Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia miedzi, cynku lub niklu z siarczkowych rud tych metali na drodze pianowej flotacji rudy i dalszej przeróbki otrzymanego koncentratu wstepnego.Znany sposób otrzymywania miedzi, cynku lub niklu z rud siarczkowych tych metali polega na tym, ze rude poddaje sie procesowi pianowej flo¬ tacji, otrzymujac koncentrat zawierajacy wartos¬ ciowe siarczki metali oraz odpady w postaci bez¬ uzytecznych siarczków, krzemianów i glinianów i innych produktów mineralnych. Koncentraty flo¬ tacyjne miedzi i niklu zwykle poddaje sie proce¬ sowi wytapiania, w celu otrzymania metalicznej miedzi lub niklu, natomiast koncentraty cynkowe wypraza sie w celu otrzymania tlenku cynku, któ¬ ry albo redukuje sie weglem, zwlaszcza koksem, albo luguje kwasem i redukuje na drodze elektro¬ litycznej, otrzymujac cynk metaliczny.Znane sa równiez sposoby polegajace na tym, ze koncentrat zawierajacy siarczek miedzi lub nik¬ lu poddaje sie bezposrednio procesowi lugowania i z otrzymanego roztworu uzyskuje metal droga redukcji chemicznej lub elektrolitycznie. Jeden z takich sposobów, omówiony w opisach patento¬ wych Stanów Zjedn. Am. nr nr 2 576 314, 2 726 934 i 2 822 263, polega na tym, ze koncentrat niklu lub miedzi luguje sie amoniakiem w obecnosci powie¬ trza w autoklawie, w wysokiej temperaturze i pod wysokim cisnieniem. Otrzymany roztwór zawiera¬ lo jacy miedz lub nikiel poddaje sie w autoklawie dzialaniu wodoru lub tlenku wegla w wysokiej temperaturze i pod wysokim cisnieniem, wytraca¬ jac nikiel lub miedz w postaci silnie rozdrobnio¬ nej. Wada tego sposobu jest to, ze moze on byc korzystnie stosowany tylko do przerobu koncen¬ tratów zawierajacych stosunkowo znaczne ilosci niklu, natomiast nie daje zadawalajacych wyników przy przeróbce koncentratów miedzi.Znany jest sposób ekstrahowania miedzi i innych metali ciezkich za pomoca zwiazków organicznych w organicznych rozpuszczalnikach, w srodowisku kwasnym lub amoniakalnym. Jako zwiazki orga¬ niczne stosuje sie w tym celu takie, które z mie¬ dzia lub innymi metalami ciezkimi tworza zwiazki chelatowe. W przypadku ekstrahowania miedzi stosuje sie zwlaszcza oksymy. Ekstrakcja miedzi tym sposobem zachodzi jednak selektywnie tylko przy duzym stezeniu jonów Cu2+.W artykule „Pollution-free metallurgy: copper via solvent extraction" E/MJ, April 1971, str. 108— 110 opisany jest sposób ekstrahowania miedzi za pomoca organicznych roztworów zawierajacych srodek ekstrahujacy rozpuszczony w nafcie. Su¬ rowcem w tym procesie jest roztwór soli miedzi o stezeniu kilku gramów/litr zanieczyszczony sola¬ mi zelaza, uzyskany w wyniku lugowania kwasem tlenkowych rud miedzi. Czysta miedz odzyskuje sie na drodze elektrolitycznej. 89 2983 Proponowano równiez traktowac koncentraty miedzi stezonym, prawie 100% kwasem siarkowym, przeksztalcajac siarczki w siarczany, przy równo¬ czesnym uwalnianiu pewnej ilosci siarki. W ten sposób miedz uzyskuje sie w postaci kwasnego 5 siarczanu, a nastepnie wyosabnia znanymi sposo¬ bami. Proces ten jest wprawdzie technicznie wy¬ konalny, ale przydatnosc jego w praktyce nie zo¬ stala dotychczas potwierdzona.We wszystkich znanych procesach koncentraty 10 otrzymane droga flotacji poddaje sie najpierw prazeniu, w celu otrzymania tlenków metali, po czym wyprazdny ? produkt luguje sie kwasem siar¬ kowym lUb* muym. Podczas procesu prazenia glówna czesc siarki zawartej w koncentracie ulega 15 przeksztalceniu w dwutlenek siarki. Za wyjatkiem przerobu koncentratów cynku przed poddaniem procesowi elektrolizy sposoby te nie maja wyz¬ szosci technicznej nad znanymi sposobami wyta¬ piania siarczków.Sposób wedlug