RU2492253C1 - Method of producing nickel from sulfide ore stock - Google Patents
Method of producing nickel from sulfide ore stock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492253C1 RU2492253C1 RU2012101338/02A RU2012101338A RU2492253C1 RU 2492253 C1 RU2492253 C1 RU 2492253C1 RU 2012101338/02 A RU2012101338/02 A RU 2012101338/02A RU 2012101338 A RU2012101338 A RU 2012101338A RU 2492253 C1 RU2492253 C1 RU 2492253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- chlorine
- leaching
- copper
- iron
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения цветных металлов, в частности, никеля из сульфидных руд окислительным выщелачиванием с последующей очисткой раствора выщелачивания и электроэкстракцией.The invention relates to the field of non-ferrous metals, in particular, nickel from sulfide ores by oxidative leaching, followed by purification of the leach solution and electroextraction.
Известен способ получения никеля и концентрата драгоценных металлов из медно-никелевого файнштейна (заявка на изобретение РФ №2009138072), согласно которому сульфидный материал - медно-никелевый файнштейн выщелачивают хлоридным раствором при подаче хлора, осаждают медь из раствора выщелачивания, осуществляют очистку раствора от железа, цинка, меди и кобальта и получают никель электроэкстракцией из очищенного раствора. Способ применим только к сульфидному сырью с невысоким содержанием железа, определяющим возможность извлечения его из раствора стандартными приемами, поскольку на стадии выщелачивания реализуется глубокое извлечение железа в раствор.A known method for producing nickel and a concentrate of precious metals from copper-nickel matte (application for invention of the Russian Federation No. 2009138072), according to which the sulfide material is copper-nickel matte is leached with a chloride solution when chlorine is fed, copper is precipitated from the leach solution, the solution is purified from iron, zinc, copper and cobalt and nickel is obtained by electroextraction from a purified solution. The method is applicable only to sulfide raw materials with a low iron content, which determines the possibility of extracting it from the solution by standard methods, since the deep extraction of iron into the solution is implemented at the leaching stage.
Известен способ растворения сульфидного сырья на основе никеля, кобальта и железа (Патент США №4384940) с подачей хлора, согласно которому цветные металлы извлекаются из файнштейна в последовательности процессов выщелачивания с подачей кислорода под давлением и последующего выщелачивания полученного остатка с подачей хлора. Применение способа без использования внешнего нейтрализатора ограничено сырьем с высоким содержанием суммы цветных металлов, поскольку безреагентный перевод в кек железа(III), образовавшегося на стадии выщелачивания с подачей хлора, возможен только в ходе протекания процессов восстановления железа(III) до железа(II) при взаимодействии с сульфидами цветных металлов, окисления железа(II) до железа(III) кислородом с потреблением кислоты и гидролиза железа(III). Кроме того, для окисления железа из раствора с высокой его концентрацией в указанном способе кислород подается в зону реакции под давлением, что усложняет и удорожает аппаратурное оформление процесса.A known method of dissolving sulfide raw materials based on Nickel, cobalt and iron (US Patent No. 4384940) with a chlorine feed, according to which non-ferrous metals are extracted from Feinstein in the sequence of leaching processes with the supply of oxygen under pressure and the subsequent leaching of the obtained residue with the supply of chlorine. The use of the method without the use of an external catalyst is limited to raw materials with a high content of the sum of non-ferrous metals, since the reagentless conversion to iron cake (III), formed at the leaching stage with the supply of chlorine, is possible only during the processes of reduction of iron (III) to iron (II) at interaction with non-ferrous metal sulfides, the oxidation of iron (II) to iron (III) by oxygen with the consumption of acid and hydrolysis of iron (III). In addition, for the oxidation of iron from a solution with a high concentration in this method, oxygen is supplied to the reaction zone under pressure, which complicates and increases the cost of the hardware design of the process.
Известен способ переработки никельсодержащего сырья хлоридным выщелачиванием (WO №2007/039665), согласно которому сульфидный рудный концентрат растворяется в двухстадийном процессе, причем на первую стадию, вместе с концентратом подается содержащий медь(II) раствор второй стадии выщелачивания. В результате взаимодействия меди(II) с сульфидами концентрата никель и железо переходят в раствор, а медь осаждается в виде CU2S. На вторую стадию передается остаток выщелачивания первой стадии, и подаются реагенты - кислород (воздух) и соляная кислота или хлор, переводящие Cu2S из твердой фазы в раствор в виде хлорида меди(II). Cu(II) окисляет сульфиды никеля и железа, переводя никель и железо в раствор и восстанавливаясь до Cu(I), и вновь регенерируется подаваемым на вторую стадию окислителем. Переведенное в раствор железо гидролизуется и переходит в остаток выщелачивания в форме гематита. Раствор с первой стадии выщелачивания очищают от железа известью с возвратом осадка на вторую стадию выщелачивания, из фильтрата получают гидроокись никеля или металлический никель, осаждают гидроокись магния и электролизом производят хлор, водород и щелочь, а из хлора и водорода синтезируют соляную кислоту. Щелочь и соляная кислота (в варианте реализации вместо кислорода и соляной кислоты применяют хлор) используются на второй стадии выщелачивания, а водород в варианте реализации используют для получения металлического никеля.A known method of processing nickel-containing raw materials by chloride leaching (WO No. 2007/039665), according to which the sulfide ore concentrate is dissolved in a two-stage process, with the solution of the second leaching stage containing copper (II) being supplied to the first stage, together with the concentrate. As a result of the interaction of copper (II) with sulfides of the concentrate, nickel and iron pass into solution, and copper precipitates in the form of CU2S. The leaching residue of the first stage is transferred to the second stage, and reagents — oxygen (air) and hydrochloric acid or chlorine — that transfer Cu 2 S from the solid phase to the solution in the form of copper (II) chloride, are supplied. Cu (II) oxidizes sulfides of nickel and iron, converting nickel and iron into solution and reducing to Cu (I), and is again regenerated by the oxidizing agent supplied to the second stage. The iron transferred to the solution is hydrolyzed and passes into the leach residue in the form of hematite. The solution from the first leaching stage is cleaned of iron with lime with the return of the precipitate to the second leaching stage, nickel hydroxide or metallic nickel is obtained from the filtrate, magnesium hydroxide is precipitated and chlorine, hydrogen and alkali are produced by electrolysis, and hydrochloric acid is synthesized from chlorine and hydrogen. Alkali and hydrochloric acid (in the embodiment, chlorine is used instead of oxygen and hydrochloric acid) are used in the second leaching stage, and hydrogen in the embodiment is used to produce metallic nickel.
