SU1766994A1 - Способ переработки полиметаллического сульфидного сырь - Google Patents

Abstract

Использование: гидрометаллурги  цветных металлов, переработка бедных сульфидных руд, содержащих цветные и драгоценные металлы. Сущность: полиметаллическое сульфидное сырье, в частности шламы легкой фракции, подвергают агитационному выщелачиванию раствором серной кислоты в присутствии хлористого натри  и кислорода воздуха. При этом выщелачивающий раствор содержит серную кислоту в концентрации 200-400 г/л и дополнительно нитраты щелочных или щепоч- ноземельных металлов в количестве 50-100 г/л. Из раствора после выщелачивани  провод т выделение металлов известными способами 7 табл. С

Description

Изобретение относитс  к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке бедных сульфидных руд, содержащих цветные и драгоценные металлы, методом чанового выщелачивани .

В насто щее врем  промпродукты с низким содержанием цветных и благородных металлов не перерабатываютс  или подмешиваютс  к обогащенным концентратам , что осложн ет процесс их переработки.

Существует способ извлечени  металлов из побочных продуктов производства, содержащих Си, Pb, Zn, Fe, As, Ag и/или Cd, заключающийс  в том, что продукты выщелачивают серной кислотой в атмосфере сернистого газа при температуре более или равной 70°С

Недостатком способа  вл етс  то, что в процессе выщелачивани  используют нистый газ и повышенную температуру

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ переработки полиметаллических шламов легкой фракции ПДО Тишин- ского рудника (табл. 1) методом агитационного выщелачивани  кислыми хлоридными растворами в присутствии кислорода воздуха. Сущность метода заключаетс  в следующей. Шламы легкой фракции перемешиваютс  с водой во флотомашине при соотношении дл  получени  суспензии , котора  затем поступает в сгуститель , где происходит отмучивание барита за счет гравитационного разделени . После разделени , сгустивша с  т жела  фракци  подаетс  в агитатор, куда подаютс  также вода, хлорид натри  и серна  кислота Концентраци  серной кислоты и хлорида натри  должны поддерживатьс  на уровне 20 и 200 г/л соответственно. Происходит выщелачивание металлов в агитаторе. Затем пульпа подаетс  в сгуститель, где происходит разделение жидкой и твердой фаз. Жидка  фаз э из сгустител  подаетс  на осадительный комплекс, а тверда  часть - в агитатор дл  довыщелачивани  цинка, где разбавл етс  водой до соотношени  . Сюда же подаетс  серна  кислота дсГкон- иентрации 20 г/л. После довыщелачивани  цинка пуггьпа подаетс  в сгуститель, где отстаиваетс . Осветленный раствор поступает на осадительный комплекс, тверда  фракци  - на установку обезвоживани , а затем выводитс  в отвал. На осадительном комплексе все продукционные растворы поступают в реактор комплексного гел , куда подаетс  кальцинированна  сода или сульфид натри  до достижени  рН раствора , равного 9. При этом все металлы, наход щиес  в растворе, переход т в карбонатную или сульфидную форму и, попада  с раствором в отстойник, выпадают в осадок в виде гел . Затем предлагаетс  схема постадийного извлечени  металлов из полученного комплексного гел  с получением обогащенных концентратов индивидуальных элементов, которые передаютс  на обогатительную фабрику и добавл ютс  в сгустители одноименных концентратов.

По технологической схеме образуетс  один отход - выщелоченные шламы легкой фракции при примерном содержании свинца 0,065%. цинка 0.52%, меди 0,06% и железа 3,25 Степень извлечени  Pb, Zn, Fe, Cu по известной методике составл ет 89. 45,3, 14 и 44,5% соответственно (табл. 2).

Извлечение свинца, цинка, меди и же- ле за рассчитаны с учетом остаточного содержани  этих металлов в шламе, условно принима  концентрацию Pb, Zn. Cu и Fe в промывных водах идущих на слив, равной нулю.

Недостатком способа  вл етс  низкое коллективное извлечение цветных металлов .

Целью изобретени   вл етс  увеличение коллективного извлечени  цветных и благородных металлов при переработке полиметаллического сульфидного сырь .

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что исходный измельченный продукт обрабатывают кислым хлоридным раствором , содержащим серную кислоту в количестве 200-400 г/л и нитраты щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 50-100 г/л при комнатной температуре в

течение 24 ч в присутствии кислорода воздуха и хлорида натри .

