Способ выщелачивания свинцового концентрата

 

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов, а именно к кислотному выщелачиванию соединений металлов из сульфидных концентратов. Выщелачивание свинцового концентрата осуществляют путем обработки его раствором серной кислоты в присутствии диоксида свинца, взятого с 5 - 10%-ным избытком от теоретически необходимого на разложение сульфидов цинка, меди и железа.

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов, а именно к кислотному выщелачиванию соединений металлов из сульфидных концентратов.

Известны многочисленные способы обесцинкования (равно и отделение других сульфидов) свинцовых концентратов методом флотации [Конев В. А. Флотация сульфидов, М. : Недра, 1985, 262 с; авт. св. 129573, кл. В 03 D 01/02, 1959].

Однако этот метод не всегда обеспечивает возможность получения свинцовых концентратов с содержанием цинка не более нескольких десятых долей процента.

Недостатком способа является отсутствие достаточной селективности перехода сульфидов в одноименные концентраты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выщелачивания сульфидных свинцово-цинковых концентратов, включающий их выщелачивание в серной кислоте в присутствии окислителя (пероксодисерной кислоты).

Недостатком этого способа является дефицитность и высокая цена специально приобретаемого реагента - окислителя.

Применение его нецелесообразно при наличии утилизируемого продукта - окислителя, идущего в шихту современной свинцовой плавки.

Целью изобретения является извлечение цинка и других металлов в раствор и увеличение содержания свинца в остатке от выщелачивания. Это позволяет удешевить производство металлического свинца и обеспечить рост экологической защиты окружающей среды за счет исключения из технологической схемы экологически вредных пирометаллургических процессов.

Цель достигается применением выщелачивания свинцового концентрата раствором серной кислоты в присутствии диоксида свинца, взятого с 5-10%-ным избытком от теоретически необходимого для разложения сульфидов цинка, меди и железа. Установлено, что этот избыток является необходимым условием обеспечения устойчивого окислительного потенциала в реакциях (1, 2, 3). Увеличение избытка выше 10% ведет к излишнему удельному расходу окислителя, уменьшение избытка ниже 5%-к возможности протекания реакций при неустойчивой величине окислительного потенциала. Выщелачивание ведут с добавкой оксидно-сульфатной фракции лома свинцовых аккумуляторов, поступающих на утилизацию.

В качестве растворов кислоты используется электролит отработанных аккумуляторов или отработанный электролит электролиза цинка. Электролит аккумуляторов насыщен соединениями свинца, что создает проблемы с его захоронением, а применение его в качестве выщелачивающего раствора свинцовых концентратов сразу решает две задачи: утилизация кислоты и экологическая защита окружающей среды.

Стандартный потенциал процесса: Е РbO₂ + 4H + 1/Рb + 2 + 2H₂O = 1,685в обеспечивает высокий окислительный потенциал выщелачивающего раствора, позволяющий интенсивный перевод в раствор сульфидов цинка, меди и железа. Сульфид свинца в раствор не переходит.

Zn + РbO₂ + 2H₂SO₄ = ZnSO₄ + РbSO₄ + + 2H₂O + S (1) FeS + РbO₂ + 2H₂SO₄ = FeSO₄ + РbSO₄ + + 2H₂O + S (2) CuFeS₂ + 2РbO₂ + 4H₂SO₄ = CuSO₄ + + FeSO₄ + 2РbSO₄ + 4H₂O + 2S (3) Аналог цинка кадмий, изоморфно включенный в сульфид цинка, также переходит в раствор в виде сульфата (СdSO₄). Фильтрат по своему составу (реакции 1, 2, 3) соответствует раствору от выщелачивания огарка цинкового концентрата и может перерабатываться совместно по общезаводской схеме.

П р и м е р. Навеску (50 г) рядового концентрата (содержание, %: Рb 67,2; Zn 4,5; Cu 0,55; Fe 5,8) выщелачивали в присутствии 29 г окисно-сульфатной фракции лома аккумуляторов в 60 мл раствора (280 г/л) серной кислоты, в течение 4 ч при периодическом перемешивании. Пульпа нагревалась до 60^оС.

В полученном фильтрате определяли 34,7 г/л цинка, что отвечает его извлечению в раствор равному 89%. Извлечение меди и железа составило 72 и 83% соответственно. Содержание свинца в обогащенном концентрате достигло 72,5%, а цинка снизилось до 0,27%.

Низкоцинковистый свинцовый концентрат при плавке на металлический свинец обеспечит получение отвальных по цинку шлаков, которые направляются на переработку с целью извлечения цинка. Обычно это пиропроцессы. Например, клинкер вельцпроцесса содержит около 1% цинка. Этот показатель может быть принят для определения необходимой степени обесцинкования свинцового концентрата.

Расходы на гидрохимическую переработку свинцового концентрата практически укладываются в объемы существующих затрат по гидропереработке пылей и возгонов при извлечении цинка из шлаков.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с использованием доступных реагентов и при простом аппаратурном оформлении процесса, избирательно перевести из свинцового концентрата в раствор основную часть цинка, меди и железа и тем самым получить концентрат, обогащенный свинцом. Богатые концентраты дают возможность применения прогрессивных современных технологий плавок, которые идут при более низких энергетических и трудовых затратах и с более высокой степенью экологической защиты окружающей среды.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СВИНЦОВОГО КОНЦЕНТРАТА, включающий обработку раствором серной кислоты в присутствии окислителя и последующую фильтрацию, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют диоксид свинца, взятый с 5 - 10%-ном избытком от теоретически необходимого на разложение сульфидов цинка, меди и железа.