Способ переработки серноколчеданного полиметаллического сырья и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки серноколчеданных полиметаллических руд, а также флотационных концентратов. Цель изобретения - повышение комплексности использования сырья и упрощение процесса переработки. Вначале проводят обжиг со скоростью нагрева 30-35°С в минуту от 22 до 900°С, затем - со скоростью 2,8-3,7°С в минуту до 1050- 1100°С в среде газов, не содержащих свободный кислород, после чего проводят обжиг со снижением температуры до 650-600 С в воздушной среде, причем для осуществления процесса используют смесь горячих отходящих газов последующего окислительного обжига и сжиганием части серных возгонов с недостатком кислорода на 5i6%, после отделения от них сульфидов металлов. 2 с.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл. а 8 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И>

А1 (51) С 22 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторском свидктяльствм

Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4625581/02 (22) 09.11.88 (46) 23.02.91. Бюл. Ф 7 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч.Ильдрыма (7.2) А.И.Исмаилов, А,А,Саламов и P.Â,Исламов (53) 669.046.4! (088.8) (56) Грейвер Н ° С. и др. Основы металлургии. — М,: Металлургиздат, т. Т, ч.2, 1961, с. 63, 69-72.

Патент США 9 3346364, кл. 75-6 °

Металлургия, 1968, Ф 10. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРНОКОЛЧЕДАННОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЫРЬЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для переработки серноколчеданных

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использо-. вано для переработки серноколчеданных полиметаллических руд, а также флотационных концентратов.

Цель изобретения — повышение комплексности использования сырья и упрощение процесса переработки.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа.

Способ осуществляется на уст- . ройстве (фиг.1), которое состоит из электронагреваемого вращающегося барабана 1 с бункером 2, разгрузочный конец которого открывается на шахту

3. Диаметр барабана к разгрузочному борту расширяется в 2,0-2,5 раза, 2 полиметаллических руд, а также флотационных концентратов, Цель изобретения — повышение комплексности .использования сырья и упрощение процесса переработки. Вначале проводят обжиг со скоростью нагрева 30-35 С в минуту от 22 до 900 С, затем — со скоростью 2,8-3,7 С в минуту до 10501100 С в среде газов, не содержащих свободный кис. род, после чего проводят обжиг со снижением температуо ры до 650-600 С в воздушной среде, причем для осуществления процесса используют смесь горячих отходящих газов последующего окислительного обжига и сжиганием части серных возгонов с недостатком кислорода на

5+6X после отделения от них сульфидов металлов. 2 с.п, ф-лы, 3 э.п. ф-лы, 1 ил,, 1 табл. начиная с геометрической середины 4 барабана. Рерхняя часть шахты имеет форсунку 5, приспособленную для подачи и сжигания газообразной, жидкой или твердой серы. Подача воздуха для окисления осуществляется через фурму 6, а печные газы и серосульфидные возгоны отводятся через трубопровод 7, Последний другим концом соединен с конденсатором 8. Конденсат возгонов по мере накопления сливается в испаритель 9 через сифон 10, Свободное пространство испарителя через трубопровод 11 сообщается с форсункой 5 для сжигания серы. Подача руды в барабан осуществляется через питатель 24. Питатель 12 служит для

1629333

55 дозировки и выгрузки обожженого огарка из шахты. Трубопровод 13 с венти лями 14 и 19 служит для подачи избытка серы к другим потребителям. Пер5 форированный отсек 15 служит для непрерывного отделения мелочи из рудной массы перед поступлением в шахтную часть печи. Остаток серосульфидных возгонов извлекается с дна испарителя по мере накопления через трубопровод, 16. Отходящие газы обжига, содержащие большую концентрацию сернистого ангидрида, отводятся через трубопровод 17 на сернокислотное toe производство или на получение элементарной серы.

Способ осуществляется следующим образом.