wynalazku nie ma wad sposobów znanych. Polega on na tym, ze koncentraty siarcz¬ kowe miedzi, cynku lub nikliKluguje sie pod cis¬ nieniem zblizonym do atmosferycznego i w nie¬ znacznie tylko podwyzszonej temperaturze, za po¬ moca wodnego roztworu amoniaku i siarczanu amonowego w obecnosci tlenu, przy czym metal otrzymuje sie w postaci roztworu zwiazku kom¬ pleksowego z amoniakiem. Dalsza cecha sposobu wedlug wynalazku jest \o, ze stala pozostalosc po procesie lugowania, to jest po rozpuszczeniu pew¬ nej lub nawet glównej czesci metalu zawartego we wstepnym koncentracie, poddaje sie drugiemu procesowi flotacji pianowej, otrzymujac wtórny koncentrat, zawierajacy siarczki metaliczne, które m nie ulegly rozpuszczeniu podczas lugowania. W wy¬ niku tego procesu jako odpady oddziela sie sto¬ sunkowo bezwartosciowe siarczki nierozpuszczone i inne mineraly, otrzymujac mniejsza ilosc pro¬ duktu wartosciowego, który nadaje sie do dalszego •- 40 przerobu. W zaleznosci od rodzaju pierwotnego koncentratu otrzymany koncentrat wtórny mozna poddawac wytapianiu, ponownemu lugowaniu lub przerabiac w inny sposób. W porównaniu z kon¬ centratem pierwotnym, niezaleznie od wybranej 4S metody, przeróbka wtórnego koncentratu jest latwiejsza, -a masa koncentratu mniejsza, totez urzadzenia do przeróbki moga byc stosunkowo male.Postepujac sposobem wedlug wynalazku, rude zawierajaca siarczek miedzi, cynku lub niklu pod¬ daje sie pianowej flotacji, otrzymujac pierwszo- rzedowy koncentrat siarczku metalu i koncentrat ten luguje sie mieszajac go z wodnym roztworem zawierajacym siarczan amonowy i wolny amoniak, miesza sie energicznie otrzymana zawiesine w tern- 55 peraturze 50—80°C pod cisnieniem nie wyzszym niz 0,7 atn, w obecnosci wolnego tlenu, przy czym tlen ulatniajacy sie z powierzchni zawiesiny za¬ wraca sie na dosc znaczna glebokosc pod te po¬ wierzchnie, nastepnie wodna faze, stanowiaca roz- co twór kompleksowego zwiazku miedzi, niklu lub cynku z amoniakiem, oddziela sie od nierozpusz- czonych cial stalych i z roztworu tego wyosabnia sie miedz, nikiel lub cynk, zas nierozpuszczone ciala stale poddaje sie powtórnemu wzbogacaniu 65 4 droga flotacji, otrzymujac wtórny koncentrat siarczku metalu nie rozpuszczonego podczas pierw¬ szego procesu lugowania i koncentrat ten poddaje sie przeróbce w celu wyosobnienia zawartego w nim metalu.Substancje stale oddzielone po pierwszym pro¬ cesie lugowania trzeba przed poddaniem ich pro¬ cesowi powtórnej flotacji pianowej oczyscic mozli- ^ wie dokladnie od amoniakalnego roztworu stoso¬ wanego do lugowania, np. przez odsaczanie i prze¬ mywanie lub przez przeciwpradowe plukanie de- kantacyjne prowadzone sposobem ciaglym. Prze¬ myte i odsaczone ciala stale kieruje sie do wtórnej flotacji, a popluczyny korzystnie laczy sie z roz¬ tworem otrzymanym w wyniku procesu lugowania.Stale substancje otrzymane w wyniku procesu lugowania mozna lugowac ponownie przed lub po stezeniu ich na drodze wtórnej flotacji. Na przy¬ klad, w celu odzyskania praktycznie biorac w ca¬ losci metalu rozpuszczonego, takiego jak miedz, z pierwotnego koncentratu i w celu odzyskania praktycznie biorac nierozpuszczalnego siarczku metalu, np. molibdenitu, w którym koncentracie, korzystnie jest niekiedy substancje stale oddzielo¬ ne od pierwszego roztworu lugujacego, np. oddzie¬ lone przez dekantacje, poddawac powtórnie pro¬ cesowi lugowania, aby oddzielic siarczki rozpusz¬ czalne i dopiero nastepnie plukac stala pozostalosc i poddawac ja powtórnej flotacji. Mozna tez stala pozostalosc po pierwszym lugowaniu oddzielic od roztworu, przeplukac i otrzymany staly produkt poddac powtórnej flotacji i dopiero