Недостатком способа является его применимость только к рудному сырью с низким содержанием меди, поскольку в схеме не предполагается глубокое извлечение меди из концентрата, а выщелачивания с подачей кислорода при атмосферном давлении не позволяет эффективно извлекать медь из сульфидных минералов. Способ применим к сульфидному сырью ограниченного минерального состава. В примере реализации способа указан легко выщелачиваемый пентландит. Такие минералы, как пирротин и халькопирит выщелачиваются при потенциалах, которые не могут быть достигнуты при выщелачивании с подачей кислорода. Применение хлора в качестве окислителя позволит повысить извлечение никеля и меди в раствор, но тем самым исключит заявленное в описании способа разделение никеля и меди на стадии выщелачивания.The disadvantage of this method is its applicability only to ore raw materials with a low copper content, since the scheme does not imply deep extraction of copper from the concentrate, and leaching with oxygen at atmospheric pressure does not allow copper to be effectively extracted from sulfide minerals. The method is applicable to sulfide raw materials of limited mineral composition. In an example implementation of the method indicated easily leachable pentlandite. Minerals such as pyrrhotite and chalcopyrite are leached at potentials that cannot be achieved with oxygen leaching. The use of chlorine as an oxidizing agent will increase the extraction of nickel and copper in the solution, but thereby eliminate the separation of nickel and copper stated in the description of the method at the leaching stage.
Вторым важным недостатком способа является необходимость в значительном расходе соляной кислоты для реализации глубокого извлечения металла при выщелачивании с подачей кислорода. С учетом того обстоятельства, что потребление кислоты при окислении меди(1) кислородом компенсирует только образование кислоты при гидролизе железа(III), добавленная кислота может быть нейтрализована только основными соединениями магния, входящими в концентрат, и, следовательно, способ реализуется только при их достаточном содержании и активности. Отсутствие эффективной нейтрализации свободной кислоты препятствует гидролизу железа(III) и определяет необходимость в организации процесса очистки раствора выщелачивания от железа при его высокой концентрации. В варианте использования хлора в качестве окислителя процессы, протекающие с потреблением кислоты - за исключением нейтрализации основными соединениями магния - отсутствуют, что также препятствует гидролизу железа(III). При высоком содержании сульфидного железа в исходном материале узел железоочистки становится весьма объемным, требует значительного расхода реагентов, площадей фильтровального оборудования и характеризуется высоким оборотом железосодержащего кека.The second important disadvantage of this method is the need for a significant consumption of hydrochloric acid for the implementation of deep metal extraction during leaching with oxygen. Given the fact that the acid consumption during the oxidation of copper (1) by oxygen only compensates for the formation of acid during the hydrolysis of iron (III), the added acid can only be neutralized by the basic magnesium compounds in the concentrate, and, therefore, the method is implemented only if they are sufficient content and activity. The lack of effective neutralization of free acid prevents the hydrolysis of iron (III) and determines the need for organizing the process of cleaning the leach solution from iron at its high concentration. In the variant of using chlorine as an oxidizing agent, the processes occurring with the consumption of acid - with the exception of neutralization with basic magnesium compounds - are absent, which also prevents the hydrolysis of iron (III). With a high content of sulfide iron in the starting material, the iron cleaning unit becomes very bulky, requires a significant consumption of reagents, areas of filtering equipment and is characterized by a high turnover of iron-containing cake.
Наиболее близким техническим решением является способ переработки сульфидной никелевой руды или концентратов, включающий окислительное выщелачивание кислородом или воздухом при атмосферном давлении в растворе хлорида натрия и соляной кислоты (WO №2007/039663). На выщелачивание подается также содержащий медь(II) раствор, полученный обработкой хлором оборотного раствора выщелачивания, или непосредственно хлор. Медь выводится из цикла осаждением ее щелочью в виде гидроксида меди(1). Кроме того, в схеме предусмотрен возврат меди(II) из раствора выщелачивания в виде гидроксихлорида. Недостатком способа является возможность его реализации только при значительном количестве нейтрализатора (породообразующих соединений магния и других основных металлов) в рудном концентрате - достаточном для нейтрализации подаваемой соляной кислоты и части - эквивалентной количеству подаваемого на выщелачивание хлора - кислоты гидролиза железа. При недостатке нейтрализатора в концентрате значительное количество железа из раствора должно выводиться на отдельном переделе.The closest technical solution is a method for processing sulfide nickel ore or concentrates, including oxidative leaching with oxygen or air at atmospheric pressure in a solution of sodium chloride and hydrochloric acid (WO No. 2007/039663). Copper (II) -containing solution obtained by treating chlorine with the leach recycle solution, or directly chlorine, is also fed to leaching. Copper is removed from the cycle by precipitation with alkali in the form of copper hydroxide (1). In addition, the scheme provides for the return of copper (II) from the leach solution in the form of hydroxychloride. The disadvantage of this method is the possibility of its implementation only with a significant amount of neutralizer (rock-forming compounds of magnesium and other base metals) in the ore concentrate - sufficient to neutralize the supplied hydrochloric acid and part equivalent to the amount of chlorine leached for leaching - iron hydrolysis acid. If there is a lack of a converter in the concentrate, a significant amount of iron from the solution should be removed in a separate redistribution.
