorurée diffère du procéde de la figure 1, après la phase de lavage pour le précipite obtenu à partir de la phase de précipitation du sulfure de plomb et du sulfure de zinc, en ce que les sulfates sont extraits de la solution pendant la phase 25 au moyen d'une addition de chaux, et le précipite résiduel de gypse obtenu est lavé, et les solutions sont mélangées, et le NaCl en exces est extrait de la solution avant la phase d'évaporation. Le carbonate de plomb est récupére sensiblement de la même maniere que celle illustrée en figure 1. In this way, only one kind of iron residue is obtained, and these residues are directed to the chloride leaching cycle. The sulfate solutions obtained by leaching the roasting products can also be treated in a single cycle. In this case, the solution is directed via the phase 10 of cementation of the copper to the phase 11 of precipitation of iron, to which is added, as neutralizing agent, in addition to the addition of lime, the precipitate of the zinc hydroxide precipitation phase 18 following neutralization 16 of the return acid obtained from the electrolysis of zinc. The sulphate solution now passes via phases 13 and 14 of extraction of Cu, Co, Ni and Cd to phase 15 of evaporation and then to the electrolysis of zinc. Since there is only one kind of Fe 2 O 3 residue, the separate chloride leaching phase for the dust is eliminated and the chlorinated solution cycle differs from the procedure in FIG. 1, after the washing phase for the precipitate obtained from the precipitation phase of lead sulphide and zinc sulphide, in that the sulphates are extracted from the solution during phase 25 by the addition of lime, and the residual precipitate of gypsum obtained is washed, and the solutions are mixed, and the excess NaCl is extracted from the solution before the evaporation phase. The lead carbonate is recovered in substantially the same manner as that illustrated in FIG. 1.
S' il est désiré, en accord avec la figure 3, de combiner les cycles de filtrage des résidus du grillage de la matte et des poussières, et de ne pas réaliser une extraction séparée d'arsenic des poussières, les résidus de grillage de sulfatage des poussières subissent une lixiviation pendant la lixiviation à l'acide fort (SAL) 9, dans le but de dissoudre les ferrites. Toutefois, dans ce cas, l'acide en retour d'électrolyse n'est pas introduit dans le SAL, comme cela est le cas du procédé illustré en figure 1, mais une solution de H2S04 pure est utilise dans le but de maintenir une concentration en sodium appropriée dans la solution de sulfate, et ainsi, le sodium ne peut pas interferer avec l'électrolyse du zinc.Dans d'autres points de vue, la solution de sulfate est purifiee comme dans le procédé de la figure 1, c'està-dire, les solutions en provenance des phases 5 et 8 de filtrage pour la matte et les poussières sont mélangees et la solution de sulfate passe via la phase 11 d'extraction du cuivre, la phase 12 d'extraction du fer, la phase 14 de cementation de Cu, Co, Ni, et la phase 15 du cadmium vers ltevaporation, et ensuite l'électrolyse 17 du zinc, dont l'acide en retour est neutralisé pendant la phase 18 séparée au moyen, par exemple, de calcaire, et pendant la phase suivante i9, le Zn (OH)2, qui est utilisé en tant qu'agent neutralisant pendant la phase 12 d'extraction de fer, est précipité.La solution de Na2S04 est évaporée, et utilisée éventuellement avec la solution de Na2S04 obtenue à partir de la phase de précipitation du carbonate de plomb pour le grillage de la matte. If it is desired, in accordance with FIG. 3, to combine the filtering cycles of the residues from the roasting of the matte and of the dusts, and not to carry out a separate extraction of arsenic from the dust, the residuals from the sulfating roasting dust undergoes leaching during strong acid leaching (SAL) 9, in order to dissolve the ferrites. However, in this case, the acid back from electrolysis is not introduced into the SAL, as is the case of the process illustrated in Figure 1, but a solution of pure H2SO4 is used in order to maintain a concentration as appropriate sodium in the sulfate solution, and thus, the sodium cannot interfere with the electrolysis of zinc. In other ways, the sulfate solution is purified as in the process of Figure 1, it that is to say, the solutions coming from phases 5 and 8 of filtering for the matte and the dust are mixed and the sulphate solution passes via phase 11 of copper extraction, phase 12 of iron extraction, phase 14 for cementing Cu, Co, Ni, and phase 15 of cadmium towards evaporation, and then electrolysis 17 of zinc, whose acid in return is neutralized during phase 18 separated by means, for example, of limestone, and during the next phase i9, Zn (OH) 2, which is used as a neutralizing agent for ant phase 12 of iron extraction, is precipitated. The Na2SO4 solution is evaporated, and optionally used with the Na2SO4 solution obtained from the precipitation phase of lead carbonate for roasting the matte.