po oddzieleniu stosunkowo malowartosciowych substancji ubocz¬ nych, takich jak piryt, poddawac zmniejszona juz ilosc stalych substancji powtórnemu lugowaniu.Sposób wedlug wynalazku moze byc szczególnie korzystnie stosowany jdo przerobu koncentratów siarczku miedzi. Koncentraty te czesto zawieraja duze ilosci czastek siarczków stosunkowo mniej wartosciowych, takich jak piryt, pokrytych tylko na powierzchni cienka warstwa siarczku miedzi.Takie koncentraty mozna przerabiac sposobem wedlug wynalazku poddajac je lugowaniu roztwo¬ rem amoniakalnym w takim tylko stopniu, aby rozpuscic powloke powierzchniowa i korzystnie zwiazki siarczkowe miedzi w szlamie zawartym w pierwotnym czyli wstepnym koncentracie, ale aby nie rozpuscic w znacznym stopniu stosunko¬ wo zwartych czastek koncentratu skladajacych sie glównie z siarkowych zwiazków miedzi. Po zakon¬ czeniu takiego procesu lugowania stala pozostalosc plucze sie i odsacza, a nastepnie poddaje proceso¬ wi powtórnej flotacji, w celu otrzymania koncen¬ tratu uwolnionego w znacznym stopniu od pirytu i szlamów. Taki koncentrat ma z reguly znacznie mniejsza mase niz pierwszy i jakosc jego jest lep¬ sza, to tez moze on byc bez trudnosci poddawany wytapianiu lub powtórnemu lugowaniu.Sposób wedlug wynalazku mozna tez korzystnie stosowac do przerobu koncentratów mieszanych, np. zawierajacych siarczki miedzi i niklu lub mie¬ dzi i cynku. W takich pierwotnych koncentratach skladniki miedziowe, zwlaszcza w postaci chalko- zynu lub kowelinu, rozpuszczaja sie nieco latwiej niz siarczkowe mineraly cynku i niklu, to tez roz¬ twór otrzymany po pierwszym lugowaniu moze/ 89 2 zawierac stosunkowo wiecej miedzi niz niklu lub cynku, aczkolwiek mozna tez otrzymywac roztwo¬ ry zawierajace miedz i nikiel lub cynk. Z drugiej zas strony, *stala pozostalosc po procesie lugowa¬ nia, po wymyciu i odsaczeniu moze po powtórnym 5 procesie flotacji dawac koncentrat zawierajacy ni¬ kiel lub cynk w stosunku do miedzi wyzszym niz we wstepnym koncentracie. Takie wzbogacanie roztworu po pierwszym lugowaniu w miedz, a wtórnego koncentratu w cynk lub nikiel, acz- 10 kolwiek nie zawsze duze, moze ulatwiac oddziela¬ nie skladnika metalicznego w pierwotnym koncen¬ tracie.Jezeli roztwór otrzymany na skutek lugowania zawiera miedz i nikiel lub cynk, wówczas za po- *s moca cieklego wymieniacza jonowego mozna wy¬ ekstrahowac miedz, pozostawiajac cynk lub nikiel w roztworze, z którego nastepnie oddziela sie je od amoniaku i siarczanu amonowego.Sposób wedlug wynalazku opisano ponizej do- M kladnie w odniesieniu do rysunku, który przed¬ stawia schematycznie trzy rózne mozliwosci pro¬ wadzenia procesu przy przerobie pierwotnego kon¬ centratu zawierajacego rude miedzi, ale w analo¬ giczny sposób procesy te prowadzi sie przy prze- 25 robie koncentratów zawierajacych rudy niklu lub cynku. Na rys. fig. 1 przedstawia schemat proce¬ su, w którym drugiej flotacji poddaje sie stala po¬ zostalosc po drugim procesie lugowania, fig* 2 przedstawia schemat procesu w którym drugiej 30 flotacji poddaje sie stala pozostalosc po pierwszym procesie lugowania i koncentrat otrzymany w wy¬ niku drugiej flotacji jest ponownie lugowany w celu otrzymania wartosciowych siarczków, zas fig. 3 przedstawia schemat procesu, w którym tyl- 35 ko z pierwotnego , koncentratu miedz ekstrahuje sie tylko czesciowo na drodze lugowania i stala pozostalosc po lugowaniu poddaje drugiej flotacji w celu otrzymania koncentratu nadajacego sie le¬ piej dowytapiania. 