Задачей настоящего изобретения является снижение материальных затрат, эксплуатационных расходов и потерь при производстве электролитного никеля за счет окислительного выщелачивания цветных металлов из бедного по их содержанию рудного сульфидного сырья без введения в процесс выщелачивания внешней кислоты.The objective of the present invention is to reduce material costs, operating costs and losses in the production of electrolyte nickel due to the oxidative leaching of non-ferrous metals from poor in their content of sulfide ore raw materials without introducing external acid into the leaching process.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе получения никеля из рудного сульфидного сырья, включающем выщелачивание хлоридным раствором при подаче кислорода и хлора с контролем расхода хлора по величине окислительно-восстановительного потенциала, осаждение меди из раствора с получением медного сульфидного кека, очистку раствору от железа, цинка и кобальта и электроэкстракцию никеля, согласно изобретению выщелачивание ведут в две стадии с противотоком по раствору, при этом на первую стадию подают только кислород, а на вторую - только хлор.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method for producing nickel from ore sulfide raw materials, which includes leaching with a chloride solution when oxygen and chlorine are supplied with a control of the consumption of chlorine by the value of the redox potential, precipitation of copper from the solution to obtain copper sulfide cake, and cleaning the solution of iron , zinc and cobalt and nickel electroextraction, according to the invention, leaching is carried out in two stages with a countercurrent solution, while only oxygen is supplied to the first stage and the second only chlorine.
При этом подачу хлора регулируют по величине окислительно-восстановительного потенциала, удерживаемого в пределах 450-700 мВ.In this case, the supply of chlorine is controlled by the value of the redox potential, which is kept within 450-700 mV.
Выщелачивание с подачей кислорода ведут в течение 5-30 часов.Leaching with oxygen is carried out for 5-30 hours.
Кроме того, из вод промывки остатка выщелачивания с подачей хлора осаждают цветные металлы и магний, отфильтровывают осадок и возвращают в цикл выщелачивания, а фильтрат возвращают на промывку.In addition, non-ferrous metals and magnesium are precipitated from the washing water of the leach residue with the supply of chlorine, the precipitate is filtered off and returned to the leaching cycle, and the filtrate is returned to the washing.
При этом цветные металлы и магний осаждают известью.In this case, non-ferrous metals and magnesium are precipitated with lime.
Последовательность переделов технологической схемы производства электролитного никеля согласно заявляемому способу представлена на фиг.1.The sequence of redistribution of the technological scheme for the production of electrolyte nickel according to the claimed method is presented in figure 1.
На стадии выщелачивания с подачей кислорода реализуется окисление сульфидов железа, перевод железа(II) в форму железо(III) и гидролиз. В качестве медиаторов окисления выступают ионы меди. Окисленная форма ионов меди нарабатывается по потребляющей кислоту реакции:At the leaching stage with the supply of oxygen, oxidation of iron sulfides, the conversion of iron (II) to iron (III), and hydrolysis are realized. Copper ions act as mediators of oxidation. The oxidized form of copper ions is generated by the acid-consuming reaction:
Далее ионы меди(II) окисляют содержащие железо сульфиды по реакциям:Further, copper (II) ions oxidize sulfides containing iron by the reactions:
Суммарно с реакцией (1) реакции (2) - (4) записываются как:In total with reaction (1), reactions (2) - (4) are written as:
Или, применительно к сульфиду железа:Or, in relation to iron sulfide:
2FeS+O2+4HCl=2FeCl2+2H2O+2S2FeS + O 2 + 4HCl = 2FeCl 2 + 2H 2 O + 2S
Железо(II) окисляется до железа(III) и гидролизуется по реакцииIron (II) is oxidized to iron (III) and is hydrolyzed by the reaction
Или, суммарно с реакцией (1):Or, in total with reaction (1):
с образованием кислоты гидролиза.with the formation of acid hydrolysis.
Итоговая реакция вскрытия сульфида железа записывается уравнением:The final reaction of the opening of iron sulfide is written by the equation:
и протекает с нулевым балансом по кислоте.and proceeds with zero acid balance.
Медь (II), поступающая с передела выщелачивания с подачей хлора, и медь(II), образующаяся в результате окисления меди(1) кислородом, также участвует в переводе в раствор цветных металлов - никеля, кобальта и меди - по реакциям (3)-(4) или по аналогичным реакциям выщелачивания содержащих никель, кобальт и медь минералов, составляющих рудное сырье.Copper (II), coming from the leaching stage with the supply of chlorine, and copper (II), resulting from the oxidation of copper (1) by oxygen, is also involved in the transfer to the solution of non-ferrous metals - nickel, cobalt and copper - according to reactions (3) - (4) or similar leaching reactions containing nickel, cobalt and copper minerals that make up the ore.
Окисление кислородом меди(I) по реакции (1) с последующим участием ионов меди (II) в реакциях перевода в раствор цветных металлов протекает с потреблением кислоты. С потреблением кислоты протекают также реакции растворения основных соединений (магния, алюминия, кальция) породообразующих фаз.Oxidation of copper (I) by oxygen according to reaction (1) with the subsequent participation of copper (II) ions in reactions of transfer to a solution of non-ferrous metals proceeds with the consumption of acid. With the consumption of acid, dissolution reactions of the main compounds (magnesium, aluminum, calcium) of the rock-forming phases also occur.
Указанные процессы нейтрализуют поступающий с передела выщелачивания с подачей хлора содержащий кислоту раствор и кислоту гидролиза железа, растворенного на этой стадии выщелачивания.These processes neutralize the leach from the redistribution with the supply of chlorine, the acid-containing solution and the acid of hydrolysis of iron dissolved in this leach stage.
На переделе выщелачивания с подачей хлора реализуются процессы глубокого вскрытия не вскрытых на стадии выщелачивания с подачей кислорода сульфидных фаз с переводом цветных металлов и железа в раствор по реакциям:At the leach redistribution with the supply of chlorine, deep opening processes are not opened at the leaching stage with the supply of oxygen sulfide phases with the transfer of non-ferrous metals and iron to the solution according to the reactions:
протекающим также с участием медиаторов - ионов меди.flowing also with the participation of mediators - copper ions.
