SE505255C2 - Förfarande för behandling av vismutinnehållande sulfidmalmer eller koncentrat av sådana - Google Patents

Description

sos 255 2 till kopparframställningen och därmed även intag av vismuthaltiga material och vissa sådana måste t.o.m. avvisas, eftersom vismutavskiljningen under den pyrometallurgiska behandlingen är relativt konstant, men på en alltför låg nivå. Hänsyn måste av lätt insedda skäl främst tagas till produktivitet och processekonomi, vilket innebär såväl höghaltig skärsten som syreanrikning, vilket som ovan antytts icke är de bästa förutsättningarna för vismuteliminering under kopparprocessen.

Förbehandling av kopparkoncentrat har föreslagits i avsikt att minska olika besvärliga föroreningshalter i koncentrat före dess vidare upparbetning. Partiell rostning kan användas för att minska arsenikhalten, men vismuthalten påverkas endast marginellt. Natriumsulfidlakning kan minska arsenik-, antimon- och kvicksilverhalten, men inte heller denna behandling påverkar vismuthalten i någon väsentlig grad. Outokumpu har i CA-A-lO573l0 föreslagit förbehandling i roterugn vid 750° i svavelångatmosfär. Härvid elimineras 100% av arseni- ken, 50-60% av antimonet, men endast 20-30% av vismutinnehållet.

Boliden har i EP-B-Ol38794 föreslagit ett förfarande för eliminering av främst Sb från kopparsmältmaterial. Vid förfarandet som innebär ett separat klor- eringssteg med väsentligen stökiometrisk mangd kloreringsmedel i roterugn vid temperaturer av 450-750°C avlägsnas även Bi i väsentlig omfattning. Det har även föreslagits biooxidativ förbehandling, biolakning, för att selektivt laka vismut från kopparkoncentrat. Selektiviteten och användbarheten av biolak- ning för detta syfte tycks dock helt beroende av den mineralogiska sammansätt- ningen av koncentratet, varför dess användning är begränsad till behandling av vissa specifika koncentrat med gynnsam sammansättning.

Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa ett förfarande där vismut kan elimineras från sulfidmalmer eller dess koncentrat till en grad och med en selektivitet med hänsyn till värdemetallinnehåll att det kan utnyttjas gene- rellt för förbehandling av sådana material att de utan problem kan utnyttjas för upparbetning och utvinning av värdemetaller. l detta syfte kännetecknas förfarandet av de steg som framgår av tillhörande patentkrav. Malmen eller koncentratet ifråga lakas således under en förut- 3 505 255 bestämd tid med svavelsyra under värmetillförsel vid ett pH understigande 2. Efter den förutbestämda tiden avskiljs lakrest från laklösningen i form av en vismutrenare och på värdemetallinnehåll anrikad produkt än det ingående materialet. Lakningen bör helst genomföras inom ett pH-intervall av 0-1. Tempe- raturen vid lakningen skall helst överstiga 50°C för bästa möjliga resultat.

Lakningen genomförs helst i en serie på varandra följande lakningssteg. Den förbrukade laklösningen kan lämpligen behandlas' med kalk eller kalksten under lufttillförsel för utfällning av utlakade mängder vismut och eventuellt järn som hydroxid tillsammans med sulfatinnehållet som gips.

Det är känt att koncentrerad svavelsyra eller utspädd svavelsyra och luft kan reagera med elementär vismut under bildning av Bi3+-joner, varvid svavelsyra reduceras till S02. Det är däremot inte tidigare beskrivet i litteraturen att svavelsyra skulle reagera på samma sätt med sulfidiska vismutföreningar, och det är heller inte sannolikt på grund av att vismut har mycket stark affinitet till svavel. Att trots detta en lakning med svavelsyra under vissa specificerade betingelser ändå ger en avsevärd vismuteliminering och dessutom en selektiv sådan med hänsyn till värdemetallinnehåll måste således betraktas som anmärk- ningsvärd och överraskande. Det kan enligt en teori bero på komplicerade substitutionsreaktioner i mineralen mellan vismut och värdemetaller som koppar och silver. Vismut förekommer exempelvis i sulfidiska kopparmalmer förutom som elementär vismut i form av sulfidmineral som matildit Ag Bi S2 vismutglans Bi; S3 benjaminit Pb (Ag, Cu) Biz S4 hammarit Pbz Cuz Bi4 S9 galenovismutit Pb Biz S4 emplecit Cu Bi S2 aikinit Pb Cu Bi S3 Uppfinningen medger vismututbyten på upp till 90% och t.o.m. däröver, medan utlakningen av en värdemetall som koppar samtidigt inte är större än högst 2%. Järn lakas däremot ut i något högre omfattning med ett utbyte av upp till 5-6°/o. 505 255 _ 4 Som ett resultat av förbehandlingen enligt uppfinningen erhålls sålunda en produkt som i jämförelse med ingående koncentrat dels är renare vad avser Bi (och även i viss grad Sb och As) och dels i förekommande fall anrikad med avseende på värdemetall, eftersom även eventuellt närvarande järn elimineras, dock i begränsad omfattning. Det förbehandlade materialet bör sålunda ur flera synpunkter vara synnerligen attraktivt för vidare upparbetning på sitt värdemetallinnehåll.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas, dels med hänvisning till ett flytschema över en föredragen utföringsform av uppfinningen även innefattande lösnings- rening, dels till utföringsexempel visande genomförda lakningsförsök i laborato- rieskala.

Tillhörande figur är ett flytschema över vismutlakning enligt uppfinningen.

Kopparkoncentrat tas från förtjockare eller filter med aktuell vattenhalt och tillförs efter eventuellt utspädning med ytterligare vatten till en fastmassehalt av 50-70% till en första laktank. Till tanken sätts svavelsyra så att pI-l hålls vid ca 1. Dessutom värms innehållet i tanken genom yttre värmetillförsel.