40 Proces, którego-schemat przedstawiono na fig. 1, nadaje sie szczególnie do przerobu wstepnego kon¬ centratu miedzi zawierajacego glównie mineraly bedace siarczkami miedzi, zwlaszcza chalkozyn, chalkopiryt, kowelin, bornit itp., z mala domieszka 45 metali szlachetnych, takich jak srebro i zloto oraz z malymi dodatkami innych wartosciowych siarcz¬ ków, takich jak molibdenit i ewentualnie galena.W procesie tym co najmniej 95% miedzi zawartej w koncentracie przechodzi do roztworu podczas 50 procesu lugowania i tylko nieznaczna czesc mie¬ dzi wraz z innymi wartosciowymi skladnikami jest nastepnie odzyskiwana z koncentratu po dru¬ giej flotacji.Pierwszorzedowy koncentrat miesza sie z zawra- 55 canym do obiegu wodnym roztworem siarczanu amonowego zawierajacym mala ilosc wolnego amo¬ niaku, przy czym stosunek ilosci czesci stalych do cieczy w zawiesinie nie ma decydujacego znacze¬ nia, ale przewaznie zawiesina zawiera 10—20%, 60 np. 15% wagowych czesci stalych. Stezenie amo¬ niaku i siarczanu amonowego w zawiesinie rów¬ niez nie sa decydujace dla przebiegu procesu.Siarczan amonowy powstaje w toku procesu lugo¬ wania, a amoniak dodaje sie w czasie trwania 65 6 procesu i do procesu lugowania mocna zawracac roztwór zawierajacy dowolne ilosci siarczanu amo¬ nowego.Wytworzona zawiesine poddaje sie operacji pierwszego lugowania, polegajacej na przepuszcza¬ niu zawiesiny przez szereg zamknietych zbiorni¬ ków do lugowania, w których panuje cisnienie mniejsze niz 0,7 atn, korzystnie mniejsze niz 0,55 atn, a temperatura wynosi 50—80°C. W pierw¬ szym zbiorniku temperatura jest zblizona do po¬ danej wyzej dolnej granicy i w dalszych zbiorni¬ kach wzrasta po kilka stopni. W kazdym ze zbior¬ ników zawiesine miesza sie intensywnie i dopros wadza tlen, a co najmniej do pierwszego lub kilku pierwszych zbiorników dodaje równiez amoniak.Ilosc dodawanego amoniaku dostosowuje sie do temperatury zawiesiny tak, aby §uma cisnien czastkowych pary wodnej i amoniaku oraz gazów obojetnych byla o 0,35—0,55 atm nizsza od calko¬ witego cisnienia ukladu, które wynosi najwyzej 0,7 atn. Poza tym ilosc amoniaku dostosowuje sie tak, aby wartosc pH zawiesiny wynosila 9—11.Proces lugowania w pierwszym lub w pierw¬ szych kilku zbiornikach zachodzi szybko i jest re¬ akcja egzotermiczna, to tez aby utrzymac zadana temperature moze byc konieczne chlodzenie za po¬ moca wezownicy lub plaszcza. W ostatnim zbiór- niku lub w kilku dalszych zbiornikach proces za¬ chodzi powoli i amoniak dodany w zbiornikach poczatkowych wystarcza, natomiast moze zacho¬ dzic koniecznosc ogrzewania zawiesiny za pomoca wezownicy lub plaszcza grzejnego.Do kazdego ze zbiorników wprowadza sie tlen, korzystnie tlen technicznie czysty i jak wyzej wspomniano, zawartosc amoniaku w kazdym zbior¬ niku dobiera sie tak, aby suma cisnien czastko¬ wych amoniaku, pary wodnej i gazów obojetnych byla co najmniej o okolo 0,35 atm nizsza od cal¬ kowitego cisnienia w ukladzie, to znaczy, aby cis¬ nienie czastkowe tlenu w kazdym zbiorniku wy¬ nosilo co najmniej 0,35 atm.W kazdym zbiorniku zawiesine miesza sie ener¬ gicznie i tlen ulatniajacy sie z powierzchni zawie¬ siny zawraca dosc gleboko pod powierzchnie za¬ wiesiny. Takie mieszanie polaczone z zawracaniem tlenu uzyskuje sie stosujac "mieszadlo nawietrza- jace o duzej mocy, zamontowane w kazdym zbior¬ niku.Czas trwania pierwszego lugowania wyrtosi 3 do 6 godzin, a przewaznie w przypadku szeregu zlo¬ zonego z 5 zbiorników czas przeplywu zawiesiny przez wszystkie te zbiorniki wynosi okolo 5 go¬ dzin. W tym czasie wiekszosc latwiej rozpuszczal¬ nych siarczków miedzi, np. takich jak chalkozyn i kowelin, rozpuszcza sie calkowicie, a w pewnym stopniu rozpuszczaja sie i mineraly trudniej roz¬ puszczalne, takie jak bornit, chalkopiryt i enargit, przy czym miedz przechodzi