Частично сульфидная и, возможно, элементарная сера также окисляется до сульфата по реакциям (13)-(14):Partially sulfide and, possibly, elemental sulfur is also oxidized to sulfate according to reactions (13) - (14):
где Me - Ni, Со, Cu, Fewhere Me is Ni, Co, Cu, Fe
Образующаяся по реакциям (17)-(18) кислота и кислота гидролиза железа(III) нейтрализуется на стадиях выщелачивания с подачей кислорода (преимущественно) и хлора основными соединениями магния, алюминия, кальция, входящими в состав породообразующих минералов. Слабые основные свойства породообразующих минералов определяют замедленность процесса нейтрализации кислоты. Поэтому длительность стадии выщелачивания с подачей кислорода, при которой реализуется низкое (менее 1 г/л) содержание железа в растворе выщелачивания, составляет от нескольких часов до десятков часов.The acid and acid of hydrolysis of iron (III) formed by reactions (17) - (18) are neutralized at the leaching stages with the supply of oxygen (mainly) and chlorine by the main compounds of magnesium, aluminum, calcium, which are part of the rock-forming minerals. Weak basic properties of rock-forming minerals determine the slowness of the acid neutralization process. Therefore, the duration of the leaching stage with the supply of oxygen, at which a low (less than 1 g / l) iron content in the leaching solution is realized, ranges from several hours to tens of hours.
Глубокое извлечение никеля, кобальта и меди из упорных минералов реализуется при достаточно высоких значениях окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) на стадии выщелачивания с подачей хлора. Высокие значения ОВП обусловливают повышение выхода реакций (17)-(18) и, соответственно, поступление кислоты с раствором выщелачивания с подачей хлора на стадию выщелачивания с подачей кислорода. Кроме того, при высоком значении ОВП увеличивается доля меди(II) в растворе выщелачивания с подачей хлора и, соответственно, доля цветных металлов, переводимых в раствор на стадии выщелачивания с подачей кислорода. Таким образом, выщелачивание в значительной степени реализуется на стадии выщелачивания с подачей кислорода, а на второй стадии - выщелачивания с подачей хлора - обеспечивается доработка кека выщелачивания с подачей кислорода и глубокое окисление меди(1) до меди(II).Deep extraction of nickel, cobalt and copper from refractory minerals occurs at sufficiently high values of the redox potential (ORP) at the leaching stage with the supply of chlorine. High ORP values result in an increase in the yield of reactions (17) - (18) and, accordingly, the flow of acid with a leaching solution with the supply of chlorine to the leaching stage with oxygen supply. In addition, with a high ORP value, the proportion of copper (II) in the leach solution with a supply of chlorine increases, and, accordingly, the proportion of non-ferrous metals transferred to the solution at the stage of leaching with oxygen supply. Thus, leaching is largely realized at the stage of leaching with oxygen supply, and at the second stage, leaching with the supply of chlorine, the leaching cake with oxygen supply and the deep oxidation of copper (1) to copper (II) are provided.
В целом суммарный процесс сводится к следующему:In general, the overall process is as follows:
- переводу большей части железа из сульфидной формы в гидратную с нулевым балансом по кислоте окислением с подачей кислорода воздуха;- the transfer of most of the iron from the sulfide form to hydrate with zero acid acid balance by oxidation with the supply of oxygen;
- переводу меньшей части железа из сульфидной формы в гидратную - окислением с подачей хлора с образованием кислоты гидролиза;- the conversion of a smaller portion of iron from the sulfide form to the hydrate form — by oxidation with the supply of chlorine to form hydrolysis acid;
- переводу части цветных металлов в раствор с потреблением кислоты в процессе окисления с подачей кислорода;- the transfer of part of non-ferrous metals into solution with the consumption of acid in the oxidation process with oxygen supply;
- переводу оставшегося количества цветных металлов в раствор с нулевым балансом по кислоте окислением с подачей хлора;- transfer of the remaining amount of non-ferrous metals to a solution with zero acid acid balance by oxidation with the supply of chlorine;
- образованию кислоты при окислении сульфидной и элементарной серы с подачей хлора;- the formation of acid during the oxidation of sulfide and elemental sulfur with the supply of chlorine;
- эквивалентной образованию нейтрализации кислоты основными породообразующими минералами рудного сырья.- equivalent to the formation of acid neutralization by the main rock-forming minerals of ore raw materials.
Общий баланс по кислоте в процессах 1-5 положителен, поэтому именно наличие в рудном сырье значительного количества основных соединений магния, алюминия, кальция, входящих в состав породообразующих минералов, обеспечивает получение раствора выщелачивания с низкой кислотностью.The overall acid balance in processes 1-5 is positive, therefore it is the presence in the ore raw materials of a significant amount of the basic compounds of magnesium, aluminum, calcium that are part of the rock-forming minerals that provides a low acidity leach solution.
При снижении ОВП образование кислоты на стадии выщелачивания с подачей хлора уменьшается. Также уменьшается образование ионов меди(II) на стадии выщелачивания с подачей хлора и соответствующее образование кислоты, нескомпенсированное потребляющей кислоту реакцией образования меди(II) с участием кислорода. Увеличивается доля извлечения в раствор цветных металлов на стадии выщелачивания с подачей хлора, но общее извлечение снижается. Добавление внешней кислоты на любую стадию не способствует повышению извлечения цветных металлов в раствор из упорных минералов и лишь определяет повышенный перевод в раствор магния, алюминия и кальция из соединений, входящих в состав породообразующих минералов. Уменьшение ОВП ниже 450 мВ приводит к технологически недопустимому снижению извлечения цветных металлов в раствор.With a decrease in the ORP, the formation of acid at the leaching stage with the supply of chlorine decreases. Also, the formation of copper (II) ions at the leaching stage with the supply of chlorine and the corresponding formation of acid, which is not compensated by the acid-consuming reaction of the formation of copper (II) with oxygen, are reduced. The percentage of extraction of non-ferrous metals into the solution at the leaching stage with the supply of chlorine increases, but the total recovery decreases. The addition of external acid to any stage does not increase the extraction of non-ferrous metals into the solution from refractory minerals and only determines the increased transfer of magnesium, aluminum, and calcium from the compounds that make up the rock-forming minerals into the solution. A decrease in the ORP below 450 mV leads to a technologically unacceptable decrease in the extraction of non-ferrous metals into the solution.
