RU2682365C1 - Способ переработки сурьмусодержащего сырья - Google Patents
Способ переработки сурьмусодержащего сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682365C1 RU2682365C1 RU2018113042A RU2018113042A RU2682365C1 RU 2682365 C1 RU2682365 C1 RU 2682365C1 RU 2018113042 A RU2018113042 A RU 2018113042A RU 2018113042 A RU2018113042 A RU 2018113042A RU 2682365 C1 RU2682365 C1 RU 2682365C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antimony
- aluminum
- raw materials
- containing raw
- consumption
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
- C22B3/46—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes by substitution, e.g. by cementation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/02—Obtaining antimony
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к переработке сурьмусодержащего сырья. Способ включает приведение в контакт исходного сурьмусодержащего сырья и алюминиевой стружки с водным раствором щелочи в режиме перколяции с обеспечением цементации сурьмы из сурьмусодержащих соединений алюминием. Расход алюминия составляет 110-130% от стехиометрически необходимого, а содержание щелочи в исходном водном растворе составляет 20-30 г/л. Обеспечивается снижение расхода реагентов и повышение предельной степени извлечения сурьмы из исходного сырья. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности, к переработке сурьмусодержащего сырья, например, сульфидных сурьмяных концентратов и твердых сурьмусодержащих полупродуктов металлургического производства.
Из-за простоты эксплуатации и сравнительно низких капитальных затрат на большинстве предприятий используются пирометаллургические методы переработки сульфидного сурьмяного сырья, однако такие способы требуют установку на предприятиях сложных систем по очистке газов, кроме того имеют низкие показатели извлечения ценного компонента. Получение черновой сурьмы с высоким содержанием примесей также влечет за собой высокие затраты на рафинирование металла (1. Сажнн Н.П., Сурьма. М., Метаилургиздат, 1941. 265 с. 2. Шиянов А.Г. Производство сурьмы. М., Метаилургиздат, 1961, 176 с).
Альтернативой пирометаллургическим методам переработки сурьмяного сырья могут рассматриваться различные гидрометаллургические технологии переработки концентратов, основанные на применении окислительных, восстановительных, автоклавных и электрохимических процессах. В частности, для извлечения сурьмы из сульфидного концентрата используют выщелачивание в растворах сернистого натрия с последующим извлечением сурьмы из продуктивных растворов электроэкстракцией или цементацией (3. Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. М., Метаилургиздат, 1963;
4. Способ электролитического получения сурьмы: пат, СССР №1560633;
5. Способ выделения сурьмы из сульфидно-щелочных растворов: пат.SU №1737011 А1; 6. Способ извлечения сурьмы из сульфидно-щелочных растворов: пат. СССР №1784046). Отличительной особенностью данных методов является повышенный расход алюминиевого порошка и едкого натра при проведении цементации и установка сложных электролизных ванн для процесса электроэкстракции.
Известен способ, выбранный в качестве прототипа, и включающий цементацию сурьмы из сурьмусодержащих соединений, в частности, из оксида сурьмы (III), стружкой алюминия в щелочном растворе (7. Способ получения черновой сурьмы: пат SU №1712441 А1, опубл. 15.02.92). Технически способ сводится к восстановлению сурьмы электроотрицательным металлом. В основе процесса следующая реакция:
при этом алюминий переходит в раствор в виде алюмината натрия.
Для реализации процесса в реакционную массу, состоящую из суспензии оксида сурьмы в водном растворе гидроксида щелочного металла (200-250 г/л), добавляют стружку алюминия и интенсивно перемешивают при температуре 80°С. Восстановленную сурьму промывают ацетоном и сушат.
Существенными достоинствами рассмотренного способа является технологическое упрощение процесса и уменьшение себестоимости целевого продукта.
Основными недостатками прототипа являются ограниченная область применения, в частности, невозможность переработки сульфида сурьмы и концентратов на основе этого соединения, а также высокий расход щелочи, алюминия и необходимость использования высокой температуры.
Технической проблемой, на решение которой направлен предлагаемый способ, является ограниченная сфера применения метода цементации при переработке сурьмусодержащего сырья и снижение расхода реагентов.
Технический результат достигается уменьшением концентрации щелочи и изменением условий взаимодействия реакционных масс.
Технический результат достигается при использовании способа
переработки сурьмусодержащего сырья, включающего цементацию сурьмы из сурьмусодержащих соединений алюминием при контакте смеси исходного сырья и алюминия с водным раствором щелочи. В отличие от прототипа контакт смеси исходного сурьмусодержащего сырья и алюминия с щелочным раствором проводят в режиме перколяции, при этом расход алюминия составляет 110-130% от стехиметрически необходимого, а содержание щелочи в исходном растворе составляет 20-30 г/л.
Сущность изобретения поясняется таблицей, где приведены результаты опытов, проведенных в сопоставимых условиях.