Предлагаемый процесс растворени  сульфидов цветных металлов рассмотрен на примере растворени  PbS. Окисление PbS в сернокислой среде кислородом воздуха в присутствии хлорида натри  протекает по следующей реакции:

PbS+2O2+ 3NaCH NaPbCl3+ №2804 (1) Дл  ускорени  этого процесса при комнатной температуре необходимо введение нитрат-ионов.

При смешивании растворов серной кислоты, хлористого натри  и нитрата на- три  имеет место следующее равновесие: №МОз+ HaS04+ NaCI ЈHN03+ HCI+ NasSO

(2)

Ускорение окислени  PbS в сернокислой среде кислородом воздуха в присутст- вии хлорида натри  и нитрата натри  св зано со следующими процессами:

3PbS+8HN03+6NaCK3PbCl2+8N02+ 3Na2S04+4H20 ;(3)

3PbCl2+3NaCt- 3NaPbCl3 (4)

8NO+402- 8N02:(5)

8N02+4H20- MHN02+4HN03 . (6)

4НЫ02+202 4НМОз:(7)

Таким образом, каталитический цикл окислени  PbS повтор етс . Примеры осуществлени  предлагаемого способа.

Выщелачиванию подвергали бедные сульфидные руды состава, %: Си 0,05; Zn 0,40; Fe 1,5;-Pb 0,15. Руду измельчали до 0,5 мм- 100%.

П р и м е р 1. Навеску измельченной руды массой 50 г загружали в реактор дл  выщелачивани , заливали раствором в соотношении .1 и перемешивали мешал- кой в течение 24 ч при комнатной температуре. Состав раствора дл  выщелачивани , г/л: NaCI 120; №МОз, Са(МОз)2 100; H2S04 100, 200, 250, 400. 500.

Остаток от выщелачивани  отфильтро- вывали, промывали, промывные воды объе дин ли с раствором от выщелачивани  и определ ли содержание Pb, Cu, Zn и Fe в твердой и жидкой фазах. Данные сведены в табл. 3.

Разделение элементов из раствора коллективного выщелачивани  провод т по любым существующим методикам.

П р и м е р 2. Навеску измельченной , руды массой 50 г подвергали выщелачиванию , как в примере 1. Состав раствора дл  выщелачивани , г/л: NaCI 120; H2S04 200; NaNO 20, 50, 100, 200. Данные сведены в табл.4.

П р и м е р 3. Выщелачиванию подвергалась руда по примеру 1. Состав раствора дл  выщелачивани , г/л: хлорид натри  120; серна  кислота 200: нитрат кальци  20. 50, 100, 200. Данные сведены в табл. 5.

Анализ данных табл. 3-5 показывает, что наиболее оптимальными параметрами дл  совместного (коллективного) выщелачивани  цветных металлов например свинец, цинк, медь и железо из бедных сульфидных руд,  вл ютс  следующие: концентраци  серной кислоты 200-400 г/л, концентраци  нитратов щелочных или щелочноземельных металлов 50-100 г/л в присутствии 120 г/л NaCI.

В качестве исходного сырь  были вз ты бедные сульфидные попиметаллические руды цветных и благбродных металлов. Предлагаемый процесс растворени  драгметаллов рассмотрен на примере растворени  золота.

Азотиста  кислота, образовавша с  в процессе окислени  сульфидов цветных металлов (ур-ние 6) кислородом воздуха в сернокислой среде в присутствии нитрат- и хлорид-ионов, раствор ет золото в сол нокислой среде по реакции:

Au+3HN02+ 4HCI HAuCM+ 3NO+ ЗНаО

(8)

Образовавша с  окись азота в этой реакции реагирует с кислородом воздуха по реакции (5). а затем двуокись азота с водой по реакции (6) с образованием вновь азотистой кислоты. Таким образом каталитический цикл растворени  золота повтор етс .

Пример. Выщелачиванию подвергали сульфидную руду состава, %: Си 0,07; Zn 0,79; Fe 2,15: Pb 0.31; Ag 14.55 Аи 2,0840.

Выщелачивание проводили по описанной методике с тем же изменением интервалов по серной кислоте и нитратом щелочных и щелочноземельных металлов в присутствии 120 г/л хлорида натри . Данные сведены в табл. 6.