En lämplig temperatur är 90°C. Innehållet i tanken överförs kontinuerligt till en andra tank kopplad i serie och vidare till en tredje och fjärde tank. Tank- storlek och uppehållstid i respektive tank väljs med hänsyn till den förutbestäm- da totala lakningstiden. Denna väljs i sin tur utifrån de utbyten som eftersträvas för gällande koncentratsammansättning. I sista tanken kan om så är lämpligt och önskvärt tillsättas S02 för utfällning av utlakad koppar. Efter avvattning och tvättning avskiljs ett anrikat och vismutrenat kopparkoncentrat till vidare upparbetning i smältverk. Laklösning med tillsatt tvättvatten delas enligt flytschemat i två delar, varvid närvarande Bi3*, Fe2"'/Fe3* i den ena delen utfälls med kalksten under lufttillförsel vid ett pH i området 3-5. Bildad fällning med vismuthydroxid, järnhydroxid och gips avskiljs efter avvattning och tvätt- ning. Kvarvarande lösning, som fortfarande kan hålla koppar som Cuzfljoner kan återföras till laksteget som vätsketillsats. Koppar kan fällas ur en bleed från denna återföringsström om så erfordras. Resten av laklösningen återförs till första laktanken som processvätska. " 505 255 Exempel: I en försökserie lakades kopparkoncentrat från Aitik, vilket huvudsakligen består av mineralen kopparkis och pyrit. Vismuthalten är 120 g/t och den före- ligger i form av flera olika mineral, nämligen de tidigare nämnda matildit, vismutglans, benjaminit, hammarit, galenovismutit, emplecit och aitkinit.

En mindre andel total Bi föreligger som elementär vismut.

Försöken genomfördes vid en pulpdensitet av omkring 45% fast material. Lak- förloppet studerades vid olika betingelser under 20 timmar. I varje försök blanda- des 500 g koncentrat och 610 ml råvatten från Aitik. pH kontrollerades konti- nuerligt under försöken och reglerades med 1-12804 alternativt NaOI-1. Provtag- ning av laklösning skedde vid 5 tidpunkter: 0.5, 1.0, 2.0, 5.0, och 24 h.

Försöksbetingelser och resultat har sammanställts i tabellen nedan: TABELL Försök pH Temperatur Bi-utbyte % Cu-utbyte % No. °C 2h Sh 24h2h Sh 24h 1 0 25 36 35 35 0,3 0,4 0,7 2 1,0 25 28 26 34 0,2 0,3 0,4 3 0 90 70 80 83 0,6 0,9 1,7 4 1,0 90 72 80 92 0,3 0,4 0,6 0,5 55 40 54 75 0,4 0,6 1,3 6 0,5 55 40 54 75 0,4 0,6 1,3 7 1,5 90 35 48 42 0,2 0,3 0,3 8 2,0 90 4 2 0 0,1 0,1 0 9 2,5 90 2 0 0 0 0 3,0 90 0 0 0 0 0 0 Optimala betingelser för vismututlakning föreligger sålunda vid pH 0-1 vid 90°C, där utbytena redan efter 2 h är så höga som ca 70%, medan samtidigt kopparutbvtena är mycket låga, ca 0,5%. Vid rumstemperatur uppnås aldrig 505 255 6 högre utbyten av Bi än ca 30%. En temperatur av 55°C höjer utbytena väsentligt.

Vid pl-l 2 eller högre erhålles i praktiken ingen utlakning av varken Bi eller Cu.

För att utröna lämplig lakningstid för aktuell typ av koncentrat utföres lämpligen liknande laboratorieförsök, dock begränsat till mest optimala betingelser vid vald laktemperatur. Det som styr behövlig lakningstid är kravet beträffande högsta kvarvarande vismuthalt i koncentrat. Det kan t.o.m. vara aktuellt och ekonomiskt fördelaktigt att sänka vismuthalten till mycket låg nivå, om detta är möjligt med hänsyn till eventuella förluster av värdemetall vid förbehand- lingen. Med andra ord kan lakningstiden bestämmas främst med hänsyn till marknadssituationen, dvs värdet av koncentrat med olika renhet med avseende på vismut. Förfarandet enligt uppfinningen kan således lätt och elegant anpassas till aktuella tekniska eller marknadsbehov även med hänsyn till malmer eller koncentrat med ytterst varierande sammansättning.

Claims (5)

10 15 20 25 505 255 PATENTKRAV

1. Förfarande för förbeliandling av sulfidmalmer eller koncentrat av sådana med för vidare upparbetning störande höga vismuthalter, för att möjliggöra eller åtminstone underlätta dess vidare upparbetning för utvinning av värdemetallinnehall, k ä n n e t e c k n a d a v att sulfidmalmen eller sulfidmalmskoncentratet under en förutbestämd tid lakas med svavelsyra under värmetillförsel vid ett pH understigande 2, varefter malmen eller koncentratet avskiljes från laklösningen i en vismutrenare och pà värdemetallsinnehåll anrikad form.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att lakningen sker inom pH~intervallet 0-1.

3. S. Förfarande enligtkrav1och2, kännetecknat av att temperaturen vid lakningen genom värmningen hålles över ca. 50°C, företrädesvis kring 90°C.

4. Förfarande enligt krav 1-3 k ä n n e t e c k n a t a v att lakningen genomförs i tva eller flera pá varandra följande lakningssteg.

5. Förfarande enligt krav 1-4, k ä n n e t e c k n a t a v att förbrukad laklösning efter avskiljning av lakrest, behandlas med kalk eller kalksten under lufttillförsel för utfällning av utlakade mängder vismut och järn som hydroxid tillsammans med gips.