Способ переработки полиметаллического сульфидного сырья

 

Использование: гидрометаллургия 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 натрия и кислорода воздуха. При этом выщелачивающий раствор содержит серную кислоту в концентрации 200-400 г/л и дополнительно нитраты щелочных или щепочноземельных металлов в количестве 50-100 г/л. Из раствора после выщелачивания проводят выделение металлов известными способами 7 табл. С

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ЙЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845488/02 (22) 29.05.90 (46) 07.10.92. Бюл. N 37 (71) Государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт гидрометаллургии цветных металлов и

Институт неорганической химии СО AH

СССР (72) P. И. Новоселов, Л. Н. Кузнецов, Л. К, . Чучалин и E. 8. Макотченко (56) Заявка Японии N. 61-54095, кл. С 22 8

3/00, 1985.

Заключительный отчет СКТМИ "Опытно-промышленные испытания подземного выщелачивзния свинца и цинка из забалансовых руд и кучное выщелачивание из эфилей" N гос. регистрации 0183002624. Рук. 8, К. Келин

Изобретение. относится к гидрометаллургии цветйых металлов и может быть использовано при переработке бедных сульфидных руд, Содержащих цветные и драгоценные металлы, методом чанового выщелачивания.

8 настоящее время промпродукты с низким содержанием цветных и благородных металлов не перерабатываются или подмешиваются к обогащенным концентратам, что осложняет процесс их переработки, Существует способ извлечения металлов из побочных продуктов производства, содержащих Си, Pb, Zn, Fe, As, Ад и/или Cd, заключающийся в том, что продукты выщелачивают серной кислотой в атмосфере сернистого газа при температуре более или равной 70 С.. Ж„„17бб994 А1

2 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕТАЛ-: .

ЛИЧЕСКОГО СУЛЬФИДНОГО СЫРЬЯ (57) Использование: гидрометаллургия цветных металлов, переработка бедных. сульфидных руд; содержащих цветные tn драгоценные металлы. Сущность: полйметаллическое сульфидное сырье. s частноСти шламы легкой фракции, подвергают агитационному выщелачиванйю раствором серной кислоты в првсутствии хлористого натрия и кислород воздуха. При этом выщелачивающий раствор содержит серную кислоту в койцентрации 200-40Î г/л и допблнительно нитратьг щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 50- 100

r/n. Из раствора после выщелачивания проводят выделение-металлов йзвестнь1ми способами, 7 табл. аюй

-М

Недостатком способа является то, что в процессе выщелачивания используют сер-="- - " "" нистый газ и повышенную температуру, О

" Наиболее близким к предлагаемому Q является спбсоб переработки полиметалли- фь ческих шламов легкой фракции ПДО Тишинского рудника (табл. 1) методом агитационного выщелачивания кислымй хлоридными растворами в присутствии кислорода воздуха. Сущность метода заключается в следующем; Шламы легкой фракции перемешиваются с водой во флотомашине при соотношении Т:Ж=5 для получения суспензии, которая затем поступает в сгуститель, где происходит отмучивание барита за счет гравитацйойного -разделейия, После разделения, сгустившаяся тяжелая фракция подается в агитатор, куда подаются также вода. хлорид натрия и серная кислота, Кон1766994

20

45

50 центрация серной кислоты и хлорида натрия должны поддерживаться на уровне 20 и 200 г/л соответственно. Происходит выщелачивание металлов в агитаторе. Затем пульпа подается в сгуститель, где происхо- 5 дит разделение жидкой и твердой фаз. Жидкая фаза из сгустителя подается на осадительный комплекс, а твердая часть — в агитатор для довыщелэчивания цинка, где разбавляется водой до соотношения Т:Ж=5.

Сюда же подается серная кислота до концентрации 20 г/и, После довыщелачивания цинка пульпа подается в сгуститель, где отстаивается. Осветленный раствор поступает на осадительный комплекс, твердая фракция — на установку обезвоживания, а затем выводится в отвал; На осадительном комплексе все продукционные растворы поступают в реактор комплексного геля, куда подается кальцинированная сода или сульфид натрия до достижения рН раствора, равного 9. При этом все металлы, находящиеся в растворе, переходя в карбонатную или сульфидную форму и, попадая с раствором в отстойник. выпадают в 25 осадок в виде геля. Затем предлагается схема постадийного извлечения металлов из полученного комплексного геля с получением обогащенных концентратов индивидуальных элементов, которые передаются на обогатительную фабрику и добавляются в сгустители одноименных концентратов.

По технологйческой схеме образуется

" " одйн отход — выщелоченные шлэмы легкой фракции при примерном содержании свинца 0,065%..цинка 0.52% меди 0.06% и железа 3,25. Степень извлечения Pb, Zn, Fe. Cu по известной методике составляет 89. 45.3, 14 и 44,5% соответственно (табл. 2).