П р и м е р 5. Выщелачиванию подвергали сульфидную руду того же состава, что и в примере 4. Концентраци  хлористого натри  200 г/л, как в прототипе, при граничных значени х по серной кислоте 200-400 г/л и нитрату натри  50-100 г/л. Данные приведены в табл. 7.

Рассмотрим данные, помещенные в таблицах 3-5. Оптимальна  концентраци  серной кислоты в растворе выщелачивани  составл ет 200-400 г/л Этот интервал выбран по следующим соображени м. Концентраци  серной кислоты менее 200 г/л в растворе выщелачивани  приводит к увеличению извлечени  Zn. Си. но уменьшаетс  извлечение Fe и более чем в 2 раза извлечение РЬ. Так как целью изобретени   вл етс  увеличение коллективного извлечени  металлов, то целесообразно вз ть интервал по кислотности 200-400 г/л. В этом интервале происходит значительное увеличение Zn, Си, и Fe, хот  извлечение РЬ приближаетс  к прототипу или незначительно увели0 чиваетс . Дл  увеличени  коллективного извлечени  данный интервал оптимален.

Увеличение концентрации более 400 г/л нецелесообразно, так как не увеличиваетс  коллективное извлечение метзл5 лов.

Рассмотрим вли ние концентрации нитратов щелочных - щелочноземельных металлов на коллективное извлечение цветных металлов и железа. Концентраци 

0 NaNOa Са(МОз)2 менее 50 г/л приводит к увеличению извлечени  Zn, Си, Fe, но извлечение РЬ ниже, чем в прототипе, а увеличение концентрации NaNOa, Ca(N03)2J более 100 г/л не приводит к увеличению извлече5 ни  Zn, Cu, Fe, а дл  РЬ даже ниже, чем в интервале концентраций ЫаМОз, Са(МОз)2. равном 50-100 г/л. Поэтому дл  увеличени  коллективного извлечени  цветных металлов и железа, нецелесообразно опериро0 вать концентраци ми NaN03, Са(МОз)2 в интервале 50-100 г/л.

Рассмотрим данные, помещенные в

табл. 6. При концентрации (МОз)2

. менее 50 г/л происходит увеличение извле5 чени  Zn. Cu и Fe, но извлечение РЬ ниже, чем в прототипе. При этом извлекаетс  Ад и не извлекаетс  Аи. При концентрации NaNOa. Са(МОз)2 более 100 г/л не происходит значительных изменений в количествен0 ном извлечении металлов. Следовательно, оптимальным интервалом концентраций NaNOa, Са(МОзЫ  вл етс  50-100 г/л.

Интервал концентраций по серной кислоте вз т 200-400 г/л. Если концентраци 

5 НаЗОз менее 200 г/л, то извлечение РЬ и Fe ниже, чем в прототипе, при этом Аи не извлекаетс , а Ад извлекаетс  незначительно. Концентрацию НзЗОз более 400 г/л брать нецелесообразно, так как не происходит

0 увеличени  коллективного извлечени  металлов .

Из данных табл. 7 видно, что увеличение концентрации NaCI (до уровн  прототипа ) 200 г/л приграничных значени х по

5 серной кислоте 200-4000 г/л и нитрату щелочного металла 50-100 г/л не приводит к значительному увеличению коллективного извлечени  металлов, а потому брать концентрацию NaCI равной 200 г/л, нецелесообразно .

Таким образом, предлагаемый способ переработки дает хорошие результаты по выщелачиванию как бедных полиметаллических сульфидных руд цветных металлов, так и аналогичных руд, содержащих такие драгметаллы, как золото и серебро.

Использование предлагаемого способа позвол ет перерабатывать бедные сульфид- ные руды, повышать извлечение свинца, цинка, меди и железа и дополнительно выщелачивать золото и серебро. Кроме того, метод не требует сложного оборудовани ,

Исходный химический состав шлаиов ЦДО, содержание, (прототип)

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ переработки полиметаллического сульфидного сырь , включающий агитационное выщелачивание раствором серной кислоты в присутствии хлористого натри  и кислорода воздуха и последующее выделение металлов из раствора, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  коллективного извлечени  цветных и благородных металлов, выщелачивание провод т раствором, содержащим серную кислоту в количестве 200-400 г/л и дополнительно нитраты щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 50-100 г/л,

   Таблица 1

   Таблица

   Прототип