RU2755597C1 - Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials - Google Patents

Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2755597C1
RU2755597C1 RU2021104236A RU2021104236A RU2755597C1 RU 2755597 C1 RU2755597 C1 RU 2755597C1 RU 2021104236 A RU2021104236 A RU 2021104236A RU 2021104236 A RU2021104236 A RU 2021104236A RU 2755597 C1 RU2755597 C1 RU 2755597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
copper
antimony
arsenic
leaching
raw materials
Prior art date
Application number
RU2021104236A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Валентинович Петров
Анна Ярославовна Бодуэн
Анатолий Аурелианович Кобылянский
Виктория Евгеньевна Жукова
Светлана Борисовна Фокина
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»
Priority to RU2021104236A priority Critical patent/RU2755597C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2755597C1 publication Critical patent/RU2755597C1/en

Links

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
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0065—Leaching or slurrying
    • 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
    • C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • 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
    • 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
    • C22B30/04—Obtaining arsenic
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals, in particular to methods for purifying copper-containing raw materials from impurities. The separation of arsenic and antimony from copper concentrates or middlings containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals includes leaching them in a solution containing NaOH with a concentration of 3.0 to 4.0 M and Na2S with a concentration of 0.5 to 1.5 M, with the ratio L:S from 4 to 5. Leaching is carried out in an atmospheric leaching reactor at a temperature of 90 to 100°C for 3 to 4 hours with continuous stirring at a stirrer rotation speed of 500 to 700 rpm. In the course of leaching, an air mixture is fed in a volume of 2 to 4 l/min. The resulting pulp is sent to the stage of thickening, filtration and washing to obtain the final product containing copper, zinc and iron, and the solution containing arsenic and antimony is sent for purification.
EFFECT: allows increasing the degree of separation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials.
1 cl, 1 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к способам очистки медьсодержащего сырья от примесей, а именно к способам выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья, и может быть использовано для получения медных концентратов и технологических продуктов с высокой степенью очистки.The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous metals, in particular to methods for purifying copper-containing raw materials from impurities, namely, to methods for separating arsenic and antimony from copper-containing raw materials, and can be used to obtain copper concentrates and technological products with a high degree of purification.

Известен способ очистки сульфидных концентратов от мышьяка (патент США №3709680, опубликован 09.01.1973), включающий стадию выщелачивания сульфидного концентрата в растворе с концентрацией реагентов от 100 до 600 г/л Na2S или же эквивалентное количество NaOH, NaOH-Na2S, NaOH-S. Процесс выщелачивания проводят при температуре выше 75°С (предпочтительно от 100 до 200°С), в течение от 1 до 20 часов (предпочтительно от 4 до 12 часов).A known method of purification of sulfide concentrates from arsenic (US patent No. 3709680, published 01/09/1973), including the stage of leaching sulfide concentrate in solution with a concentration of reagents from 100 to 600 g / l Na 2 S or an equivalent amount of NaOH, NaOH-Na 2 S , NaOH-S. The leaching process is carried out at a temperature above 75 ° C (preferably 100 to 200 ° C), for 1 to 20 hours (preferably 4 to 12 hours).

Недостатком известного технического решения является высокий расход Na2S (до 600 г/л), повышенная агрессивность среды, как следствие - повышенный износ аппаратуры. Кроме того, способ характеризуется сложным аппаратурным оформлением, поскольку процесс выщелачивания проводят при повышенных температурах (предпочтительно от 100 до 200°С).The disadvantage of the known technical solution is the high consumption of Na 2 S (up to 600 g / l), increased aggressiveness of the environment, as a result - increased wear of the equipment. In addition, the method is characterized by a complex hardware design, since the leaching process is carried out at elevated temperatures (preferably from 100 to 200 ° C).

Известен способ очистки сульфидных концентратов и руд (патент США №4051220, опубликован 27.09.1977), заключающийся в выщелачивании сульфидных концентратов и руд раствором Na2S с концентрацией от 50 до 400 г/л (предпочтительно от 250 до 300 г/л), процесс выщелачивания проводят при температуре от 60 до 150°С (наиболее предпочтительно от 85 до 110°С), в течение от 0,5 до 22 часов (предпочтительно от 4 до 8 часов), с последующим охлаждением отработанного раствора и кристаллизацией солей сурьмы.A known method for the purification of sulfide concentrates and ores (US patent No. 4051220, published 09/27/1977), which consists in leaching sulfide concentrates and ores with a solution of Na 2 S with a concentration of 50 to 400 g / l (preferably from 250 to 300 g / l), the leaching process is carried out at a temperature of 60 to 150 ° C (most preferably 85 to 110 ° C), for 0.5 to 22 hours (preferably 4 to 8 hours), followed by cooling of the spent solution and crystallization of antimony salts.