При повышении ОВП образование кислоты увеличивается, и при некотором высоком значении ОВП образующаяся кислота уже не может быть нейтрализована основными соединениями породообразующих минералов. Соответственно, раствор выщелачивания с подачей кислорода будет характеризоваться повышенными содержаниями кислоты и железа, что приведет к увеличению расхода реагентов при его очистке. Кроме того, при глубоком вскрытии породообразующих минералов в полученном растворе повысятся содержания магния, алюминия и кальция, что отрицательно скажется на показателях последующих процессов очистки раствора и электроэкстракции никеля. Максимальное значение ОВП ограничивается уровнем 700 мВ, выше которого значительно возрастает переход хлора в абгазы.With increasing ORP, acid formation increases, and with a certain high value of ORP, the resulting acid can no longer be neutralized by the main compounds of rock-forming minerals. Accordingly, a leach solution with oxygen supply will be characterized by high levels of acid and iron, which will lead to an increase in the consumption of reagents during its purification. In addition, with a deep opening of rock-forming minerals in the resulting solution, the contents of magnesium, aluminum and calcium will increase, which will adversely affect the performance of subsequent processes of solution cleaning and electroextraction of nickel. The maximum ORP value is limited by the level of 700 mV, above which the transition of chlorine to gases significantly increases.
Вода после промывки остатка выщелачивания с подачей хлора частично присоединяется к фильтрату, а частично обрабатывается нейтрализатором, в частности, известью для осаждения цветных металлов и магния. Пульпа осаждения расфильтровывается, осадок возвращается на стадию выщелачивания с подачей хлора, частично нейтрализуя образующуюся на этой стадии кислоту, а фильтрат, содержащий хлорид и сульфат натрия, вновь используется для промывки остатка выщелачивания с подачей хлора. Тем самым снижается расход свежей воды на промывку. Промытый от цветных металлов остаток выщелачивания направляется в отвал.Water after washing the leach residue with the supply of chlorine is partially attached to the filtrate and partially treated with a neutralizer, in particular, lime for the deposition of non-ferrous metals and magnesium. The precipitation pulp is filtered off, the precipitate returns to the leaching stage with a chlorine feed, partially neutralizing the acid formed at this stage, and the filtrate containing chloride and sodium sulfate is again used to wash the leach residue with a chlorine feed. This reduces the consumption of fresh water for flushing. Washed from non-ferrous metals, the leach residue is sent to the dump.
Фильтрат со стадии выщелачивания с подачей кислорода, содержащий помимо никеля и кобальта медь в значительной концентрации, небольшое количество железа, а также цинк, магний и другие основные металлы, поступает на очистку. Первой из очистных операций является медеочистка, осуществляемая с использованием никелевого порошка металлургического производства, или иного диспергированного металлизированного полупродукта никелевого производства и молотой элементарной серы. Осаждение меди в кек реализуется по реакциям:The filtrate from the leaching stage with oxygen supply, containing in addition to nickel and cobalt copper in a significant concentration, a small amount of iron, as well as zinc, magnesium and other basic metals, is sent for purification. The first of the treatment operations is copper purification using nickel powder of metallurgical production, or another dispersed metallized intermediate of nickel production and ground elemental sulfur. The deposition of copper in cake is realized by the reactions:
Медный кек отфильтровывается, промывается и направляется в медное производство.Copper cake is filtered, washed and sent to copper production.
Перед электроэкстракцией никеля полученный после осаждения меди в медный сульфидный кек раствор подвергают экстракционной. очистке от железа и цинка и гидролитической очистке от кобальта.Before electroextraction of nickel, the solution obtained after deposition of copper in copper sulfide cake is subjected to extraction. purification from iron and zinc; and hydrolytic purification from cobalt.
Часть очищенного от меди, железа и цинка раствора выводят из цикла на передел получения карбоната никеля, необходимого для гидролитической очистки электролита от кобальта. Из стока карбонатного передела щелочью осаждают гидроокись магния, фильтрат упаривают, из упаренного раствора кристаллизуют сульфат натрия, а маточный раствор, содержащий хлорид натрия, подвергают электролизу с получением используемых в технологии хлора и раствора щелочи.A part of the solution purified from copper, iron and zinc is removed from the cycle to the redistribution of nickel carbonate, which is necessary for hydrolytic purification of the electrolyte from cobalt. Magnesium hydroxide is precipitated from the carbonate redistribution with alkali, the filtrate is evaporated, sodium sulfate is crystallized from the evaporated solution, and the mother liquor containing sodium chloride is subjected to electrolysis to obtain chlorine and alkali solution used in the technology.
В приведенных ниже примерах описаны варианты реализации изобретения.The following examples describe embodiments of the invention.
Пример 1Example 1
Выщелачиванию с подачей кислорода (KB) подвергали измельченный до фракции - 71 мкм рудный концентрат состава, указанного в таблице 1.Oxygen leaching (KB) was subjected to the ore concentrate of the composition indicated in Table 1, ground to a fraction of 71 μm.