do roztworu w posta¬ ci siarczanu. Znaczna czesc zwiazków trudno roz¬ puszczalnych, mianowicie molibdenitu i pirytu, po¬ zostaje nie rozpuszczona. Równiez i galena pozo¬ staje nie rozpuszczona w postaci siarczku olowiu lub w postaci przemienionej.Po zakonczeniu procesu pierwszego lugowania substancja stala oddziela sie od roztworu przez89 298 dekantacje i roztwór kieruje do dalszej przeróbki, w celu otrzymania rozpuszczonej w nim miedzi, zas oddzielone substancje stale miesza sie ponow¬ nie z zawracanym do obiegu roztworem siarczanu amonowego i zawiesine kieruje do procesu dru- 5 giego lugowania. Proces ten prowadzi sie podobnie jak proces pierwszego lugowania, ale zwykle tylko w jednym zbiorniku lub w dwóch zbiornikach " zamknietych, przy czym sa tu temperatury 65— 80°C, a w przypadku koncentratów niklu lub cyn- 10 ku nawet do 90°C. Stezenie amoniaku utrzymuje sie tak niskie, aby suma czastkowych cisnien pary wodnej, amoniaku i gazów obojetnych byla o 0,35—0,55 atm, nizsza od calkowitego cisnienia w zbiorniku, wynoszacego mniej niz 0,7 atn, a ko- 15 rzystnie mniej niz 0,55 atn. Proces drugiego lugo¬ wania trwa przewaznie okolo 6 godzin i w tym czasie zawiesine miesza sie energicznie, wprowa¬ dza tlen i gaz ulatniajacy sie z powierzchni zawie¬ siny zawraca gleboko ponizej powierzchni zawie¬ siny. Po zakonczeniu lugowania glówna czesc mie¬ dzi zawartej w pierwszym koncentracie ulega roz¬ puszczeniu i nierozpuszczone pozostaja tylko trud¬ no rozpuszczalne siarczki,. takie jak piryt, molib- denit i galena, jak równiez 1—5% miedzi, przy 2g czym ta ostatnia wystepuje tu w postaci trudno rozpuszczalnych siarczków, takich jak enargit. Je¬ zeli ruda poddawana przeróbce zawiera pirotyn, wówczas i on pozostaje przewaznie nie rozpusz¬ czony. Nie ulegaja rozpuszczeniu oczywiscie takie 30 skladniki mineralne jak krzemionka i krzemiany glinu lub magnezu.Zawiesine otrzymana w wyniku drugiego proce¬ su lugowania poddaje sie przeciwpradowej dekan- tacji, oddziela substancje stale, przemywa je i kie¬ ruje do procesu drugiej flotacji, zas roztwór laczy z roztworem otrzymanym w pierwszym procesie lugowania i pcddaje przeróbce w celu otrzymania * metalu.Proces flotacji substancji stalych prowadzi sie znanymi sposobami, stosujac znane urzadzenia i zabiegi, zwykle stosowane do koncentrowania wartosciowych^siarczków o mniejszej wartosci, ta¬ kich jak piryt. Na przyklad, stala mase oddzielona na drodze dekantacji i przeplukana doprowadza sie do konsystencji odpowiedniej do procesu flo- 45 tacji i jezeli masa ta zawiera siarczki miedzi ra¬ zem z molibdenitem i/lub galena, wówczas mozna prowadzic flotacje z uzyciem kolektora ksantoge- nianowego, otrzymujac wtórny koncentrat, zawie¬ rajacy glówna czesc molibdenitu i miedzi oraz 50 ewentualnie galeny, a usuwajac glówna czesc pi¬ rytu, pirotynu i skaly plonej. Wtórny koncentrat poddaje sie przeróbce w celu odzyskania zawartych w nim cennych metali. Jezeli koncentrat ten za¬ wiera galene, wówczas mozna poddawac go dal- 55 szej selektywnej 'flotacji, w celu uzyskania oddzie¬ lenia koncentratu wzbogaconego w galene, przy czym ta operacja moze byc równiez prowadzona razem z procesem drugiej flotacji.Masa koncentratu otrzymanego w wyniku dru- 60 giej (flotacji jest z reguly o wiele mniejsza od ma¬ sy pierwotnego koncentratu, to tez obróbka jego jest prostsza. Jezeli np. pierwotny koncentrat za¬ wiera 30% miedzi i 0,1% molibdenu w postaci mo¬ libdenitu, to Jwtórny koncentrat zawiera okolo 10% 65 40 molibdenu i okolo 30% miedzi, dzieki czemu od¬ dzielanie molibdenitu od miedzi na drodze znanej flotacji molibdenitowej, ze zmniejszaniem zawar¬ tosci miedzi, jest