Недостатком известного технического решения является высокая концентрация Na2S (до 400 г/л), которая вызывает быстрый износ и зарастание оборудования. Кроме того, способ характеризуется низким выделением мышьяка и сурьмы в раствор из-за не определенного соотношения масс жидкой и твердой фаз в процессе выщелачивания.The disadvantage of the known technical solution is the high concentration of Na 2 S (up to 400 g / l), which causes rapid wear and overgrowing of equipment. In addition, the method is characterized by a low release of arsenic and antimony into the solution due to an undefined ratio of the masses of the liquid and solid phases in the leaching process.

Известен способ удаления мышьяка из сульфидного сырья (заявка на патент WO №2012051652, опубликована 26.04.2012), включающий стадию выщелачивания сырья щелочным раствором, с содержанием реагентов для достижения следующих соотношений: S2-/As от 0 до 1,5 моль по стехиометрии и OH-/As более 8 моль (предпочтительно более 16 моль). Процесс выщелачивания проводят при температуре от 30 до 115°С (предпочтительно от 100 до 200°С), при содержании твердого в растворе от 5 до 90 % по массе (более предпочтительно от 30 до 55 %). Способ также включает стадию очистки отработанного раствора и его возвращение на стадию выщелачивания.A known method for removing arsenic from sulfide raw materials (patent application WO No. 2012051652, published on April 26, 2012), including the stage of leaching the raw material with an alkaline solution, containing reagents to achieve the following ratios: S 2- / As from 0 to 1.5 mol in stoichiometry and OH - / As more than 8 mol (preferably more than 16 mol). The leaching process is carried out at a temperature of from 30 to 115 ° C (preferably from 100 to 200 ° C), with a solids content in the solution of 5 to 90% by weight (more preferably from 30 to 55%). The method also includes the step of cleaning the spent solution and returning it to the leaching step.

Недостатком известного способа является нестабильные показатели извлечения мышьяка (от 80 % до 96 %), по причине широкого диапазона значений параметров процесса. Кроме того, способ характеризуется сложным аппаратурным оформлением, поскольку процесс выщелачивания проводят при повышенных температурах (предпочтительно до 200°С).The disadvantage of this method is the unstable rates of extraction of arsenic (from 80% to 96%), due to the wide range of values of the process parameters. In addition, the method is characterized by a complex hardware design, since the leaching process is carried out at elevated temperatures (preferably up to 200 ° C).

Известен способ очистки медных концентратов, содержащих мышьяк и сурьму (патент США №10385420, опубликован 25.05.2017), включающий две стадии. Первая стадия включает в себя растворение примесей щелочным раствором, содержащим NaOH от 20 до 200 г/л (предпочтительно от 80 до 150 г/л) при температуре от 100 до 110°С в течение от 0,1 до 12 часов (предпочтительно от 4 до 6 часов) и содержании твердого в растворе от 50 до 60 %. На второй стадии регенерированный раствор NaOH и частично очищенную пульпу подают в автоклавный реактор где в течение от 0,1 до 6 часов (предпочтительно от 1 до 3 часов) проводят процесс при температуре от 110 до 250°С (предпочтительно от 110 до 180°С).A known method of purification of copper concentrates containing arsenic and antimony (US patent No. 10385420, published 05/25/2017), including two stages. The first stage includes dissolving impurities with an alkaline solution containing NaOH from 20 to 200 g / l (preferably from 80 to 150 g / l) at a temperature from 100 to 110 ° C for 0.1 to 12 hours (preferably from 4 up to 6 hours) and the solids content in solution from 50 to 60%. In the second stage, the regenerated NaOH solution and partially purified pulp are fed into an autoclave reactor where the process is carried out for 0.1 to 6 hours (preferably 1 to 3 hours) at a temperature of 110 to 250 ° C (preferably 110 to 180 ° C ).

Недостатком известного способа является его многостадийность, а также его продолжительность, поскольку способ проводят в две стадии: растворение примесей щелочным раствором и выщелачивание в автоклавном реакторе. Также способ характеризуется сложным аппаратурным оформлением, поскольку процесс выщелачивания проводят в автоклавных реакторах при высоких температурах (до 250°С). The disadvantage of this method is its multistage nature, as well as its duration, since the method is carried out in two stages: dissolution of impurities with an alkaline solution and leaching in an autoclave reactor. Also, the method is characterized by a complex hardware design, since the leaching process is carried out in autoclave reactors at high temperatures (up to 250 ° C).

Известен способ выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья (патент США №3911078, опубликован 07.10.1975), принятый за прототип, включающий выщелачивание медьсодержащего сырья в растворе содержащим NaOH от 0,2 до 1,0 моль и Na2S от 1,5 до 3,5 моль (предпочтительно концентрация NaOH равна 0,25 моль, Na2S равна 2 моль). Процесс выщелачивания проводят при температуре от 80 до 106°С в течение от 2 до 5 часов.There is a known method for the isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials (US patent No. 3911078, published on 10/07/1975), taken as a prototype, including the leaching of copper-containing raw materials in a solution containing NaOH from 0.2 to 1.0 mol and Na 2 S from 1.5 up to 3.5 mol (preferably the concentration of NaOH is 0.25 mol, Na 2 S is equal to 2 mol). The leaching process is carried out at a temperature of 80 to 106 ° C for 2 to 5 hours.