Доказательствами определяющего влияния отличительных признаков предлагаемого способа на достижение технического результата служит совокупность теоретических основ и результатов специальных исследований.
Принципиальной особенностью ближайших аналогов цементации, в т.ч. прототипа, является двухстадийность. По факту первой стадией способа-прототипа является растворение триоксида:
Из полученного раствора сурьма восстанавливается алюминием:
Известно, что триоксид сурьмы растворяется только в концентрированных щелочных растворах при нагревании. Именно этими причинами обусловлены оговоренные в прототипе условия: высокая концентрация щелочи (250 г/л) и температура (80°С). Только после растворения триоксида происходит восстановление сурьмы из раствора на поверхности алюминиевой стружки. В этих условиях лимитирующей стадией процесса в целом является растворение исходного сурьмусодержащего соединения - триоксида. При дефиците сурьмы в растворе и избытке щелочи резко возрастает доля непродуктивного разложения алюминия по реакции:
и расход его возрастает до 150-200% от стехиометрического. Для минимизации данного процесса в качестве восстановителя целесообразно использовать крупнодисперсную стружку алюминия. Целенаправленное обеспечение условий предварительного растворения исходного сурьмусодержащего соединения, слаборазвитая поверхность цементатора и интенсивное непродуктивное разложение щелочи сводит к минимуму долю теоретически возможного прямого восстановления сурьмы из триоксида. По мере накопления в растворе алюмината натрия скорость суммарного процесса замедляется и продолжительность полного восстановления сурьмы в итоге достигает 7-8 часов.
Важнейшее отличие предлагаемого способа от прототипа заключается в целенаправленном проведении цементации сурьмы по механизму твердофазного восстановления. В этом случае металл из дисперсной твердой фазы исходного соединения минуя промежуточную стадию растворения восстанавливается и преобразуется в новую дисперсную твердую фазу - металл, в полном соответствии с реакцией (1). Из теории гидрометаллургических процессов известно, что твердофазное состояние участника химической реакции обеспечивает максимально возможную его концентрацию в реакционном объеме и условия для высокой скорости процесса. С другой стороны твердофазное состояние продукта (металлической сурьмы) смещает равновесие реакции в сторону его образования. Результаты исследований показывают, что оптимальный расход алюминия для такого механизма составляет 110-130% от стехиметрически необходимого по реакции.(!)• Избыток алюминия положительного эффекта не дает.
Особое значение при твердофазном превращении имеет вывод из зоны реакции растворимых продуктов, в данном случае алюмината натрия. В способе прототипа алюминат натрия остается в зоне реакции и равновесие теоретически возможного твердофазного восстановления смещается в обратную сторону. Отличительным признаком предлагаемого изобретения является непрерывное обновление жидкой фазы системы, направленное на минимизацию концентрации жидких продуктов твердофазного восстановления. Эта задача решается просачиванием щелочного раствора через смесь сурьмусодержащего соединения и восстановителя.
В щелочном растворе сурьма может быть восстановлена непосредственно из твердой фазы разнообразных исходных сурьмусодержащих соединений твердыми и растворимыми восстановителями. Практический интерес представляет цементация сурьмы из природного сульфида Sb2S3, составляющего основу типовых сурьмяных концентратов. '
При выборе восстановителя необходимо учитывать его восстанавливающую способность, доступность, возможность и сложность переработки образующихся продуктов. С учетом данных соображений существенными преимуществами в качестве восстановителя в предлагаемом способе обладает алюминий. Процесс в данном случае сопровождается образованием металлической сурьмы, сернистого натрия и алюмината натрия:
В известном варианте (способ прототипа) прямой цементацией восстановить сурьму из твердой фазы трисульфида не удается. Основной причиной этому является накопление в зоне реакции, сернистого натрия, что приводит к заметному растворению трисульфида и последующему восстановлению сурьмы из раствора по жидкофазному механизму с указанными выше недостатками. Таким образом, реализация процесса в режиме перколяции по предлагаемому способу позволяет расширить сферу применения цементации алюминием, в частности использовать для переработки сульфидных концентратов.
Повышение концентрации щелочи в исходном растворе, подаваемом на перколяцию, оказывает положительное влияние на скорость восстановления сурьмы. Вместе с тем, при концентрациях щелочи выше 20-30 г/дм3 резко интенсифицируется непродуктивное растворение алюминия по реакции.
Примером реализации предложенного способа служат результаты следующих опытов.
Навески триоксида сурьмы (реактив), а в других опытах сульфидного сурьмяного концентрата с содержанием сурьмы 58,5% массой по 100 г смешивали с дисперсным алюминием в заданной пропорции по отношению к массе сурьмы в навеске и помещали на фильтрующую поверхность. Через слой смеси при комнатной температуре пропускали раствор натриевой щелочи заданной концентрации. В вытекающем из реактора маточном растворе определяли содержание щелочи или сернистого натрия и по этому показателю оценивали скорость. Полноту восстановления сурьмы оценивали анализом твердого продукта. Для сравнения проведены опыты по способу прототипа при следующих условиях: концентрация NaOH 200 г/л, температура 80°С, расход алюминия 150%, интенсивное перемешивание.