265 г концентрата было распульповано в 1 л раствора со второй стадии выщелачивания (выщелачивания с подачей хлора (ХВ)) при температуре 80°С. В пульпу через распределительное устройство подавали кислород со скоростью 2,0 л/мин. Опыт продолжался 10 часов, после чего пульпу расфильтровали. Остаток выщелачивания с подачей кислорода отфильтровывали и подвергали выщелачиванию с подачей хлора в течение 3-х часов в синтетическом растворе расчетного состава при температуре кипения с поддержанием величины ОВП равной 620 мВ. Выход остатка выщелачивания с подачей кислорода составил 109,7% от массы рудного концентрата, выход остатка выщелачивания с подачей хлора - 92,6% от массы остатка выщелачивания с подачей кислорода. Составы осадков и растворов и значения извлечений компонентов концентрата приведены в таблице 2.265 g of the concentrate was pulp in 1 l of solution from the second stage of leaching (leaching with a supply of chlorine (CV)) at a temperature of 80 ° C. Oxygen was supplied to the pulp through a distributor at a rate of 2.0 L / min. The experiment lasted 10 hours, after which the pulp was filtered. The oxygen leaching residue was filtered and leached with chlorine for 3 hours in a synthetic solution of the calculated composition at a boiling point while maintaining an ORP value of 620 mV. The yield of leach residue with oxygen supply amounted to 109.7% by weight of the ore concentrate, the yield of leach residue with chlorine feed was 92.6% of the mass of the leach residue with oxygen supply. The compositions of sediments and solutions and the values of the extracts of the components of the concentrate are shown in table 2.
Пример 2Example 2
В опыте примера 2, выполненного в условиях, аналогичных опыту примера 1, длительность стадии выщелачивания с подачей кислорода была увеличена до 30 часов. Выход остатка выщелачивания с подачей кислорода составил 109,3% от массы рудного концентрата, выход остатка выщелачивания с подачей хлора - 92,3% от массы остатка выщелачивания с подачей кислорода. Составы осадков и растворов и значения извлечений компонентов концентрата приведены в таблице 3.In the experiment of example 2, performed under conditions similar to the experience of example 1, the duration of the leaching stage with the supply of oxygen was increased to 30 hours. The output of the leach residue with oxygen supply amounted to 109.3% by weight of the ore concentrate, the yield of leach residue with the supply of chlorine was 92.3% of the mass of the leach residue with oxygen supply. The compositions of sediments and solutions and the values of the extracts of the components of the concentrate are shown in table 3.
Увеличение длительности стадии выщелачивания с подачей кислорода обусловило большую полноту гидролиза железа и получение раствора с весьма низким его содержанием. Нейтрализация кислоты гидролиза основными соединениями магния, содержащимися в концентрате, обусловила большее извлечение магния в раствор.The increase in the duration of the leaching stage with the supply of oxygen led to a greater completeness of hydrolysis of iron and to obtain a solution with a very low content. The neutralization of the hydrolysis acid with the main magnesium compounds contained in the concentrate led to a greater extraction of magnesium into the solution.
Пример 3Example 3
В опыте примера 3, выполненного в условиях, аналогичных опыту примера 1, выщелачивание с подачей хлора выполнялось при величине ОВП 450 мВ. Выход остатка выщелачивания с подачей кислорода составил 110,8% от массы рудного концентрата, выход остатка выщелачивания с подачей хлора - 94,2% от массы остатка выщелачивания с подачей кислорода. Составы осадков и растворов и значения извлечений компонентов концентрата приведены в таблице 4.In the experiment of example 3, performed under conditions similar to the experience of example 1, leaching with a supply of chlorine was performed at an ORP of 450 mV. The yield of leach residue with oxygen supply was 110.8% by weight of the ore concentrate, the yield of leach residue with chlorine feed was 94.2% of the weight of the leach residue with oxygen supply. The compositions of sediments and solutions and the values of the extracts of the components of the concentrate are shown in table 4.
Снижение ОВП выщелачивания с подачей хлора несколько снижает извлечение в раствор никеля и кобальта и значительно - меди, что ограничивает применение способа в режиме мягкого выщелачивания сырьем с низким содержанием меди.The decrease in the leaching ORP with the supply of chlorine somewhat reduces the extraction of nickel and cobalt and, significantly, copper into the solution, which limits the application of the method in the mode of soft leaching with low copper content raw materials.
Пример 4Example 4
В опыте примера 4, выполненного в условиях, аналогичных опыту примера 1, выщелачивание с подачей хлора выполнялось при величине ОВП 700 мВ. Выход остатка выщелачивания с подачей кислорода составил 105,6% от массы рудного концентрата, выход остатка выщелачивания с подачей хлора - 92,0% от массы остатка выщелачивания с подачей кислорода. Составы осадков и растворов и значения извлечений компонентов концентрата приведены в таблице 5.In the experiment of example 4, performed under conditions similar to the experience of example 1, leaching with a supply of chlorine was performed at an ORP value of 700 mV. The yield of leach residue with oxygen supply was 105.6% by weight of the ore concentrate, the yield of leach residue with chlorine feed was 92.0% of the weight of the leach residue with oxygen supply. The compositions of sediments and solutions and the values of the extracts of the components of the concentrate are shown in table 5.
Повышение ОВП выщелачивания с подачей хлора увеличивает извлечение в раствор никеля, кобальта и меди. Однако при этом увеличивается окисление сульфидной серы концентрата до сульфидной с эквивалентным образованием кислоты и потреблением основных соединений магния на ее нейтрализацию.An increase in the leaching ORP with the supply of chlorine increases the extraction of nickel, cobalt, and copper into the solution. However, this increases the oxidation of sulfide sulfur of the concentrate to sulfide with equivalent formation of acid and the consumption of basic magnesium compounds to neutralize it.
Снижение длительности стадии выщелачивания с подачей кислорода ниже 5 часов приводит к значительному повышению содержания железа в фильтрате и росту затрат на последующую очистку раствора. Увеличение длительности этой стадии нецелесообразно, поскольку глубокое извлечение железа в осадок достигается уже за 20-30 часов. Поскольку рудные концентраты характеризуются значительным содержанием цинка, очистка раствора предусматривает стадию жидкостной экстракции, на которой из раствора вместе цинком извлекается также предварительно окисленное железо. Наличие экстракционного передела позволяет ограничить глубину осаждения железа из раствора на стадии выщелачивания с подачей кислорода уровнем ~1 г/дм3, соответственно сокращая длительность стадии до 10-20 часов.Reducing the duration of the leaching stage with an oxygen supply below 5 hours leads to a significant increase in the iron content in the filtrate and an increase in the cost of subsequent cleaning of the solution. An increase in the duration of this stage is impractical, since deep extraction of iron into the precipitate is already achieved in 20-30 hours. Since ore concentrates are characterized by a significant zinc content, purification of the solution involves a liquid extraction step, in which pre-oxidized iron is also extracted from the solution together with zinc. The presence of extraction redistribution allows you to limit the depth of deposition of iron from the solution at the leaching stage with an oxygen supply of ~ 1 g / dm 3 , correspondingly reducing the stage duration to 10-20 hours.