Недостатком известного технического решения является высокий расход Na2S, поскольку приемлемый уровень извлечения мышьяка достигается только при концентрациях Na2S свыше 2,0 молей. По этой причине, процесс проводится в высоко- агрессивной среде, что подвергает аппаратуру повышенному износу. Кроме того, данный способ характеризуется низкой степени выделения мышьяка и сурьмы.The disadvantage of the known technical solution is the high consumption of Na 2 S, since an acceptable level of arsenic extraction is achieved only at concentrations of Na 2 S above 2.0 mol. For this reason, the process is carried out in a highly aggressive environment, which exposes the equipment to increased wear. In addition, this method is characterized by a low release of arsenic and antimony.

Техническим результатом является повышение степени выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья.The technical result is to increase the degree of separation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials.

Технический результат достигается тем, что в качестве медьсодержащего сырья используют медные концентраты или промпродукты, содержащие мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд, причем при выщелачивании установлена концентрация для NaOH от 3,0 до 4,0 M, для Na2S от 0,5 до 1,5 М, при соотношении Ж:Т от 4 до 5, при этом процесс выщелачивания проводят в реакторе атмосферного выщелачивания при температуре от 90 до 100°С, в течение от 3 до 4 часов при непрерывном перемешивании со скоростью вращения перемешивающего устройства от 500 до 700 об/мин, при этом в ходе процесса выщелачивания осуществляют подачу воздушной смеси в объеме от 2 до 4 л/мин, после проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки, с получением конечным продуктом, который содержит медь, цинк, железо, а раствор направляют на очистку.The technical result is achieved by the fact that copper concentrates or intermediate products containing arsenic and antimony in the form of minerals of fahlores are used as copper-containing raw materials, and during leaching, the concentration for NaOH is set from 3.0 to 4.0 M, for Na 2 S from 0, 5 to 1.5 M, with a W: T ratio of 4 to 5, while the leaching process is carried out in an atmospheric leaching reactor at a temperature of 90 to 100 ° C, for 3 to 4 hours with continuous stirring at the speed of rotation of the stirrer from 500 to 700 rpm, while during the leaching process, the air mixture is supplied in a volume of 2 to 4 l / min, after the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing, to obtain the final product that contains copper, zinc, iron, and the solution is sent for purification.

Способ осуществляется следующим образом. Медьсодержащее сырье, а именно, медный концентрат или промпродукт в виде пульпы, которые содержат мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд, подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором, содержащим NaOH и Na2S, для проведения процесса выщелачивания. При проведении процесса выщелачивания установлена концентрация для NaOH от 3,0 до 4,0 M, для Na2S от 0,5 до 1,5 М и отношение Ж:Т (жидкой фазы к твердой фазе) от 4 до 5. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания при температуре от 90 до 100°С, в течение от 3 до 4 часов при непрерывном перемешивании, со скоростью вращения перемешивающего устройства от 500 до 700 об/мин и подачи воздушной смеси в объеме от 2 до 4 л/мин. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки. После выщелачивания раствор направляют на очистку, а полученный осадок, очищенный от сурьмы и мышьяка и содержащий медь, цинк, железо, после промывки и сушки, является конечным продуктом.The method is carried out as follows. Copper-containing raw materials, namely, copper concentrate or middlings in the form of pulp, which contain arsenic and antimony in the form of minerals of fahlores, are fed into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution containing NaOH and Na 2 S preliminarily prepared and heated to a predetermined temperature, for carrying out the leaching process. When carrying out the leaching process, the concentration for NaOH was set from 3.0 to 4.0 M, for Na 2 S from 0.5 to 1.5 M, and the ratio L: T (liquid phase to solid phase) was from 4 to 5. After loading copper-containing raw materials and an alkaline solution, the leaching process is carried out at a temperature of 90 to 100 ° C, for 3 to 4 hours with continuous stirring, with a rotation speed of the stirrer from 500 to 700 rpm and supplying an air mixture in a volume of 2 to 4 l / min After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing. After leaching, the solution is sent for purification, and the resulting sediment, purified from antimony and arsenic and containing copper, zinc, iron, after washing and drying, is the final product.

В качестве медьсодержащего сырья используют медные концентраты, содержащие мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд, или промпродукты, содержащие мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд, очистка которых позволяет получать медные концентраты, соответствующие высшим маркам гост Р 52998-2008, и очищенные промпродукты, пригодные для дальнейшей пирометаллургической переработки.Copper concentrates containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals or middlings containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals are used as copper-containing raw materials, the purification of which makes it possible to obtain copper concentrates corresponding to the highest grades of GOST R 52998-2008, and refined intermediate products suitable for further pyrometallurgical processing.