Le cycle de filtration par chlorure est le même que dans le cas de la figure 1, c'est-à-dire, les résidus de fer obtenus à partir du cycle de poussière sont dirigés vers la zone d'évacuation des dechets, du fait de l'arsenic present. The chloride filtration cycle is the same as in the case of FIG. 1, that is to say, the iron residues obtained from the dust cycle are directed towards the waste discharge zone, because of arsenic present.
La figure 4 illustre en détail comment les poussières sont séparées des gaz en provenance du four de fusion à arc, et comment le soufre est récupéré des gaz, en tant que soufre élémentaire. Figure 4 illustrates in detail how the dust is separated from the gases from the arc melting furnace, and how the sulfur is recovered from the gases, as elemental sulfur.
La figure 5 montre en détail un procéde pour le grillage de sulfatage des residus de grillage, utilisant la pyrite pour remplir la condition de chauffage, et pour créer une atmosphère de gaz appropriée dans le four de grillage. Figure 5 shows in detail a process for the roasting of sulphated roasting residues, using pyrite to fulfill the heating condition, and to create an appropriate gas atmosphere in the roasting oven.
Les résidus de grillage sont produits dans l'industrie d'acide sulfurique , qui grillent de la pyrite dans le but d'obtenir du dioxyde de soufre, materiau de base pour la production d'acide sulfurique. Au moyen de la présente invention, de tels résidus de grillage et de pyrite impure peuvent être efficacement exploites. The roasting residues are produced in the sulfuric acid industry, which roasts pyrite in order to obtain sulfur dioxide, the basic material for the production of sulfuric acid. By means of the present invention, such scorch and impure pyrite residues can be effectively exploited.
L'invention va être décrite maintenant avec l'aide d'un exemple. The invention will now be described with the aid of an example.
EXEMPLE
La base pour les calculs consiste en les phases de grillage et de filtrage de 7.000 h/a et les phases de purification de solution et de récupération de métal de 7.700 h/a. Le concentré de pyrite a eté introduit dans un four de fusion à arc, à une vitesse de 82 t/h.EXAMPLE
The basis for the calculations consists of the roasting and filtering phases of 7,000 h / a and the solution purification and metal recovery phases of 7,700 h / a. The pyrite concentrate was introduced into an arc melting furnace at a speed of 82 t / h.
De l'huile a été ajoutee dans une quantité de 3,1 t/h, et du carbone a ete introduit dans la zone de réduction des gaz dans une quantite de 11,5 t/h.Oil was added in an amount of 3.1 t / h, and carbon was introduced into the gas reduction zone in an amount of 11.5 t / h.
De la matte a eté obtenue à partir du four dans une quantité de 55 t/h, et de la poussière volante pour 12 t/h. Du sulfure élémentaire est obtenu à partir des gaz de fusion pour 14 t/h. Matte was obtained from the oven in an amount of 55 t / h, and flying dust for 12 t / h. Elemental sulfide is obtained from the fusion gases for 14 t / h.