Результаты приведены в таблице.
Сравнительный анализ технических решений в т.ч. способа представленного в качестве прототипа и предлагаемого изобретения позволяет сделать вывод что именно совокупность заявленных признаков обеспечивает достижение необходимого технического результата. Реализация предложенного способа дает возможность уменьшить расход алюминия на единицу концентрата, снизить расход щелочи и повысить восстановления сурьмы из концентрата на 9-11%.
Claims (1)
- Способ переработки сурьмусодержащего сырья, включающий приведение в контакт исходного сурьмусодержащего сырья и алюминиевой стружки с водным раствором щелочи с обеспечением цементации сурьмы из сурьмусодержащих соединений алюминием, отличающийся тем, что контакт смеси исходного сурьмусодержащего сырья и алюминиевой стружки с водным раствором щелочи проводят в режиме перколяции, при этом расход алюминия составляет 110-130% от стехиометрически необходимого, а содержание щелочи в исходном водном растворе составляет 20-30 г/л.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113042A RU2682365C1 (ru) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Способ переработки сурьмусодержащего сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018113042A RU2682365C1 (ru) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Способ переработки сурьмусодержащего сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682365C1 true RU2682365C1 (ru) | 2019-03-19 |
Family
ID=65805997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018113042A RU2682365C1 (ru) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Способ переработки сурьмусодержащего сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682365C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1712441A1 (ru) * | 1990-04-17 | 1992-02-15 | Тбилисский Государственный Университет Им.И.А.Джавахишвили | Способ получени черновой сурьмы |
SU1784046A3 (en) * | 1991-02-07 | 1992-12-23 | Иhctиtуt Metaллуpгии И Oбoгaщehия Ah@ Kaзccp | Method for extracting antimony from sulfide-alkaline solutions |
WO2007115377A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Straits Resources Limited | Process for recovery of antimony and metal values from antimony- and metal value-bearing materials |
-
2018
- 2018-04-10 RU RU2018113042A patent/RU2682365C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1712441A1 (ru) * | 1990-04-17 | 1992-02-15 | Тбилисский Государственный Университет Им.И.А.Джавахишвили | Способ получени черновой сурьмы |
SU1784046A3 (en) * | 1991-02-07 | 1992-12-23 | Иhctиtуt Metaллуpгии И Oбoгaщehия Ah@ Kaзccp | Method for extracting antimony from sulfide-alkaline solutions |
WO2007115377A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Straits Resources Limited | Process for recovery of antimony and metal values from antimony- and metal value-bearing materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4723998A (en) | Recovery of gold from carbonaceous ores by simultaneous chlorine leach and ion exchange resin adsorption process | |
Trinh et al. | Total recycling of all the components from spent auto-catalyst by NaOH roasting-assisted hydrometallurgical route | |
RU1838437C (ru) | Способ извлечени благородных металлов из содержащего их материала | |
CN102459660A (zh) | 从阴极相关金精选矿中提取金 | |
WO2013145909A1 (ja) | 高純度硫酸ニッケルの製造方法 | |
JP2013139595A (ja) | 鉛製錬由来の銅含有不純物塊からの有価物の回収方法 | |
CN113337723A (zh) | 分离提取分银渣中银钯铜锗的方法 | |
CN103757198B (zh) | 从卡林型金矿中提取高纯度黄铁矿及毒砂的方法 | |
RU2682365C1 (ru) | Способ переработки сурьмусодержащего сырья | |
JP5200588B2 (ja) | 高純度銀の製造方法 | |
EP3575420A1 (en) | Bismuth purification method | |
JPS6139383B2 (ru) | ||
RU2744291C1 (ru) | Способ выделения оксида меди (I) Cu2O из многокомпонентных сульфатных растворов тяжелых цветных металлов | |
US3853543A (en) | Process for producing elemental copper by reacting molten cuprous chloride with zinc | |
JP6163392B2 (ja) | ゲルマニウムの回収方法 | |
US641571A (en) | Process of producing solution of cyanogen halide. | |
CN1200407A (zh) | 萃取和回收银的方法 | |
RU2340688C1 (ru) | Способ переработки медно-хлоридного плава, являющегося отходом очистки тетрахлорида титана | |
JP2016040406A (ja) | ニッケルの回収方法 | |
US2440612A (en) | Separation of copper | |
JPS6221851B2 (ru) | ||
RU2535266C2 (ru) | Способ аффинажа серебра | |
US1671004A (en) | Process for extracting metallic nickel | |
US4482377A (en) | Separation of zinc from a zinc-copper alloy | |
JP7161678B2 (ja) | 貴金属の分離回収方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200411 |