Выбранный диапазон концентраций реагентов при выщелачивании для NaOH от 3,0 до 4,0 M и для Na2S от 0,5 до 1,5 М объясняется достижением высокой степени выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья в раствор. При использовании концентраций реагентов более 4,0 M для NaOH и более 1,5 М для Na2S не изменяется конечная степень выделения мышьяка и сурьмы в раствор, но при этом повышается вероятность зарастания и износа оборудования из-за коррозийных свойств щелочи и осаждения солей. При использовании концентраций реагентов менее 3,0 M для NaOH и менее 0,5 М для Na2S достигается неприемлемый уровень выделения мышьяка и сурьмы в раствор. В описанном способе, отношение жидкой фазы к твердой фазе (Ж:Т) установлено от 4 до 5, что обеспечивает достижение высокой степени выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья в раствор, поскольку при отношении ниже 4 ухудшается контакт раствора с твердой фазой, а также увеличивается плотность пульпы, что затрудняет перемешивание. Значения отношения более 5 приводят к увеличению объема аппаратуры и возрастанию технологических потерь.The selected range of concentrations of reagents in leaching for NaOH from 3.0 to 4.0 M and for Na 2 S from 0.5 to 1.5 M is explained by the achievement of a high degree of arsenic and antimony recovery from copper-containing raw materials into solution. When using reagent concentrations of more than 4.0 M for NaOH and more than 1.5 M for Na 2 S, the final degree of release of arsenic and antimony into the solution does not change, but the likelihood of overgrowth and wear of equipment increases due to the corrosive properties of alkali and precipitation of salts ... When using reagent concentrations less than 3.0 M for NaOH and less than 0.5 M for Na 2 S, an unacceptable level of arsenic and antimony release into solution is achieved. In the described method, the ratio of the liquid phase to the solid phase (L: S) is set from 4 to 5, which ensures the achievement of a high degree of separation of arsenic and antimony from the copper-containing raw material into the solution, since at a ratio below 4 the contact of the solution with the solid phase worsens, as well as the density of the pulp increases, making mixing difficult. Ratio values of more than 5 lead to an increase in the volume of equipment and an increase in technological losses.

Проведение процесса выщелачивания в реакторе атмосферного выщелачивания при температуре от 90 до 100°С значительно увеличивает скорость протекания реакций, поскольку возрастает доля активных молекул, что обеспечивает достижение высокой степени выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья. С понижением температуры ниже 90°С возрастает продолжительность процесса выщелачивания, что неприемлемо для промышленной реализации предложенного способа. При повышении температуры выше 100°С существует необходимость в применении автоклавной аппаратуры и организации сложной технологической схемы. Время процесса выщелачивания определено диапазоном от 3 до 4 часов, это объясняется высокой степенью выделения мышьяка и сурьмы в раствор в данный временной промежуток, при оптимальных параметрах. Время проведения процесса менее 3 часов дает 10 % остаток мышьяка в медьсодержащем сырье, продолжительность более 4 часов не повышает степень выделения мышьяка и сурьмы.Carrying out the leaching process in an atmospheric leaching reactor at temperatures from 90 to 100 ° C significantly increases the rate of reactions, since the proportion of active molecules increases, which ensures a high degree of arsenic and antimony recovery from copper-containing raw materials. With a decrease in temperature below 90 ° C, the duration of the leaching process increases, which is unacceptable for the industrial implementation of the proposed method. When the temperature rises above 100 ° C, there is a need for the use of autoclave equipment and the organization of a complex technological scheme. The time of the leaching process is determined in the range from 3 to 4 hours, this is explained by the high degree of release of arsenic and antimony into the solution in a given time period, with optimal parameters. A process time of less than 3 hours gives a 10% arsenic residue in copper-containing raw materials, a duration of more than 4 hours does not increase the degree of arsenic and antimony release.

Непрерывное механическое перемешивание в ходе процесса выщелачивания при скорости вращения перемешивающего устройства от 500 до 700 об/мин, улучшает контакт раствора и твердых частиц по всему объему реактора, что также обеспечивает повышение степени выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья. При увеличении скорости вращения перемешивающего устройства более 700 об/мин отсутствует необходимый контакт между твердыми частицами и раствором, из-за чего снижается степень выделения примесей. При снижении скорости вращения перемешивающего устройства менее 500 об/мин ухудшается контакт твердых частиц и раствора в ходе процесса, что также снижает степень выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья. В ходе процесса выщелачивания осуществляют подачу воздушной смеси в объеме от 2 до 4 л/мин для улучшения контакта раствора и твердых частиц по всему объему реактора, что дополняет процесс механического перемешивания. Увеличение объема подаваемой воздушной смеси (более 4 л/мин) негативно сказывается на степень выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья, поскольку происходит перевод вторичных элементов в раствор, кроме того усложняется аппаратурно-техническое оформление. Снижение объема подачи воздушной смеси менее 2 л/мин не позволит улучшить контакт раствора и твердых частиц по всему объему аппаратаContinuous mechanical stirring during the leaching process at a stirring device rotation speed of 500 to 700 rpm improves the contact of the solution and solid particles throughout the reactor volume, which also provides an increase in the release of arsenic and antimony from copper-containing raw materials. With an increase in the rotation speed of the stirring device over 700 rpm, there is no necessary contact between the solid particles and the solution, due to which the degree of release of impurities decreases. With a decrease in the rotation speed of the stirrer less than 500 rpm, the contact of solid particles and solution during the process deteriorates, which also reduces the degree of arsenic and antimony release from copper-containing raw materials. During the leaching process, an air mixture is supplied in a volume of 2 to 4 l / min to improve the contact between the solution and solid particles throughout the reactor volume, which complements the mechanical mixing process. An increase in the volume of the supplied air mixture (more than 4 l / min) negatively affects the degree of arsenic and antimony release from copper-containing raw materials, since the secondary elements are transferred into solution, in addition, the hardware and technical design becomes more complicated. Reducing the volume of the air mixture supply to less than 2 l / min will not improve the contact between the solution and solid particles throughout the entire volume of the apparatus

Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.

Пример 1. Медьсодержащее сырье (медный концентрат), содержащее мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд с исходным составом: 16 % меди, 23,80 % железа, 5,30 % цинка, 1,36 % мышьяка и 0,21 % сурьмы подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором. Рабочий раствор для процесса выщелачивания с концентрацией NaOH = 3,5 М, Na2S = 1,0 M предварительно готовят путем последовательного растворения реагентов в воде. При проведении процесса выщелачивания установлено отношение Ж:Т = 4. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания в течение 4 часов, при температуре 95°С, при этом осуществляют непрерывное перемешивание пульпы со скоростью вращения перемешивающего устройства 600 об/мин и подачей воздушной смеси в объеме 3 л/мин. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки. Example 1. Copper-containing raw material (copper concentrate) containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals with the initial composition: 16% copper, 23.80% iron, 5.30% zinc, 1.36% arsenic and 0.21% antimony is fed into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution previously prepared and heated to a predetermined temperature. The working solution for the leaching process with a concentration of NaOH = 3.5 M, Na 2 S = 1.0 M is preliminarily prepared by sequentially dissolving the reagents in water. When carrying out the leaching process, the ratio W: T = 4. After loading the copper-containing raw material and the alkaline solution, the leaching process is carried out for 4 hours at a temperature of 95 ° C, while the pulp is continuously stirred at a stirring speed of 600 rpm and feeding air mixture in a volume of 3 l / min. After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing.

Технологические условия обеспечивают степень выделения мышьяка на 90 % и сурьмы на 98 % от их исходного содержания в медьсодержащем сырье, при этом медь и цинк не вступают в реакцию и остаются в твердой фазе.Technological conditions provide the degree of arsenic release by 90% and antimony by 98% of their initial content in copper-containing raw materials, while copper and zinc do not react and remain in the solid phase.

Пример 2. Медьсодержащее сырье (промпродукт), содержащий мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд с исходным составом: 6,22 % меди, 24,40 % железа, 7,30 % цинка, 1,36 % мышьяка и 0,19 % сурьмы подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором. Рабочий раствор для процесса выщелачивания с концентрацией NaOH = 4,0 М, Na2S = 1,5 M предварительно готовят путем последовательного растворения реагентов в воде. При проведении процесса выщелачивания установлено отношение Ж:Т = 5. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания в течение 4 часов, при температуре 100°С, при этом осуществляют непрерывное перемешивание пульпы со скоростью вращения перемешивающего устройства 700 об/мин и подачей воздушной смеси в объеме 4 л/мин. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки.Example 2. Copper-containing raw materials (middlings) containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals with the initial composition: 6.22% copper, 24.40% iron, 7.30% zinc, 1.36% arsenic and 0.19% antimony is fed into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution previously prepared and heated to a predetermined temperature. The working solution for the leaching process with a concentration of NaOH = 4.0 M, Na 2 S = 1.5 M is preliminarily prepared by sequentially dissolving the reagents in water. When carrying out the leaching process, the ratio W: T = 5. After loading the copper-containing raw material and the alkaline solution, the leaching process is carried out for 4 hours at a temperature of 100 ° C, while the pulp is continuously stirred at a speed of rotation of the mixing device of 700 rpm and feeding air mixture in a volume of 4 l / min. After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing.

Технологические условия обеспечивают степень выделения мышьяка на 92 % и сурьмы на 98,4 % от их исходного содержания в медьсодержащем сырье, при этом медь и цинк не вступают в реакцию и остаются в твердой фазе.Technological conditions provide the degree of arsenic release by 92% and antimony by 98.4% of their initial content in copper-containing raw materials, while copper and zinc do not react and remain in the solid phase.