L'analyse de la pyrite était la suivante
S 47 %
Fe 42 %
Cu 1,15 %
Zn 3,2
Pb 1,3
As 0,5
Co 0,02
Ni 0,002
Cd 0,006
Ag 0,004
Au 0,0008
Hg 0,01
Se 0,002
La matte a été granulee dans l'eau et broyée de manière à ce que 80 % présent des dimensions inferieures à 74 microns et 100 e/- des dimensions inférieures à 290 microns. La quantité de sodium dans les grains broyés était de 0,94 t/h. Un grillage oxydant est alimenté en
matte dans une quantité de 34,5 t/h et un grillage de sulfatage est alimenté en matte dans une quantité de 20,5-t/h et en produit grillé à mort dans une quantité de 33,4 t/h.Les produits des grillages prove nant du grillage de sulfatage de la matte, l'analyse de ces produits étant la suivante :
S 2,63 %
Fe 60,6 %
Cu 1,69 %
Zn 1,66 %
Pb 0,28 %
Na 0,54 X ont étélixiviés en utilisant une eau de lavage dans une quantite de 35,1 m3/h, et les résidus ont eté obtenus dans une quantite de 49,9 t/h.The analysis of pyrite was as follows
S 47%
Fe 42%
Cu 1.15%
Zn 3.2
Pb 1.3
As 0.5
Co 0.02
Ni 0.002
Cd 0.006
Ag 0.004
At 0.0008
Hg 0.01
Se 0.002
The mat was granulated in water and milled so that 80% had dimensions less than 74 microns and 100 e / - dimensions less than 290 microns. The amount of sodium in the ground grains was 0.94 t / h. An oxidizing mesh is supplied with
matte in an amount of 34.5 t / h and a sulphation grid is fed with matte in an amount of 20.5-t / h and product toasted to death in an amount of 33.4 t / h gratings from the sulphating mesh of the matte, the analysis of these products being as follows:
S 2.63%
Fe 60.6%
Cu 1.69%
Zn 1.66%
Pb 0.28%
Na 0.54 X was elixivified using washing water in an amount of 35.1 m3 / h, and the residues were obtained in an amount of 49.9 t / h.
La solution de sulfate a été envoyee vers la cémentation de cuivre, à laquelle des débris de fer ont éte ajoutés pour 1 t/h. The sulfate solution was sent to the copper cementation, to which iron debris was added for 1 t / h.
Cette phase a produit du cuivre-de cémentation à90% dans une quantité de 0,91 t/h. La solution de sulfate, dans une quantité de 23,9 m /h a été envoyée vers la phase d'extraction de fer, pour laquelle du calcaire a eté ajouté dans une quantité de 1,82 t/h, et de la chaux pour 2,22 t/h. La quantité d'acide en retour a été de 9,9 m3/h, celle de l'eau arrivant de la phase de SAL de 6,0 m3/h, et celle de l'eau de lavage de 19,8 m3/h.This phase produced 90% copper-carburizing in an amount of 0.91 t / h. The sulphate solution, in an amount of 23.9 m / ha was sent to the iron extraction phase, to which limestone was added in an amount of 1.82 t / h, and lime for 2 , 22 t / h. The amount of acid in return was 9.9 m3 / h, that of the water arriving from the SAL phase of 6.0 m3 / h, and that of the washing water of 19.8 m3 / h.
Le produit du précipité goethite-gypse a été de 9,9 t/h, et la solution de sulfate, 53,0 m3/h, a ete envoyée vers la phase de précipitation d'hydroxyde de-metal. Du calcium a éte ajoute pour 1,80 t/h à cette phases, et la solution arrivée, pour 4,4 m3/h, de la phase de lixiviation sulfure de plomb-sulfure de zinc. La quantité de précipité d'hydroxyde a ete de 6,1 t/h, et la quantité de solution de Na2SO4 a été de 53,3 m3/h. The product of the goethite-gypsum precipitate was 9.9 t / h, and the sulfate solution, 53.0 m3 / h, was sent to the metal hydroxide precipitation phase. Calcium was added for 1.80 t / h at this phase, and the solution arrived, for 4.4 m3 / h, from the lead sulfide-zinc sulfide leaching phase. The amount of hydroxide precipitate was 6.1 t / h, and the amount of Na2SO4 solution was 53.3 m3 / h.