Снижение величины ОВП на стадии выщелачивания с подачей хлора ниже 450 мВ обусловливает значительное снижение извлечения никеля и кобальта в раствор. Повышение уровня ОВП сверх 700 мВ приводит к проскоку хлора в абгазы и, кроме того, резко увеличивает окисление сульфидной серы до сульфатной с образованием значительного количества кислоты, которая уже не может быть нейтрализована содержащимися в концентрате основными соединениями магния.A decrease in the ORP value at the leaching stage with a chlorine supply below 450 mV results in a significant decrease in the extraction of nickel and cobalt into the solution. An increase in the ORP level in excess of 700 mV leads to a breakthrough of chlorine in the gases and, in addition, it sharply increases the oxidation of sulfide sulfur to sulfate with the formation of a significant amount of acid, which can no longer be neutralized by the basic magnesium compounds contained in the concentrate.
Пример 5Example 5
В серии циклических опытов примера 5, выполненных в условиях, аналогичных опыту примера 1, добавлением извести, взятой с 50%-ным избытком к стехиометрии, нейтрализовали кислоту и осаждали никель, кобальт, медь, железо и магний из воды промывки остатка выщелачивания с подачей хлора. Пульпу расфильтровывали, осадок передавали на следующий цикл выщелачивания с подачей хлора, 30% фильтрата отбирали на приготовление стартового раствора для выщелачивания с подачей кислорода, а 70% с добавлением равного отобранному объема свежей воды использовали для промывки кека следующего выщелачивания с подачей хлора. По проведении 5-ти циклов растворения состав промводы и, соответственно, влаги в отвальном кеке, стабилизировался на уровне, г/дм3: Са - 3,0; Cl- - 5,1; SO4 2- - 0,5; Mg - 0,3.In a series of cyclic experiments of Example 5, carried out under conditions similar to that of Example 1, by adding lime taken with a 50% excess to stoichiometry, the acid was neutralized and nickel, cobalt, copper, iron and magnesium were precipitated from the leaching residue leaching water with the supply of chlorine . The pulp was filtered off, the precipitate was transferred to the next leach cycle with a supply of chlorine, 30% of the filtrate was taken to prepare a starting leach solution with oxygen supply, and 70% with the addition of an equal selected volume of fresh water was used to wash the cake of the next leach with chlorine feed. After 5 cycles of dissolution, the composition of the industrial product and, accordingly, the moisture in the dump cake, stabilized at, g / dm 3 : Ca - 3.0; Cl - - 5.1; SO 4 2- - 0.5; Mg - 0.3.
Пример 6Example 6
В 1 л раствора выщелачивания с подачей кислорода опыта, выполненного аналогично примеру 1, при перемешивании ввели 14 г (0,92 г/г меди в растворе) никелевого порошка трубчатых печей и 9 г (0,60 г/г меди в растворе) молотой серы. Продолжительность опыта 60 минут. По завершении медеочистки пульпа была расфильтрована. Выход медного кека составил 117% от суммы масс твердых реагентов, содержание в кеке, %: Ni - 4,6, Cu - 57,1, S общей - 33,4, S элементарной - 4,6. Остаточное содержание меди в очищенном растворе 0,05 г/дм. Кроме того, раствор содержал, г/дм3: железо - 1,5, кобальт - 1,8, цинк - 0,21 и свинец - 0,009. Очистку раствора от цинка и железа после предварительного окисления железа хлором выполняли экстракцией триоктиламином, от кобальта и свинца - хлором и карбонатом никеля с переводом кобальта в кобальтовый кек. Очищенный раствор содержал, г/дм3: никеля - 70, меди - 0,003, железа - 0,0008, кобальта - 0,010, цинка - 0,00038, свинца - 0,00015 и по содержанию примесей обеспечивал возможность получения электроэкстракцией высокомарочного никеля.In 1 l of a leaching solution with oxygen supply, an experiment performed analogously to example 1, with stirring, 14 g (0.92 g / g of copper in solution) of nickel powder of tube furnaces and 9 g (0.60 g / g of copper in solution) were ground sulfur. The duration of the experiment is 60 minutes. At the end of the copper cleaning, the pulp was filtered. The yield of copper cake was 117% of the total mass of solid reagents, the content in cake,%: Ni - 4.6, Cu - 57.1, S total - 33.4, S elementary - 4.6. The residual copper content in the purified solution is 0.05 g / dm. In addition, the solution contained, g / dm 3 : iron - 1.5, cobalt - 1.8, zinc - 0.21 and lead - 0.009. The solution was cleaned of zinc and iron after preliminary oxidation of iron with chlorine was performed by extraction with trioctylamine, from cobalt and lead with chlorine and nickel carbonate with the conversion of cobalt to cobalt cake. The purified solution contained, g / dm 3 : nickel - 70, copper - 0.003, iron - 0.0008, cobalt - 0.010, zinc - 0.00038, lead - 0.00015 and by the content of impurities provided the possibility of electroextraction of high-quality nickel.