Пример 3. Медьсодержащее сырье (медный концентрат), содержащий мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд с исходным составом: 16 % меди, 23,80 % железа, 5,30 % цинка, 1,36 % мышьяка и 0,21 % сурьмы подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором. Рабочий раствор для процесса выщелачивания с концентрацией NaOH = 3,0 М, Na2S = 0,5 M предварительно готовят путем последовательного растворения реагентов в воде. При проведении процесса выщелачивания установлено отношение Ж:Т = 4. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания в течение 3 часов, при температуре 90°С, при этом осуществляют непрерывное перемешивание пульпы со скоростью вращения перемешивающего устройства 500 об/мин и подачей воздушной смеси в объеме 2 л/мин. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки.Example 3. Copper-containing raw materials (copper concentrate) containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals with the initial composition: 16% copper, 23.80% iron, 5.30% zinc, 1.36% arsenic and 0.21% antimony is fed into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution previously prepared and heated to a predetermined temperature. The working solution for the leaching process with a concentration of NaOH = 3.0 M, Na 2 S = 0.5 M is preliminarily prepared by sequentially dissolving the reagents in water. When carrying out the leaching process, the ratio W: T = 4. After loading copper-containing raw materials and an alkaline solution, the leaching process is carried out for 3 hours, at a temperature of 90 ° C, while the pulp is continuously stirred at a stirrer rotation speed of 500 rpm and feeding air mixture in a volume of 2 l / min. After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing.

Технологические условия обеспечивают степень выделения мышьяка на 72 % и сурьмы на 69 % от их исходного содержания в медьсодержащем сырье, при этом медь и цинк не вступают в реакцию и остаются в твердой фазе.Technological conditions provide the degree of arsenic release by 72% and antimony by 69% of their initial content in copper-containing raw materials, while copper and zinc do not react and remain in the solid phase.

Кроме того, приведены примеры реализации предлагаемого способа, при технологических параметрах, взятых за пределами предлагаемых диапазонов.In addition, examples of the implementation of the proposed method are given, with technological parameters taken outside the proposed ranges.

Пример 4. Медьсодержащее сырье (медный концентрат), содержащий мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд с исходным составом: 16 % меди, 23,80 % железа, 5,30 % цинка, 1,36 % мышьяка и 0,21 % сурьмы подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором. Рабочий раствор для процесса выщелачивания с концентрацией NaOH = 2,5 М, Na2S = 0,3 M предварительно готовят путем последовательного растворения реагентов в воде. При проведении процесса выщелачивания установлено отношение Ж:Т = 3. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания в течение 2 часов, при температуре 85°С, при этом осуществляют непрерывное перемешивание пульпы со скоростью вращения перемешивающего устройства 400 об/мин и подачей воздушной смеси в объеме 1 л/мин. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки.Example 4. Copper-containing raw material (copper concentrate) containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals with the initial composition: 16% copper, 23.80% iron, 5.30% zinc, 1.36% arsenic and 0.21% antimony is fed into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution previously prepared and heated to a predetermined temperature. The working solution for the leaching process with a concentration of NaOH = 2.5 M, Na 2 S = 0.3 M is preliminarily prepared by sequentially dissolving the reagents in water. When carrying out the leaching process, the ratio W: T = 3. After loading the copper-containing raw material and the alkaline solution, the leaching process is carried out for 2 hours at a temperature of 85 ° C, while the pulp is continuously stirred at a stirring speed of 400 rpm and feeding air mixture in a volume of 1 l / min. After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing.

Технологические условия обеспечивают степень выделения мышьяка на 23 % и сурьмы на 28 % от их исходного содержания в медьсодержащем сырье.Technological conditions provide the degree of arsenic release by 23% and antimony by 28% of their initial content in copper-containing raw materials.

Пример 5. Медьсодержащее сырье (медный концентрат), содержащий мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд с исходным составом: 16 меди, 23,80 % железа, 5,30 % цинка, 1,36 % мышьяка и 0,21 % сурьмы подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором. Рабочий раствор для процесса выщелачивания с концентрацией NaOH = 4,5 М, Na2S = 2,0 M предварительно готовят путем последовательного растворения реагентов в воде. При проведении процесса выщелачивания установлено отношение Ж:Т = 6. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания в течение 5 часов, при температуре 105°С, при этом осуществляют непрерывное перемешивание пульпы со скоростью вращения перемешивающего устройства 750 об/мин и подачей воздушной смеси в объеме 4,5 л/мин. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки.Example 5. Copper-containing raw materials (copper concentrate) containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals with the initial composition: 16 copper, 23.80% iron, 5.30% zinc, 1.36% arsenic and 0.21% antimony are served into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution previously prepared and heated to a predetermined temperature. The working solution for the leaching process with a concentration of NaOH = 4.5 M, Na 2 S = 2.0 M is preliminarily prepared by sequentially dissolving the reagents in water. When carrying out the leaching process, the ratio W: T = 6. After loading the copper-containing raw material and the alkaline solution, the leaching process is carried out for 5 hours at a temperature of 105 ° C, while the pulp is continuously stirred at a stirring speed of 750 rpm and feeding air mixture in a volume of 4.5 l / min. After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing.