stosunkowo latwe. Po oddziele¬ niu molibdenitu pozostala czesc wtórnego koncen¬ tratu mozna kierowac do procesu wytapiania mie¬ dzi.Polaczone roztwory, otrzymane w wyniku pierw¬ szego i drugiego procesu lugowania, korzystnie traktuje sie cieklym wymieniaczem jonowym, w celu oddzielenia miedzi od alkalicznego roztwo¬ ru. Jako wymieniacze jonowe mozna stosowac w tym celu rózne znane wymieniacze. Przewaznie rozpuszcza sie je w organicznym rozpuszczalniku i rozciencza organicznym rozpuszczalnikiem nie mieszajacym sie z woda, takim jak nafta i otrzy¬ many roztwór miesza sie z roztworem wodnym otrzymanym w procesach lugowania, przy czym mieszanie to zwykle prowadzi sie w kilku kolej¬ nych stadiach ekstrahowania. Otrzymany Avodny roztwór praktycznie biorac nie zawiera miedzi i sklada sie z siarczanu amonowego oraz reszty amoniaku, przy czym roztwór ten zawraca sie do procesu, mieszajac go z pierwotnym koncentratem.Czesc tego roztworu poddaje sie procesowi usuwa¬ nia z niej nadmiaru nagromadzonego siarczanu amonowego i odzyskania amoniaku, np. przez dzialanie wodorotlenkiem wapnia w celu wytra¬ cenia siarczanu wapnia, po czym z roztworu odpa¬ rowuje sie amoniak.Organiczny roztwór wymieniacza jonowego, za¬ wierajacy miedz, poddaje sie procesowi rozdziela¬ nia, dzialajac stezonym roztworem kwasu siarko¬ wego, np. stanowiacym zuzyty elektrolit otrzyma¬ ny w procesie elektrolizy/Kwas ten wypiera miedz z wymieniacza jonowego, który nastepnie zawraca sie do procesu wymiany jonów. Roztwór kwasu siarkowego zawierajacy miedz poddaje sie znane¬ mu procesowi elektrolizy, stosujac nierozpuszczal¬ ne anody, przy czym otrzymuje sie miedz, która ewentualnie stapia sie i odlewa. Zuzyty elektrolit, uzupelniony kwasem na skutek reakcji zachodza¬ cych 'podczas elektrolizy, zawraca sie do procesu jak wyzej podano.Na fig. 2 przedstawiono schemat procesu nada¬ jacego sie zwlaszcza do przerobu pierwotnego kon¬ centratu miedzi, ewentualnie z siarczkiem cynku.W procesie tym jstosuje sie wtórna flotacje, w ce¬ lu ulatwienia uzyskiwania cennych skladników metalicznych za pomoca drugiego procesu lugo¬ wania.Pierwotny koncentrat, zawierajacy np. 20% mie¬ dzi, w której znaczna czesc jest w postaci szlamu i czastek pirytu pokrytych na powierzchni zwiaz¬ kami miedzi i który ewentualnie zawiera 1% cyn¬ ku w postaci sfalerytu joraz kilka procent niklu w postaci pentlandytu, miesza sie z zawracalnym roztworem siarczanu amonowego zawierajacym amoniak. Otrzymana zawiesine, zawierajaca np. 15% substancji stalych, poddaje sie procesowi lugowania, który mozna prowadzic w sposób opi¬ sany wyzej przy oznaczaniu procesu przedstawio¬ nego na fig. 1, to jest w kilku, np. pieciu zamknie¬ tych zbiornikach. Amoniak doprowadza sie tylko do pierwszego (lub do dwóch zbiorników, natomiast tlen wprowadza sie do wszystkich zbiorników.9 Temperatura i warunki procesu lugowania sa ta¬ kie, jak w procesie opisanym wyzej, przy czym temperature i zawartosc amoniaku reguluje sie tak, aby suma cisnien czastkowych amoniaku, pary wodnej i gaz6w obojetnych byla co najmniej ó 0,35 atm' nizsza od calkowitego cisnienia w ukla¬ dzie, to jest cd cisnienia po wprowadzeniu tlenu, przy czym cisnienie czastkowe tlenu w kazdym zbiorniku wynosi okolo 0,35 atm.W procesie pierwszego lugowania okolo 80—90% miedzi i duza ilosc cynku lub niklu ulega rozpusz¬ czeniu, przy czym masa substancji stalych zmniej¬ sza sie o okolo 50%. Roztwór.otrzymany z ostat¬ niego zbiornika lugowania oddziela sie droga prze- ciwpradowej dekantacji od stalych pozostalosci tworzacych szlam i poddaje procesowi wymia¬ ny jonów, substancje stale rozciencza sie i poddaje ponownej