Les poussières provenant du four de fusion à arc, 12 t/h, ont été envoyées vers le grillage de sulfatage, pour lesquels l'addition de Na2SO4 a été de 0,2 t/h. Les produits de grillage, 12,1 t/h, qui contiennent
S 8,9 %
Fe 21,9 %
Cu 0,61 %
Zn 15,8 %
Pb 8,4 %
Nua 0,53 % ont été filtrés dans une eau provenant de la phase de lavage du précipité de fer, dans une quantité de 15,3 m3/h, et les résidus ont été obtenus pour 7,5 t/h, et ont ete dirigés vers la lixiviation à l'acide fort, où de l'acide de retour est arrivé à 14,8 m3/h, et la quantité d'eau arrivant à la phase de lavage des residus a été de 13,3 m3/h.Le rendement de résidus a été de 6,9 t/h, et il a été dirige vers le cycle de lixiviation par chlorure
La solution de sulfate-pour 12,8 m3Xh, a été dirigez vers la cémentation du cuivre, où des déchets de fer ont été introduits pour 0,076 t/h. Du cuivre de cémentation à CjO % a été obtenu de cette phase à 0,052 t/h, et la solution de sulfate a été introduite dans la phase de récupération de fer, dans une quantite de 7,6 m3/h, et dans cette phase, du précipité d'hydroxyde de métal p été ajouté, en provenance du cyclede lixiviationpour la matte grillée, dans une quantité de 6,1 t/h, l'addition de chaux a été de 0,08 t/h, et la solution est arrivée de la lixiviation à l'acide fort à 14,8 m3/h, aussi bien que l'eau de lavage en provenance de la lixiviation à l'acide fort à 6 m3/h, et l'eau de lavage des residus de fer à 13,9 m3/h. Le rendement du precipité geothite-gypse a été de 4,9 t/h, et la solution de sulfate pour 33,3 m3/h a été dirigée vers la phase de cémentation Cu-Co-Ni où les poussieres de zinc ont été ajoutées pour 78 kg/h, As203 pour 2 kg/h, et le rendement du précipité Cu-Co-Ni a été de 0,37 t/h. La solution a été dirigée vers la phase de récupération de cadmium pour 33,3 m3/h, et les poussières de zinc pour 3 kg/h. Le rendement de cadmium cémentaire a été de 3 kg/h.La solution de sulfate a ete dirigée vers la phase d'évaporation, à 33,3 m3/h et la sortie a été de 24,5 m3/h et a été envoyee vers l'électrolyse du zinc où des cathodes de zinc ont eté obtenues à une vitesse de 2,5 t/h, et de l'acide de retour à 24,5 m3/h.The dust from the arc melting furnace, 12 t / h, was sent to the sulphating grid, for which the addition of Na2SO4 was 0.2 t / h. Roasting products, 12.1 t / h, which contain
S 8.9%
Fe 21.9%
Cu 0.61%
Zn 15.8%
Pb 8.4%
Nua 0.53% was filtered in water from the washing phase of the iron precipitate, in an amount of 15.3 m3 / h, and the residues were obtained for 7.5 t / h, and were directed to strong acid leaching, where the return acid reached 14.8 m3 / h, and the amount of water arriving at the residue washing phase was 13.3 m3 / h .The residue yield was 6.9 t / h, and it was directed to the chloride leach cycle
The sulphate solution - for 12.8 m3Xh, was directed to the cementation of copper, where iron waste was introduced for 0.076 t / h. CjO% carburizing copper was obtained from this phase at 0.052 t / h, and the sulphate solution was introduced into the iron recovery phase, in an amount of 7.6 m3 / h, and in this phase , metal hydroxide p precipitate was added, from the leaching cycle for the toasted matte, in an amount of 6.1 t / h, the addition of lime was 0.08 t / h, and the solution arrived from the strong acid leaching at 14.8 m3 / h, as well as the washing water from the strong acid leaching at 6 m3 / h, and the washing water from the residues of iron at 13.9 m3 / h. The yield of the geothite-gypsum precipitate was 4.9 t / h, and the sulphate solution for 33.3 m3 / ha was directed to the Cu-Co-Ni cementation phase where zinc dust was added to 78 kg / h, As 2 O 3 for 2 kg / h, and the yield of the Cu-Co-Ni precipitate was 0.37 t / h. The solution was sent to the cadmium recovery phase for 33.3 m3 / h, and the zinc dust for 3 kg / h. The cementation cadmium yield was 3 kg / h. The sulfate solution was directed to the evaporation phase, at 33.3 m3 / h and the output was 24.5 m3 / h and was sent towards the electrolysis of zinc where zinc cathodes were obtained at a speed of 2.5 t / h, and of the return acid at 24.5 m3 / h.