Технологические условия обеспечивают степень выделения мышьяка на 67 % и сурьмы на 65 % от их исходного содержания в медьсодержащем сырье, однако происходит значительная потеря меди и железа из-за их взаимодействия с компонентами раствора. Кроме того, повышенная концентрация щелочи в растворе затрудняет стадию фильтрации и уменьшает срок службы аппаратуры. Technological conditions provide the degree of arsenic release by 67% and antimony by 65% of their initial content in copper-containing raw materials, however, there is a significant loss of copper and iron due to their interaction with the components of the solution. In addition, the increased concentration of alkali in the solution complicates the filtration stage and reduces the service life of the apparatus.

Пример 6. Медьсодержащее сырье (медный концентрат), содержащий мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд с исходным составом: 16 % меди, 23,80 % железа, 5,30 % цинка, 1,36 % мышьяка и 0,21 % сурьмы подают в реактор атмосферного выщелачивания вместе с предварительно подготовленным и подогретым до заданной температуры щелочным раствором. Рабочий раствор для процесса выщелачивания с концентрацией NaOH = 3,5 М, Na2S = 1,0 M предварительно готовят путем последовательного растворения реагентов в воде. При проведении процесса выщелачивания установлено отношение Ж:Т = 2. После загрузки медьсодержащего сырья и щелочного раствора проводят процесс выщелачивания в течение 3 часов, при температуре 95°С, при этом осуществляют непрерывное перемешивание пульпы со скоростью вращения перемешивающего устройства 600 об/мин без подачи воздушной смеси. После проведения процесса выщелачивания полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки. Example 6. Copper-containing raw material (copper concentrate) containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals with the initial composition: 16% copper, 23.80% iron, 5.30% zinc, 1.36% arsenic and 0.21% antimony is fed into the atmospheric leaching reactor together with an alkaline solution previously prepared and heated to a predetermined temperature. The working solution for the leaching process with a concentration of NaOH = 3.5 M, Na 2 S = 1.0 M is preliminarily prepared by sequentially dissolving the reagents in water. When carrying out the leaching process, the ratio W: T = 2. After loading the copper-containing raw material and the alkaline solution, the leaching process is carried out for 3 hours at a temperature of 95 ° C, while the pulp is continuously stirred at a stirring speed of 600 rpm without feeding air mixture. After the leaching process, the resulting slurry is sent to the stages of thickening, filtration and washing.

Технологические условия обеспечивают степень выделения мышьяка на 41 % и сурьмы на 32 % от их исходного содержания в медьсодержащем сырье.Technological conditions provide the degree of arsenic release by 41% and antimony by 32% of their initial content in copper-containing raw materials.

Итоговые результаты и технологические параметры (примеры 1-6) представлены в таблице 1.The final results and technological parameters (examples 1-6) are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 - Сводная таблица результатов и технологических параметров- Summary table of results and technological parameters Пример, №Example, no. Концентрация Na2S; NaOH, МConcentration of Na 2 S; NaOH, M Температура раствора, °СSolution temperature, ° С Время процесса, чProcess time, h Скорость вращения лопасти мешалки, об/минMixer blade rotation speed, rpm Отношение Ж:ТW: T ratio Объем воздушной смеси, л/минAir mixture volume, l / min Выделение мышьяка, %Arsenic release,% Выделение сурьмы, %Antimony release,% 11 1,0; 3,51.0; 3.5 9595 44 600600 44 33 9090 9898 22 1,5; 4,01.5; 4.0 100100 44 700700 55 44 9292 98,498.4 33 0,5; 3,00.5; 3.0 9090 33 500500 44 22 7272 6969 44 0,3; 2,50.3; 2.5 8080 22 400400 33 11 2323 2828 55 2,0; 4,52.0; 4.5 105105 55 750750 66 4,54.5 6767 6565 66 1,0; 3,51.0; 3.5 9595 33 600600 22 00 4141 3232

Таким образом, как показано в вышеприведенном описании изобретения, достигается технический результат, заключающийся в повышении степени выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья.Thus, as shown in the above description of the invention, the technical result is achieved, which consists in increasing the degree of release of arsenic and antimony from copper-containing raw materials.

Claims (1)

Способ выделения мышьяка и сурьмы из медьсодержащего сырья, включающий выщелачивание медьсодержащего сырья в растворе, содержащем NaOH и Na2S, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего сырья используют медные концентраты или промпродукты, содержащие мышьяк и сурьму в форме минералов блеклых руд, причем выщелачивание проводят в растворе с концентрацией NaOH от 3,0 до 4,0 M и Na2S от 0,5 до 1,5 М, при соотношении Ж:Т от 4 до 5, при этом выщелачивание проводят в реакторе атмосферного выщелачивания при температуре от 90 до 100°С в течение от 3 до 4 ч при непрерывном перемешивании со скоростью вращения перемешивающего устройства от 500 до 700 об/мин, при этом в ходе выщелачивания осуществляют подачу воздушной смеси в объеме от 2 до 4 л/мин, после чего полученную пульпу направляют на стадии сгущения, фильтрации и промывки с получением конечного продукта, содержащего медь, цинк и железо, а раствор, содержащий мышьяк и сурьму, направляют на очистку.A method for separating arsenic and antimony from copper-containing raw materials, including leaching copper-containing raw materials in a solution containing NaOH and Na 2 S, characterized in that copper concentrates or industrial products containing arsenic and antimony in the form of fahlore minerals are used as copper-containing raw materials, and the leaching is carried out in a solution with a concentration of NaOH from 3.0 to 4.0 M and Na 2 S from 0.5 to 1.5 M, with a ratio of W: T from 4 to 5, while leaching is carried out in an atmospheric leaching reactor at a temperature of 90 up to 100 ° C for 3 to 4 h with continuous stirring at a stirring device rotation speed of 500 to 700 rpm, while during leaching, an air mixture is supplied in a volume of 2 to 4 l / min, after which the resulting slurry is sent to the stage of thickening, filtration and washing to obtain the final product containing copper, zinc and iron, and the solution containing arsenic and antimony is sent for purification.
RU2021104236A 2021-02-19 2021-02-19 Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials RU2755597C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104236A RU2755597C1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021104236A RU2755597C1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755597C1 true RU2755597C1 (en) 2021-09-17