flotacji.Proces flotacji prowadzi sie w znany sposób, w celu odzyskania wartosciowych siarczków me¬ talicznych i usuniecia skaly plonej oraz mniej wartosciowych siarczków. Stosujac znane kolektory ksantogenianowe i zwykle warunki flotacji odzys¬ kuje sie pozostale siarczki miedzi dosc trudno roz¬ puszczalne, takie jak enargit i chalkopiryt oraz nierozpuszczone siarczki cynku, przy czym otrzy¬ many wtórny koncentrat zawiera okolo 25% mie¬ dzi. Piryt i skala plona, z której wylugowano siarczki miedzi i cynku, usuwa sie jako odpady.Masa wtórnego koncentratu stanowi 10—15% ma¬ sy pierwotnego koncentratu i 1/3 lub nawet mniej¬ sza czesc substancji stalych oddzielonych po pierw¬ szym procesie lugowania. Dzieki tej niewielkiej masie wtórny koncentrat zawierajacy prawie cala ilosc nie rozpuszczonej miedzi i cynku, nadaje sie bardzo ! dobrze do drugiego procesu lugowania.Proces ten zwykle mozna prowadzic w jednym tyl¬ ko zbiorniku. Warunki procesu lugowania sa ta¬ kie, jak podane wyzej przy omawianiu procesu przedstawionego schematycznie na fig. 1. Tempe¬ ratura lugowania jest taka jak w ostatnich fazach procesu pierwszego lugowania lub nieco wyzsza, aby ulatwic calkowite rozpuszczenie siarczków miedzi i ewentualnie cynku lub niklu, jezeli sa one obecne. Lugowanie to prowadzi sie w ciagu takiego samego czasu jak calkowity czas pierw¬ szego lugowania, to jest 5—6 godzin. Zawiesine otrzymana w wyniku drugiego lugowania odsacza sie i przemywa osad, a przesacz laczy z roztworem otrzymanym w pierwszym lugowaniu. Osad kie¬ ruje sie do odpadów, a jezeli zawiera on cenne skladniki, to mozna go przerabiac dalej. Objetosc tego osadu stanowi zwykle okolo 40% objetosci drugiego koncentratu, to tez urzadzenia do filtro¬ wania moga byc odpowiednio mniejsze.Polaczone roztwory, otrzymane w obu procesach lugowania, poddaje sie wymianie jonów i elektro¬ lizie tak jalk opisano przy omawianiu procesu przedstawionego nia fiig. 1. Cynk i nikiel pozostaja w roztworze wodnym po oddzieleniu roztworu or¬ ganicznego po procesie wymniany jonów i moga byc odzyskiwane z tej czesci tego roztworu, który pod¬ daje sie realkcjli usuwania nadmiaru siarczanu amo¬ nowego i odzyskiwania amoniaku. Cynk mozna np. wytracac w postaci kompleksowego zasadowego weglanu cynku dzialajac na te czesc roztworu dwu- ? 298 tlenkiem wegla pod zwiekszonym cisnieniem, np. 0,7—3,5 atn. Po odsaczeniu osadu rcztwór traktuje sie wodorotlenkiem wapnia 'i odparowuje amoniak, s Jezeli roztwór zawiera nikiel, wówczas metal ten mozna odzyskiwac traktujac calosc roztworu^ lub tylko jego czesc, wymieniaczem jonowym pochla¬ niajacym nikiel. Po oddzieleniu niklu roztwór pod¬ daje sie procesowi usuwania nadmiaru siarczanu amonowego 1 odparowuje amoniak. Nikiel mozna równiez odzyskiwac z czesci roztworu po usunieciu nadmiaru siarczanu amonowego w postaci gipsu, równoczesnie, z odparowywaniem amoniaku. Nie jest jednak irzecza konieczna odzyskiwac cynk lub nikiel z roztworu, gdyz metale te nie stanowia przeszkody w procesie lugowania, ale zawartosc ich w tym roztworze nie powinna byc zbyt duza.Proces przedstawiony schematycznie na fig. 3 na¬ daje sie zwlaszcza ido przerobu koncentratów mis- 2t kiej jakosai, w celu przystosowania ich do procesu wytapiania, albo do polepszenia ich jakosci na ty¬ le, aby mogly byc poddawane wytapianiu miedzi w istniejacym piecu do wytapiania, bez koniecz¬ nosci zwiekszania jego pojemnosci lub ilosci dwu- tlenku siarki, wytwarzanego podczas wytapiania.Proces ten polega na tym, ze pierwotny koncentrat poddaje sie wtórnej flotacji, zmniejszajac mase koncentratu, z równoczesnym polepszeniem jego jakosci. W procesie tym mozna