Извлечение свинца, цинка, меди и же леза рассчитаны с учетом остаточного содержанйя этих металлов в шламе, условно принимая концентрацию Pb, Zn, Cu u Fe a промывных водах идущих на слив. равной нулю, Недостатком способа является нйзкое коллективное извлечение цветных металлов.

Целью изобретения является увеличение коллективного извлечения цветных и благородных металлов при переработке полиметаллического сульфидного сырья.

Поставленная цель достигается за счет того. что исходный измельченный продукт обрабатывают кислым хлоридным раство- 55 ром, 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 натрия.

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

PbS+20z+ ЗЛО-- йаРЬС1з+ Маг504 (1)

Для. ускорения этого процесса при комнатной температуре необходимо введение нитрат-ионов.

При смешивании растворов серной кислоты, хлористого натрия и нитрата натрия имеет место следующее равновесие: йаМОз+ Нг504+ йаОНМОз+ HO+ NazS04 (2)

Ускорение окисления PbS в сернокислой среде кислородом воздуха в присутствии хлорида натрия и нитрата натрия связано со следующими процессами:

3P Ь S+8 Нй Оз+61ча CI3Pb CIz+8NOz+

3 NazS04+ 4НгО; (3)

ЗРЬОг+ ЗйаС1- ЗйаРЬОз: (4)

8ИО+40г- 8ЙОг: (5)

8N0z+4Hz0 4HNOz+ 4НМОз: (6)

4HN0z+ 20г- 4НИОз; (7)

Таким образом, каталитический цикл окисления PbS повторяется..

Примеры осуществления предлагаемого способа.

8ыщелачиванию подвергали бедные сульфидные руды состава, %: Cu 0,05; Zn

0,40; Fe 1,5; РЬ 0,15. Руду измельчали до 0,5 мм — 100%.

Пример 1. Навеску измельченной руды массой 50 г загружали в реактор для выщелачивания, заливали раствором в соотношении Ж:Т=З:1 и перемешивали мешалкой в течение 24 ч при комнатной температуре. Состав раствора для выщелачивания, г/л: NaCI 120; МаМОз, (Сэ(ИОз)г)

100; HzSO< 100, 200, 250, 400, 500, Остаток от выщелачивания отфильтро- . вывали, промывали, промывные воды объединяли с раствором от выщелачивания и определяли содержание РЬ, Cu. Zn u Fe в твердой и жидкой фазах. Данные сведены в табл, 3.

Разделение элементов из раствора коллективного выщелачивания проводят по любым существующим методикам.

Пример 2. Навеску измельченной руды массой 50 г подвергали выщелачиванию, как в примере 1. Состав раствора для выщелачивания, г/л: йаО 120; HzS04 200;

NaNOz 20, 50, 100, 200. Данные сведены в табл, 4.

1766994

Пример 3, Выщелачиванию подвер- чению извлечения Zn, Cu. но уменьшается галась руда по примеру 1. Состав раствора извлечение Fe и более чем в 2 раза извлечедля выщелачивания. г/л: хлорид натрия 120; ние Pb. Так как целью изобретения являетсерная кислота 200; нитрат кальция 20. 50, ся увеличение коллективного извлечения

100, 200. Данные сведены в табл. 5. 5 металлов, то целесообразно взять интервал

Анализ данных табл. 3 — 5 показывает, по кислотности 200 — 400 г/л. В этом интерчто наиболее оптимальными параметрами вале происходит значительное увеличение для совместного(коллективного) выщелачи- Zn, Cu, и Fe, хотя извлечение РЬ приближавания цветных металлов например свинец, ется к прототипу или незначительно увелицинк. медь и железо из бедных сульфидных 1О чивается. Для увеличения коллективного руд, являются следующие: концентрация извлечения данный интервал оптимален. серной кислоты 200 — 400 г/л, концентрация увеличение концентрации Н250 более нитратов щелочных или щелочноземельных 400 г/л нецелесообразно, так как не увелиметаллов 50-100 г/л в присутствии 120 г/л чивается коллективное извлечение металNaCI. 15 лов.