Family

ID=77745819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021104236A RU2755597C1 (en) 2021-02-19 2021-02-19 Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755597C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795191C1 (en) * 2022-03-05 2023-05-02 Евгений Алексеевич Трофимов Method for processing sulphide copper ores with increased arsenic content

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911078A (en) * 1972-09-20 1975-10-07 Little Inc A Method for removing arsenic and antimony from copper ore concentrates
SU1028733A1 (en) * 1981-07-24 1983-07-15 Химико-металлургический институт АН КазССР Method for processing speiss
RU2071978C1 (en) * 1992-05-13 1997-01-20 Акционерное общество открытого типа "Уралэлектромедь" Method of copper-electrolyte slime processing
WO2015149111A1 (en) * 2014-03-30 2015-10-08 Alchemides Pty Ltd Purification of copper concentrate by removal of arsenic and antimony with concomitant regeneration and recycle of lixiviant
CN111172390A (en) * 2020-02-06 2020-05-19 中国恩菲工程技术有限公司 Method for treating valuable metal sulfide concentrate by oxygen pressure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911078A (en) * 1972-09-20 1975-10-07 Little Inc A Method for removing arsenic and antimony from copper ore concentrates
SU1028733A1 (en) * 1981-07-24 1983-07-15 Химико-металлургический институт АН КазССР Method for processing speiss
RU2071978C1 (en) * 1992-05-13 1997-01-20 Акционерное общество открытого типа "Уралэлектромедь" Method of copper-electrolyte slime processing
WO2015149111A1 (en) * 2014-03-30 2015-10-08 Alchemides Pty Ltd Purification of copper concentrate by removal of arsenic and antimony with concomitant regeneration and recycle of lixiviant
CN111172390A (en) * 2020-02-06 2020-05-19 中国恩菲工程技术有限公司 Method for treating valuable metal sulfide concentrate by oxygen pressure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2795191C1 (en) * 2022-03-05 2023-05-02 Евгений Алексеевич Трофимов Method for processing sulphide copper ores with increased arsenic content

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103781923A (en) Process for purifying zinc oxide
JP4597169B2 (en) Wastewater treatment method containing heavy metals
RU2755597C1 (en) Method for isolation of arsenic and antimony from copper-containing raw materials
CN107034358A (en) A kind of reductive hydrolysis Enrichment and the method for reclaiming Au, Pt, Pd selen-tellurjum bismuth
RU2237737C2 (en) Method of reducing nickel from aqueous solution
JP2012082458A (en) Method for separating and recovering zinc from zinc plating waste liquid
US20040200730A1 (en) Hydrometallurgical copper recovery process
CN102534257A (en) Novel bismuth smelting separation method
NO841402L (en) PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF ZEOLITE A
EP0244910B1 (en) Separation of non-ferrous metals from iron-containing powdery material
US4437953A (en) Process for solution control in an electrolytic zinc plant circuit
CN105621461A (en) Continuous magnesium nitrate production device and technological method
JP4657172B2 (en) Method for purifying metal silicon
JP4863887B2 (en) Method for purifying metal silicon
RU2179194C2 (en) Method of hydrometallurgy preparation of zinc oxide
CA2278834A1 (en) Improved tellurium extraction from copper electrorefining slimes
CN113060764A (en) Defoaming method of sodium tungstate solution
FR2564084A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF BASIC COPPER CARBONATE
JP2011073941A (en) Method for purifying tin oxide from tin-containing waste and purified tin oxide
CA1180195A (en) Method and apparatus for removing metals from metal- salt solutions
JP2000135480A (en) Treatment of residue
JP4142874B2 (en) Method for recovering metal from neutralized sludge or neutralized slurry
JP2019131838A (en) METHOD FOR REMOVING SiO2 FROM SLURRY CONTAINING SILVER AND SiO2, AND PURIFICATION METHOD OF SILVER
WO2011122983A1 (en) Method for extracting brass and oxides of zinc and copper from slag
JP4118495B2 (en) How to reuse mud