Dans la première phase du cycle de lixiviation par chlorure, la lixiviation de la matte grillée, a été envoyée à 45,4 t/h, de la solution chlorurée à 86 m3/h, de l'eau de lavage à 20 m3/h, Cl2 à 0,29 t/h, de la chaux à 0,46 t/h, et NaCl à 0,47 t/h. Fe203, matériau de départ approprié pour la production de fer a été obtenu à 45,5 t/h, et contenait
Fe 67,5 X
Zn 0,12 %
Cu n. ,09 %
Pb 0,04 %
S 0,2 % et la solution chloruree à 100 m3/h a été dirigée vers la phase de lixiviation pour les produits de grillage de poussières. Les résidus de grillage de poussières ont été obtenus à 6, 3 t/h et de l'eau de lavage à 14,8 m3/h et de la chaux à 0,41 t/h.Des résidus de fer de rebut ont été obtenus à 5,6 t/h, et de la solution chlorurée à 11,5 m3/h. Ensuite,
Cu, Ag et Au ont eté cémentes de la solution chloruree. De la poussière de zinc a éte utilisée pour 0,04 t/h et de l'argent-or-cuivre cémentatoire a eté obtenu dans une quantité de 0,019 t/h. La solution chloru- rée a été envoyee vers la phase de précipitation de plomb et de zinc dans une quantite de 117,2 m3/h, et du sulfure d'hydrogène a été ajouté pour 0,31 t/h, le rendement du précipité de PbS, ZnS a eté de 1,3 t/h, et la quantite d'eau de lavage a été de 2,9 m3/h.La quantité de la solution finale a été de 4,5 m3/h, et la solution chloruree a passé dans la phase d'evaporation, dans une quantite de 112,7 m3/h, et à sa sortie de 80 m3/h. Le précipité de PbS, ZnS a subi une lixiviation dans l'autoclave, pour laquelle de l'eau de lavage a été ajoutée pour 4,5 m3/h. Les résidus de lixiviation ont éte obtenus dans une quantité de 1,6 t/h, et la solution de sulfate de zinc, 4,4 m3/h, a été dirigée vers la phase de precipitation d'hydroxyde métallique du cycle de la matte. Le résidu de lixiviation a eté dirigé vers la phase de précipitation de carbonate de plomb, où la solution de sulfate de sodium résiduelle provenant du cycle de la matte est arrivée à 5 m3/h, et 1 'addi- tion de Na2C03 a éte de 0,6 t/h et la quantite d'eau de lavage de 4,5 m3/h. La solution de sulfate de sodium, 9 m3/h a été dirigée vers le grillage de la matte et le carbonate de plomb a été obtenu dans une quantité de 1,4 t/h, qui a éte calciné en oxyde de plomb, dont la quantite de 1,16 t/h, et l'oxyde de plomb a été réduit en plomb metallique, le rendement etant de 1,0 t/h. In the first phase of the chloride leaching cycle, the leaching of the roasted matte was sent at 45.4 t / h, chlorinated solution at 86 m3 / h, washing water at 20 m3 / h , Cl2 at 0.29 t / h, lime at 0.46 t / h, and NaCl at 0.47 t / h. Fe203, a suitable starting material for the production of iron, was obtained at 45.5 t / h, and contained
Fe 67.5 X
Zn 0.12%
Cu n. .09%
Pb 0.04%
S 0.2% and the chloride solution at 100 m3 / ha was directed to the leaching phase for dust roasting products. Residues from roasting of dust were obtained at 6.3 t / h and washing water at 14.8 m3 / h and lime at 0.41 t / h. Scrap iron residues were obtained at 5.6 t / h, and the chlorinated solution at 11.5 m3 / h. Then,
Cu, Ag and Au were cemented with the chloride solution. Zinc dust was used for 0.04 t / h and cementitious silver-gold-copper was obtained in an amount of 0.019 t / h. The chlorine solution was sent to the lead and zinc precipitation phase in an amount of 117.2 m3 / h, and hydrogen sulfide was added for 0.31 t / h, the yield of the precipitate of PbS, ZnS was 1.3 t / h, and the quantity of washing water was 2.9 m3 / h. The amount of the final solution was 4.5 m3 / h, and the chloride solution has passed through the evaporation phase, in an amount of 112.7 m3 / h, and at its outlet of 80 m3 / h. The PbS, ZnS precipitate was leached in the autoclave, to which washing water was added for 4.5 m3 / h. The leach residues were obtained in an amount of 1.6 t / h, and the zinc sulphate solution, 4.4 m3 / h, was directed to the metal hydroxide precipitation phase of the matte cycle . The leach residue was directed to the lead carbonate precipitation phase, where the residual sodium sulfate solution from the matte cycle reached 5 m3 / h, and the addition of Na2CO3 was 0.6 t / h and the quantity of washing water of 4.5 m3 / h. The sodium sulphate solution, 9 m3 / ha was directed to the roasting of the mat and the lead carbonate was obtained in an amount of 1.4 t / h, which was calcined into lead oxide, the amount of which 1.16 t / h, and the lead oxide was reduced to metallic lead, the yield being 1.0 t / h.
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