Окускованное серноколчеданное 20 полиметаллическое сырье (куски руды. гранулы, брикеты), с влажностью не более 0,5-1 загружается в бункер

2 вращающегося барабана 1 ° По мере вращения барабана рудная масса посту- 25 пает в барабан, заполняя его примерно на 25-40 . Далее зажигается форсунка 5, куда из испарителя 9 поступает сера и технический кислород из баллонов. Шахта 3 печи заранее за- 30 полняется полуобожженным материалом, нагретым при помощи нагревателей 2123 до 550-600 С. По достижении тем" пературы в.барабане порядка 300400 С из фурмы 6 подается воздух для окисления сульфидов. Скорость подачи воздуха регулируется таким образом, чтобы температура обжига в средней зоне шахты не превышала 900 С. После о регулировки работы, шахтной эоны 40 осуществляется регулировка подачи серы и кислорода. Технический кислород на сжигание серы подается через фурму 18, причем на 15-16 меньше, чем необходимо по реакции 45 в+о - Во

Это необходимо для предупреждения отрицательного влияния на возгонку легколетучих сульфидов возможного присутствия в обжиговых газах, посту- 50 пающих из шахты, структурно-свобод" ного кислорода. Таким образом, достигается нейтральная газовая среда для процесса серосульфидовозгоночного обжига. Вследствие горения чистой серы при помощи форсунки 5 в среде технического кислорода концентрация сернистого ангидрида в отходящих обжиговых газах повышается более

20% (в зависимости от количества сжигаемой серы). Повышается также температура газов до 1050-1100 С.

Возможно подача также твердой пылеобразной серы непосредственно на поверхность слоя горячей рудной массы (этот прием более целесообразен).

Под действием температуры смеси отходящих газов обжига нагревательных элементов и продуктов сгорания элементарной серы рудная масса, находящаяся в барабане, нагревается и начинается сначала отгонка пиритной серы (в начале барабана) по реакции

FeS< FeS + S (точнее Р Ре$ -> Ге 1, S + 10Я. „); а затем и возгонка сульфидов мышьяка, свинца, кадмия и др. (в основном, в расширенной части барабана). Далее осуществляется регулировка температуры в барабане таким образом, чтобы в начале барабана. скорость нагрева рудной массы не превышала 30 "

35 С/мин., а после геометрической середины барабана 4 не превышала

2,8-3,7 С/мин. Эти условия являются обязательными для предотвращения спекания и слипания легкоплавкой рудной (в частности, серноколчеданной полиметаллической руды ) массы по всей длине вращающегося барабана. При достижении этих условий степень отгонки легколетучих сульфидов достигает 92-99 а отгонка серы составляет 20-31 от массы руды (при содержании серы в рудной массе 41-43 ).

Уменьшение скорости нагрева руд" ной массы в конце барабана достигается путем расширения барабана, начиная с геометрической середины 4.

Таким образом, путем конструктивных изменений в объеме барабана 1 создаются разные температурные условия, вследствие чего предотвращается размягчение спекания и спекание рудной массы в интервале температур от 22 до 1100 С.

Пример 1. Проводят обжиг легкоплавкой серноколчеданной поли" металлической руды согласно предлагаемому способу на укрупненной лабораторной установке предлагаемой конструкции. В качестве объекта исследований используют технологические пробы труднообогатимых серноколчеданных — полиметаллических руд содержащих, : Pe 40,1; сера 42,1;

Си 0,59; Pb 1,73; Zn 4,04; As 0,44.

5 162

Пробы руды в незначительных количествах содержат также другие цветные, редкие и рассеянные элементы, Содержание пиритной серы составляет в среднем 19,9 .

Обжигу подвергают дробленую руду со средними размерами частиц 3:10 мм.

Исходная руда содержит 0,34-0,87 . влаги. Скорость нагрева рудной массы в начале барабана составляет 32—

34 /мин. (у самого торца барабана

6 температура руды составляет .27 С, а в области начала расширения барабана 830-870 С). Скорость нагрева рудной массы во втором участке бара" бана составляет .3 С/мин (в области о начала расширения барабана 830-870 С, а в конце барабана л 1050 С) . Темпео ратура средней части шахты окислительного обжига 820-905 С.

