Способ окислительного обжига германийсодержащих возгонов

 

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к переработке германийсодержащих возгонов с получением германиевого концентрата, путем окислительного обжига. Сущность: окислительный обжиг германийсодержащих возгонов в атмосфере воздуха осуществляют при непрерывном перемешивании возгонов и поддерживают разрежение воздуха в пределах 5 - 10 Па, а воздух для окисления берут в количестве 5 - 10 тыс. нм³/т возгонов; при этом непрерывное перемешивание возгонов ведут со скоростью 1 - 2 об/мин. 1 з. п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области металлургии редких металлов, в частности к переработке германийсодержащего сырья с получением германивого концентрата.

Известен способ окислительного обжига германийсодержащих возгонов, полученных после плавки германийсодержащих материалов в атмосфере воздуха в вертикальной реторте. Обжиг осуществляется в печах с электрообогревом при температуре 540-550^оС для удаления мышьяка в виде его трехокиси и серы в виде SO₂. Окислительный возгон в среднем содержит 13,8-20,8% Ge [1] Известный способ не обеспечивает эффективный обжиг германийсодержащих возгонов с переводом германия в огарок, так как при этом на 7-12% снижается вскрываемость соединений германия в растворах соляной и серной кислот из-за образования силикогерманатов, а также имеет место потери германия с мышьяковыми возгонами (до 20-25%) из-за улетучивания сульфидов германия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ окислительного обжига германийсодержащих возгонов, осуществляемый на воздухе при температуре 300-500^оС для получения возгонов, содержащих преимущественно мышьяк 99% и огарка, содержащего преимущественно германий [2] К недостаткам известного решения относятся значительные потери германия при обжиге, связанные с улетучиванием с возгонами сульфидов германия (15-20 абс.) и снижением вскрываемости (на 1-12 абс.) в растворах соляной и серной кислот из-за образования силикогерманатов при температуре выше 420^оС.

Изобретение предусматривает повышение извлечения германия в концентрат за счет снижения его потерь на стадии окислительного обжига путем предотвращения улетучивания сульфидов германия и вскрываемости германия в растворах соляной и серной кислот.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе окислительного обжига германийсодержащих возгонов в атмосфере воздуха согласно изобретению в процессе обжига осуществляют непрерывное перемешивание возгонов и поддерживают разряжение в пределах 5-10 Па, а воздух для окисления берут в количестве 5-10 тыс. нм³/т возгонов. При этом непрерывное перемешивание возгонов ведут со скоростью 1-2 об/мин. Поддержание разряжения при обжиге в указанном диапазоне, а также заявляемое количество подаваемого воздуха и непрерывное перемешивание возгонов позволяет перевести остатки сульфидов германия в сульфаты и оксиды и получить огарок с содержанием сульфидной серы не более 0,1% и германия до 50% со вскрываемостью германия на уровне 99-100% так как при этом обеспечиваются высокие скорости окисления сульфидов за счет обновления поверхности окисляемого материала и улучшения контакта окисляемого материала с кислородом воздуха, снижения механических потерь дисперсного (90% частиц менее 40 мкм) огарка, захватываемого потоком газообразного окислителя, а также исключается растворение аморфного диоксида кремния в диоксиде германия, протекающее с образованием нерастворимых в соляной и серной кислоте силикогерманатов.

Для подтверждения возможности осуществления изобретения германийсодержащие возгоны, полученные после электроплавки в руднотермической печи, подвергались окислительному обжигу, осуществляемому во вращательной печи с внешним электрообогревом при непрерывном перемешивании слоя возгонов за счет вращения печи и прямоточном движении разряженного воздуха. Газы обжига возвращались на очистку от пыли на стадию выделения возгонов электроплавки. При этом улавливалось 99,9% возгонов. Возгоны, предназначенные для окисления, содержат, мас. Ge 20,9; S_сульф. 0,89; S_общ 8,2; SiO₂ 10,4; CaO + +MgO 6,0; Al₂O₃ 3,3; Fe_общ 5,4; Zn 3,6; Pb 2,5; As 2,9. Вскрываемость возгонов до обжига 100% Огарок после обжига анализировался на германий общий и вскрываемый в соляной кислоте, мышьяк и серу сульфидную.

Для получения сравнительных данных варьировалось количество подаваемого для окисления воздуха (табл. 1), величина разряжения в печи (табл. 2), скорость перемешивания возгонов (табл. 3), а также температура обжига германийсодержащих возгонов (табл. 4).

Из данных табл. 1 и 2 видно, что создание организованного потока окислителя, обеспечиваемого пределами по количеству окислителя (5-10 тыс. нм³/т возгонов) и разряжений в печи (5-10 Па), дают возможность получения высококачественного германиевого концентрата без значительных механических потерь (не более 5%) и с минимальным содержанием сульфидной серы в огарке, не превышающим 0,03-0,07% Данные табл. 3 подтверждают необходимость перемешивания материала в печи, причем достаточная скорость перемешивания применительно к используемой вращательной печи находится в пределах 1-2 об/мин. За нижним пределом скорость окисления уменьшается, за верхним увеличиваются механические потери огарка.

Данные табл. 4 показывают, что наиболее эффективным диапазоном температур процесса является 380-420^оС, в котором достигаются высокие скорости окисления серы, сохраняется высокая вскрываемость германия в огарке.

Использование заявляемого способа окислительного обжига германийсодержащих возгонов обеспечивает уменьшение химических (за счет улетучивания сульфидов германия и образования силикогерманатов) и механических (за счет захвата частиц огарка) потерь германия при обжиге; получение германиевого концентрата с содержанием сульфидной серы менее 0,1% увеличение на 15-20 отн. содержания германия в огарке за счет удаления серы и мышьяка в газы.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА ГЕРМАНИЙСОДЕРЖАЩИХ ВОЗГОНОВ в атмосфере воздуха, отличающийся тем, что обжиг осуществляют при непрерывном перемешивании возгонов и поддержании разрежения воздуха в пределах 5 10 Па, при его подаче в количестве 5 10 тыс. нм³/т возгонов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что непрерывное перемешивание возгонов ведут со скоростью 1 2 об/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3