В качествеисходногосырья были взяты Рассмотрим влияние концентрации бедные сульфидные полиметаллические ру- . нитратов щелочных — щелочноземельных ды цветных и благородных металлов. Пред- металлов на коллективное извлечение цветлагаемый процесс растворения ных металлов и железа. Концентрация драгметаллов рассмотрен на примере рас- 20 КаМОз (Ca(NOz)z) менее 50 г/л приводит к творения золота, увеличению извлечения Zn, Cu, Fe, но извле Азотистая кислота, образовавшаяся в чейие РЬ ниже, чем в прототипе, а увеличепроцессе окисления сульфидов цветных ме- ние концентрации ЙайОз, (Са(ИОз12) более таллов (ур-ние 6) кислородом воздуха в сер- 100 г/л не приводит к увеличению извлеченокислой среде в присутствии нитрат- и 25 ния Zn, Cu, Fe, а для Pb даже ниже. чем в хлорид-ионов, растворяет золото в соляно- интервале концентраций КаИОз, (Ca(MOg)z). кислой среде по реакции: рацном 50 — 100 г/л. Поэтому для увеличения

Ац+ЗНМ02+ 4HCI HAuClp+ ЗИО+ ЗН20 коллективного извлечения цветных металлов и железа. нецелесообразно опериро(8) 30 вать концентрациями МайОз, (Са(КОз)2) в

Образовавшаяся окись азота в этой ре- интервале 50 — 100 г/л, акции реагирует с кислородом воздуха по Рассмотрим данные. помещенные в реакции (5), а затем двуокись азота с водой табл. 6. При концентрации йайОз(Са(МОз) ) по реакции (6) с образованием вновь азоти -, менее 50 г/л происходит увеличение извлестой кислоты, Таким образом каталитиче- 35 чения Zn. Cu и Fe, но извлечение Pb ниже. ский цикл растворения золота повторяется. чем в прототипе. При этом извлекается Ag u

Пример 4. Выщелачиванию подвер- не извлекается Аи, При концентрации гали сульфидную руду состава, %: Cu 0,07; йаМОз, (Са(МОз)2) более 100 г/л не npoucxoZn 0,79; Fe 2,15; Pb 0.31; Ag 14,55 ° 10; Аи дйтэйачительных изменений в количествен-4

2,08 10, 40 ном извлечении металлов, Следовательно, Выщелачивание проводили по описан- оптимальным интервалом "концентраций ной методике с тем же изменением интер- . ЙайОз, (Са(ИОзЦ является 50 — 100 г/л, валов по серной кислоте и нитратом Интервал концентраций по серной кисщелочных и щелочноземельных металлов в лоте взят 200-400 г/л. Если концентрация присутствии 120 г/л хлорида натрия, Дан- 45. HzS04 менее 200 г/л, то извлечение Pb u Fe ные сведены в табл, 6. ниже, чем в прототипе, при этом Аи не изПример 5. Выщелачиванию подвер- влекается. à Ag извлекается незначительно. гали сульфидную руду того же состава, что Концентрацию HzS04 более 400 г/л брать и в примере 4, Концентрация хлористого нецелесообразно, так как не происходит натрия200г/л, как в прототипе, при гранич- 50 увеличения коллективного извлечения меных значениях по серной кислоте 200 — 400 таллов. г/л и нитрату натрия 50-100 г/л. Данные Из данных табл. 7 видно, что увеличеприведены в табл. 7. ние концентрации ИаО (до уровня прототиРассмотрим данные, помещенные в па) 200 г/л приграничных значениях по таблицах 3 — 5. Оптимальная концентрация 55 серной кислоте 200 — 4000 г/л и нитрату щесерной кислоты в растворе выщелачивания лочного металла 50-100 г/л не приводит к составляет 200-400 г/л. Этот интервал вы- значительному увеличению коллективного бран по следующим соображениям. Кон- извлечения металлов, а потому брать концентрация серной кислоты менее 200 г/л в центрацию NaCI равной 200 г/л, нецелесорастворе выщелачивания приводит к увели- образно.

1Т66994

»

Исходный химический состав а>ланов ЦДО> содержание, Ъ (прототип) Таблица l

"» " . "> 1

Zn Pb Cu Fe Са (ИО РЬ$04 (РЬСОт ) ЕпБОт ЕпСОт

> (C>0» | (Б

Си SO4

Следи

Си

4,77

0,86 о 4г о 10 3 78 г 46 3,99 Î 017 0,21 О 0009 0 18

РЬ РЬ. . Еп Еп

О,О1 О, ГВ о,оо04 о,о9

0,016

Си

o,оо8

««»»«>

Таблица 2

Прототип

»» »««» «»»

Суммарное содержание в вламе, Е элементов

Остаток в алане после ВВ14айлачивания 4

»«»» о,o65

Извлечение, 89,0

45,3

14,о

44,5

Pb 0,42+0,01+0,16 «0,59

Zn 0,86+0,0004+0,09 «0>95

Fe 3>78 си о, io + o,oo8 - о,lo8

0,52

3>25 а,о6

Таблица3

Ъ| после выцелачиеания>Е

I .... I...

l" т".:;:.:

82 4 86,7

82,6 84,6

83,1 84,6

N Конц. Содержание а кеке п/п Н ОО„ г/л Pb ) Zn

Еп

Си

0,022

О,oo9

o,оо9

0,005 о,ооВ

1 1.00 "0,092

2 200 0,020

3 250 . 0,019

4 400 0,012

5 500 0,013

По про тотипу о,ги

O,огг

0,023

0,024

0,026

38,4 47,1

86,8 94,5

87 1 94 2

91,5 94,1

91,4 93,5

1>332

0,241

0,200 о,231

0,231

89,0 45,3 44,5 14

Са(80 ) Т а б л и ц а 4

«

Содержание а кеке после аыцелачивания, Извлечение в раствор, 8

Н Кон ц. и/n NaNO0 г/л

1 20

2 50 100

4 2ОО

Ilo прототипу

71,3

9o,о

88,0

76,0. о,о43

0,015 о,o18 о,о36 о, 014 о,oo5

O, lO а,olo

31,4

82,1

84,о

82,5

61,2 72,0

88,5 . 82,1

93,7 80,0

94,5 80,2

0,155

0,046

0,025

Î,022

1,03

0,27

0,ã4 о,26

45,3

44,5 14

89,0

Таким образом, предлагаемый способ переработки дает хорошие результаты по выщелачиванию как бедных полиметаллических сульфидных руд цветных металлов, .так и аналогичных руд, содержащих такие 5 драгметаллы, как золото и серебро.

Использование предлагаемого способа позволяет перерабатывать бедные сульфид- 30 ные руды, повышать извлечение свинца, цинка, меди и железа и дополнительно выщелачивать золото и серебро. Кроме того, метод не требует сложного оборудования;

Формула изобретения

Способ переработки полиметаллического сульфидного сырья. включающий агитационное выщелачивание раствором серной кислоты в присутствии хлористого натрия и кислорода воздуха и последующее выделение металлов из раствора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения коллективного извлечения цветных и благородных металлов, выщелачивание проводят раствором; содержащим серную кислоту в количестве 200-400 г/л и дополнительно нитраты щелочных или щелочноземельных металлов в количестве 50-300 r/ë.

1766994 таблиц»5 после э>>цепэкнээнил> t цээлеиэииэ ° рэотеор> 2 т Ц - " -т--- -Ц------Си Po Pb..J г» J Cu j PO

«

0,016 1,38 62 ° 0 57,5 68,0 8 0

0,013 0,98 73 ° 3 62,5 74>0 3!>,7

0,09 0,24 86,8 94>5 82,1 83,9

0 10 0 25 87,3 94>2 80 0 83,9

89,0 45 ° 3 44,5 14

КОНЦ. С»ДЕРК»НИЦ ° КЕКа

Са (ИО!)Э, n/л Pb I 2n

26 О ° 057

50 0,040

100 0,020

200 0,019

По прототипу

О ° 170

0 150

0>022

О, 023

« таблица6 в

ХОНЦЕНтрацип>Ã/n Сояер»ЭНИЭ Ц Нека »ОСЛЕ эъафалэчиеаиил

Иээпеиэниэ ° рэстэор, t и/п иаво! Ф 8 10 РЪ 2»

Cu Po Au ЬВ

ЦЭ ВОЛ

«Э « са(вот)г

Извлечение в раствор, е

РЬ ZII Аи в таблица 7

> в цеке после еэщелачивания

Содеряание

В«вввввв«в«вв«

8 1о

° в в

) Au (А8 в в В«в!!a 803

Cu Fe (Fe

Pb в

ZII Cu

«в

93,4 вв

82,9 85,1 92,3

84,9 84,2 90>о

94 9

94,2

0>40 8 040 о,о12 о,32 8; 16 7,4о 87,1

0,029 0,046 0,011 о>34 0,19 2,58 90>6

400

82,3 в

Составитель P.Íîeîñåëîe

Техред М.Моргентал Корректор C.Ïàòðóøåâà

Редактор

Заказ 3524 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1 20

2 50

3 100

4 200

5 100

6 ° 106

7 100

8 100

Прототип

406 S00

0,092

0,630

0,040

0,077

0,19

0 656

6,030

0,031

0,31

0,089

О, 04!

0,043

9,42

0,044

0,044

0,045

0>02

0,012

О, 012

О, 014

6,03

0,012

О, 613

0,04

1;46

0,40

0 35

0,38

1,92

О, 30

0,33

0,33

2>08

0>22

0,21

0,15

2,68

0, l8

0,20

9,19

10,13

3 38

2,50

2,49

12 ° 77

1,42

2,56

2 ° 40

70,3 60 ° 8

90,4 88,7

87,1 94,8

75,2 94,6

38,8 46,8

83.9 94,5

90,4 94,4

90,1 93,2

89,0 45,3

71>4 32 °

82,9 81,4

82,9 83,7

80,0 82,3

57,2 10,7

82,9 86,!

82,9 84,7.

84,0 84,7

44,5 14,0

О 30>4

89 4 76.8

89,9 82,8

92,8 82,9

О 12,2

91,3 90,2 . 90,4. 82,4

90,5 62,5