В указанных условиях легкоплавкая серноколчеданная-полиметаллическая руда обжигается без плавления и спекания рудной массы. Выход серосульфидных воэгонов составляет 24,45 .. Степень извлечения РЪ, Cd, As и др, 92-99Х.

Полученный огарок содержит 0,711,24Х остаточной серы и пригоден для дальнейшей переработки известными методами (хлоридовоэгоночный метод или выщелачивание растворами аммиака)

Содержание сернистого ангидрида в отходящих газах колебалась — 19-26Х.

Пример 2. Все условия обжига в пределах условий примера. Изменяют только скорость нагрева, увеличив ее в начале барабана до 38о

40, С/мин, а на втором этапе до

4, О С/мин. Замечено незначительное оплавление огарка и соединение частиц руды в целые агрегаты, Выход возгонов составляет 24>15 . Степень отгонки составляет 93,7 .

Пример 3. Все условия обжига в пределах условий примера 1. Изменяют только скорость нагрева, уменьшив ее в начале вращающегося барабана менее

30 С/мин. (22-25 С/мин), в конце барабана менее 2,7 С/мин (-2,4 С/мин).

Снижается интенсивность серосульфидовозгонки, Выход серосульфидных возгонок понижается до 22,1Х, а степень извлечения свинца — до 89-90Х, Пример 4. Все условия обжига как в примере 1. Понижают только температуру окислительного обжига таким образом, чтобы в средней части шахты

9333 6

55 она не превышала 660-700ОС. B результате падает как температура серосульфидовозгоночного обжига, так и интенсивность окисления, Огарок содержит до 6,3 серы (преимущественно в сульфатном виде).

Пример 5. Все условия обжига как в примере 1. Изменяют только вид горючего для повышения температуры обжиговых газов, заменив серу на природный газ. Ухудшается условие конденсации серосульфидных возгонов, хотя степень извлечения свинца и др. легколетучих сульфидов превышает 9698 . Результаты экспериментов приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить комплексность использования серноколчеданного полиметаллического сырья, а также повью сить степень извлечения ценных компонентов сырья. Это достигается путем наиболее полного выделения Pb, Cd u др. легколетучих сульфидов в отдельный продукт в первом же металлургическом процессе. При традиционной схеме переработки серноколчеданных полиметаллических видов сырья эти сульфиды размазываются по отдельным продуктам обогащения (большинство из редких и рассеянных элементов теряется с хвостами обогащения), а извлекаются только из тех продуктов, где их содержание наибольшее, Например, при обогатительном переделе извлечение свинца в свинцовый концеИтрат составляет 70-75, А по предлагаемому способу степень извлечения легколетучих сульфидов (в том числе и свинца) достигает 99 . В процессе серосульфидовозгоночного обжига содержание редких и рассеянных элемен- тов, таких как As, Sb, Bi, Sn, Ge, Hg и др. в свинцовом продукте увеличивается в несколько десятков раз в зависимости от исходных содержаний в рудной массе, Кроме того, упрощается процессс передела рудной массы и удается исключить из схемы трудоемкий и сложный обогатительный передел. Известная схема переработки серноколчеданных полиметаллических видов сырья осуществляется па схеме: кратное дробление руды, тонкое измельчение, флотационное обогащение с получением медного, свинцового цинкового концентратов и пиритных хвостов, переработка отдельных концент1629333 ратов путем обжига и плавки или путем обжига и гидрометаллургических процессов, а также путем только обжига (пиритный концентрат). Согласно пред5 лагаемому способу переработка осуществляется по схеме: дробление, грануляция мелкой фракции (грануляция части сырья), серосульфидовозгоночный обжиг кусков и гранул с получением 10 элементарной серы, свинцового концентрата, концентрированных SO< содержащих газов и обожженого материала. Очищенная от многих элементов рудная ,масса может быть успешно переработана путем известного хлоридовозгоночного обжига и восстановления окислов железа с получением хлоридных возгонов и металлизированного продукта для электроплавки или путем амми- Zp ачного выщелачивания и восстановления окислов железа.