Пример 7Example 7
Из 2 л содержащего 12 г/дм3 очищенного от меди, цинка и железа раствора, полученного в опыте аналогичном опыту по примеру 6, раствором гидроокиси натрия осадили 58,0 г гидроокиси магния. Полученный раствор, содержащий 60 г/дм3SO4 2-, 62 г/дм3 Cl-, 71 г/дм3 Na+, pH 9,0, нейтрализовался серной кислотой и упаривался в 2,5 раза. Из упаренного раствора кристаллизовался сульфат натрия. Из маточного раствора, содержащего 230 г/дм хлорида натрия, электролизом в мембранном электролизере получены раствор щелочи с концентрацией 400 г/дм3 и хлор.Of 2 l containing 12 g / dm 3 purified from copper, zinc and iron solution obtained in an experiment similar to that of example 6, 58.0 g of magnesium hydroxide precipitated with sodium hydroxide solution. The resulting solution containing 60 g / dm 3 SO 4 2- , 62 g / dm 3 Cl - , 71 g / dm 3 Na + , pH 9.0, was neutralized with sulfuric acid and evaporated 2.5 times. Sodium sulfate crystallized from one stripped off solution. From a mother liquor containing 230 g / dm sodium chloride, an alkali solution with a concentration of 400 g / dm 3 and chlorine was obtained by electrolysis in a membrane electrolyzer.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012101338/02A RU2492253C1 (en) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | Method of producing nickel from sulfide ore stock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012101338/02A RU2492253C1 (en) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | Method of producing nickel from sulfide ore stock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012101338A RU2012101338A (en) | 2013-07-20 |
RU2492253C1 true RU2492253C1 (en) | 2013-09-10 |
Family
ID=48791675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012101338/02A RU2492253C1 (en) | 2012-01-13 | 2012-01-13 | Method of producing nickel from sulfide ore stock |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2492253C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3880653A (en) * | 1971-03-18 | 1975-04-29 | Falconbridge Nickel Mines Ltd | Chlorine leach process |
GB1431590A (en) * | 1972-07-19 | 1976-04-07 | Du Pont | Recovery of copper |
US4097271A (en) * | 1975-12-11 | 1978-06-27 | Cominco Ltd. | Hydrometallurgical process for recovering copper and other metal values from metal sulphides |
US4135918A (en) * | 1977-05-13 | 1979-01-23 | The International Nickel Company, Inc. | Roast-reductive leach process for copper recovery |
US4828809A (en) * | 1983-10-18 | 1989-05-09 | Falconbridge, Limited | Separation of nickel from copper in autoclave |
EA200800544A1 (en) * | 2005-10-03 | 2008-10-30 | Ототек Оюй | NICHOLESULPHIDE ORE OR CONCENTRATES PROCESSING BY MEANS OF SODIUM CHLORIDE |
RU2415956C1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-10 | Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания" | Procedure for production of nickel and concentrate of precious metals out of copper-nickel matte |
-
2012
- 2012-01-13 RU RU2012101338/02A patent/RU2492253C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3880653A (en) * | 1971-03-18 | 1975-04-29 | Falconbridge Nickel Mines Ltd | Chlorine leach process |
GB1431590A (en) * | 1972-07-19 | 1976-04-07 | Du Pont | Recovery of copper |
US4097271A (en) * | 1975-12-11 | 1978-06-27 | Cominco Ltd. | Hydrometallurgical process for recovering copper and other metal values from metal sulphides |
US4135918A (en) * | 1977-05-13 | 1979-01-23 | The International Nickel Company, Inc. | Roast-reductive leach process for copper recovery |
US4828809A (en) * | 1983-10-18 | 1989-05-09 | Falconbridge, Limited | Separation of nickel from copper in autoclave |
EA200800544A1 (en) * | 2005-10-03 | 2008-10-30 | Ототек Оюй | NICHOLESULPHIDE ORE OR CONCENTRATES PROCESSING BY MEANS OF SODIUM CHLORIDE |
RU2415956C1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-10 | Открытое акционерное общество "Кольская горно-металлургическая компания" | Procedure for production of nickel and concentrate of precious metals out of copper-nickel matte |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012101338A (en) | 2013-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2006298627B2 (en) | Method for processing nickel bearing raw material in chloride-based leaching | |
RU2149195C1 (en) | Method of hydrometallurgical recovery of nickel from nickel matte of two types | |
RU2561621C1 (en) | Method of metal extraction from containing materials | |
AU2006329807A1 (en) | Method for recovering rare metals in a zinc leaching process | |
JP5439997B2 (en) | Method for recovering copper from copper-containing iron | |
EA020759B1 (en) | Method of processing nickel bearing raw material | |
WO2015192234A1 (en) | Recovery of zinc and manganese from pyrometallurgy sludge or residues | |
JP4079018B2 (en) | Method for purifying cobalt aqueous solution | |
ZA200501592B (en) | Method for the recovery of metals using chloride leaching and extraction | |
AU2016378849B2 (en) | Method for removing sulfidizing agent | |
WO2020149122A1 (en) | Method for manufacturing nickel/cobalt mixed sulfide from nickel oxide ore by wet smelting method | |
JP2008115429A (en) | Method for recovering silver in hydrometallurgical copper refining process | |
RU2628946C2 (en) | PREPARATION METHOD OF PURE ELECTROLYTIC CONDUCTOR CuSo4 FROM MULTICOMPONENT SOLUTIONS AND ITS REGENERATION, WHEN PRODUCING CATHODE COPPER BY ELECTROLYSIS WITH INSOLUBLE ANODE | |
RU2492253C1 (en) | Method of producing nickel from sulfide ore stock | |
CN114058847A (en) | Iron removal method for chlorine leachate of nickel concentrate | |
JP5145843B2 (en) | Wet copper refining method for copper raw materials containing copper sulfide minerals | |
RU2252270C1 (en) | Method for reprocessing of fused copper-nickel sulfide ores containing cobalt, iron and platinum group metals | |
JP7498137B2 (en) | Method for separating ruthenium and iridium | |
RU2674538C1 (en) | Method for processing sulphate nickel-containing solutions | |
EA009453B1 (en) | Method for processing sulfide ores containing precious metals | |
JP2024145680A (en) | Method for removing silver from nickel chloride solution | |
CN104968810A (en) | Method for recovery of silver from sulphur-containing zinc leach residues |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170114 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20171221 |