przerabiac pierwot- nie koncentraty zawierajace jako cenny metal tylko miedz, ilub tez oprócz miedzi cynk lub nikiel w ilosciach umozliwiajacych ich wyosabnianie.Pierwszorzedowy koncentrat miesza sie z zawra¬ canym do obiegu- roztworem zawierajacym siarczan anionowy i amoniak, jak opisano przy omawianiu procesu przedstawionego na fig. 1, po czym zawie¬ sine poddaje sie lugowaniu równiez w wyzej opi¬ sany sposób. Zasadnicza róznice pomiedzy tym pro¬ cesem i procesami przedstawionymi na fig. 1 i fig. 2 stanowi to, ze w procesie tym nie zamierza sie osiagac tak wysokiego stopnia ekstrakcji mie¬ dzi i innych cennych skladników koncentratu jak w opisanych wyzej procesach, mianowicie wylugo- wuje sie tylko 50%, lub nawet mniej, miedzi za¬ wartej w pierwotnym koncentracie. W zwiazku 4a z tym liczba zbiorników do lugowania moze byc mniejsza, a niekiedy wystarcza tylko jeden zbior¬ nik. Poza tym proces prowadzi sie tak, jak opisay no wyzej przy omawianiu procesu przedstawionego na fig. 1, przy czym temperatura moze byc zblizo- 50 ^na do dolnej granicy, to jest 50X7, jezeli pierwszo¬ rzedowy koncentrat zawiera pewna ilosc siarczków miedzi dajacych sie latwo lugowac. Czas trwania procesu lugowania równiez moze byc odpowiednio krotny i zwykle wystarcza 1—2 gódzLn, aby wylu- 55 gowac do 50% miedzi. Po wylugowaniu zawiesine dekantuje sie, oddziela substancje stale w postaci szlamu, który odsacza sie, a nastepnie po rozcien¬ czeniu poddaje drugiej flotacji, zas roztwór kieruje sie do procesu wymiany jonów, w celu odzyskania 60 miedzi. ' Proces drugiej flotacji prowadzi sie ogólnie bio¬ rac tak jak pierwsza flotacje, np. stosujac kolektor ksantogendanowy i poddajac mase flotacyjna takim samym zabiegom jak przy wytwarzaniu pierwotne- 65 go koncentratu. Nierozpuszczone siarczki miedzi89 11 razem ize zwiazkami cynku lub nilkLu tworza kon¬ centrat,, a piryt i skala plona pozbawiona miedzi i innych wartosciowych skladników podczas lugo¬ wania, ulegaja oddzieleniu jako odpady. Masa wtórnego koncentratu jest znacznie mniejsza od masy pierwotnego koncentratu, (przy czym zmniej¬ szenie to moze Ibyc* nieproporcjonalnie wieksze niz efekt uzyskany podczas pierwszego lugowania w postaci skladników rozpuszczonych. Jezeli bo¬ wiem pierwotny koncentrat zawiera stosunkowo duzo pirytu pokrytego tylko ma powierzchni siarcz¬ kami miedzi, wówczas ilosc miedzi przechodzaca do roztworu bedzie dosc mala, natomiast ilosc uwol¬ nionego, odpadkowego pirytu stosunkowo duza.Dzieki termu zmniejszenie objetosci koncentratu moze byc (bardzo znaczne. Jezeli zas pierwotny kon¬ centrat zawiera duza ilosc szlamu, wówczas na skutek rozpuszczenia szlamów zawierajacych miedz podczas procesu lugowania objetosc substancji sta¬ lych po lugowaniu maleje znacznie.W wyniku drugiej flotacji otrzymuje isie wiec koncentrat o mniejszej imasie i^lepszej jakosci, na¬ dajacy sie do wytapiania. Dzieki temu mozna sto¬ sowac piece do wytapiania o mniejszej pojemnosci.Sposób ten umozliwia równiez wytwarzanie pier¬ wotnego koncentratu z wieksza wydajnoscia, kosz¬ tem jego jakosci, gdyz jakosc te mozna nastepnie polepszyc opisanym sposobem.Roztwory otrzymane podczas procesów lugowa¬ nia prowadzonych w sposób przedstawiony sche¬ matycznie na fig. 3 przerabia isie sposobami analo¬ gicznymi do opisanych wyzej przy omawianiu pro¬ cesów,, których schematy przedstawiono na fig. 1 i fig. 2. Jezeli przerabiany koncentrat wstepny za¬ wiera nikiel lub cynk w takich ilosciach, ze ule¬ gaja one rozpuszczeniu podczas lugowania, wów¬ czas metale te mozna wyosabniac nastepnie w spo¬ sób opisany przy omawianiu procesu przedstawio¬ nego schematyczmie na fig. 2. PL