Формула изобретения

1. Способ переработки серноколчеданного полиметаллического сырья, включающий его дробление и обжиг, о т.л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения комплексности ис- 3р пользования сырья и упрощения процесса переработки, вначале проводят о обжиг в интервале температур 22-900 С со скоростью нагрева 30-35 С в 1 мин, затем нагревают массу до 1050-1100 С 35 со скоростью нагрева 2,8-3,7 С в

1 мин в среде газов, не содержащих свободный кислород, после чего проводят обжиг со снижением температуры до 650-600 С в воздушной среде.

40.2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения объема обжиговых газов и повышения концентрации в них сернистого ангидрида, необходимую температуру и газовую среду в процессе возгонки серы и сульфидов создают смесью горячих отходящих газов последующего окислительного обжига и сжиганием ч асти се рных во з гонов .

3. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предупреждения проскока кислорода в зону возгонки сульфидов, сжигание серных возгонов осуществляют с коэффициентом недостатка кислорода на 15-16 .

4. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью исключения потерь легколетучих сульфидов, сжигание серных возгонов осуществляют после предварительного выделения из них сульфидов металлов, 5. Устройство для переработки серноколчеданного полиметаллического сырья, содержащее шахту, фурму для подачи окислителя, загрузочное и разгрузочное окна, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения комплексности испольвования сырья, сульфидовоэгоночная часть устройства выполнена в виде вращающегося барабана, разгрузочный торец которого выполнен с возможностью открытия в шахту окислительной эоны, I а крышка шахтной печи снабжена форсункой, причем диаметр конечной части вращающегося барабана в 2-2,5 раза больше диаметра его геометрической середины.

1629333

О с

ОсчО

СЧ

34 О сЧ

СЧ СЧ с

О Ос О. сЧ «СЧ» а со с

СЧ с 1 с 4 СЧ ф! съ сО

Ch ф о о

P о.Ф

1 C 1 о ссЪ О

OI

Ф

Ф 44 сЧ

С 4 С4 СЧ вЂ” а — ОО О

СЧ Сс-О Cl

С4 С4 С4 СЧ

Т

СЧ

Ф

О

С4 а л . с

l .О Ф сч сч ф С ССЛфСО Ol . фМ

О 4 Ф Ф Ф Ф Ф

С 1 4

Э о а сч

Э с ф Ссс

Ос

C OI

О со

OI

OI Ос ф g ф Ос .с ф gOI

Ос СЧ ICl ОС .О

l l o oI Oc l 1 1 Ос l

О

444

Ch Ос

5L

С4 4l 3

С 4 О

ОО ZФ

° O e Ф 44 О 40ф I оооо

ООО О

Ol C CO OI

А666

CO O ф ф л

СР

CI

С4 ь

СЧ

СС ССО О ф О Чс О о ооо

7 777 оо сс есч О о о о

77<

Л h CP W

С 4 СЧ СЧ СЧ С 4 CC ллл сч сч сч

W a4 О

Ф CII C4 С Ъ о

C ф СсС

1 офо сс сч с1

1 1 1

1 llew

СО

Ф

l ф с \

«й

СсС

1 сч

ЮЪ . х

Ф

l O 4.

Ф

Й Ф

4l g 44 l ОО44

0I

О СО

Ф о

X Ф а о

Ф Х Ф

Х Ф Ф Ф

4 ювха х Ф v o

44 К Э Х

Ф и х и

ИOOIО х

Э

Э а 44

C:O>

O E»C о

1629333

Составитель В,Кагерманьян

Редактор Н.Яцола Техред H.яндык Корректор Т Малец

Заказ 411 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Госуда ственного к уд р ого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент" У

r. жгород, ул. Гагарина, 101