Способ комплексной переработки пиритных огарков

 

(i ц 64487 2

ОПИСАНИЕ ,ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (2) Заявлено 12.09.77 (21) 2524515/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М. Кл."С 25 С 1/06

Государственный комитет (53) УДК 669.127.3 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. М. Романенко и Т. А. Яновская (71) Заявитель

4 I

t.Е. 4 (% 4 4 ( (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ПИРИТНЪ|Х

ОГАРКОВ

Изобретение относится к области технологии переработки и утилизации отходов химических производств, а именно к способам переработки пиритных огарков — отходов производств серной кислоты из сер- 5 ных колчеданов (пиритов).

Известен способ комплексной переработки пиритных огарков путем восстановления с получением железосодержащего концентрата (1). 10

Способ переработки по этой схеме состоит из следующих стадий: обжиг пиритных огарков в печах кипящего слоя (КС), в результате чего получаются гематизированные огарки; 15 восстановление огарков до магнетита (магнетизирующий обжиг); в зависимости от содержания железа в огарках — обогащение огарков магнитной сепарацией; 20 хлоридовозгонка огарков в печи КС в восстановительной атмосфере; извлечение хлоридов цветных металлов и мышьяка, Получение окатышей путем спекания их 25 при 1100 С в аппаратах барабанного типа и обжига их на ленте.

Качество получаемых окатышей оценивается содержанием железа 67 /o.

Основными недостатками известного способа переработки огарков являютсявысокие температуры стадии восстановительного магнетизирующего обжига в печи

КС и стадий хлоридовозгонки, черезвычайные сложность и многостадийность процесса, что требует значительных энергетических затрат и сложного аппаратурного оформления, а следовательно, большихкапитальных и эксплуатационных затрат.

Цель изобретения — упрощение процесса, снижение капитальных затрат и повышение качества концентрата.

Поставленная цель достигается тем, что переработку ведут электролизом из суспензии огарка в сернокислом электролите с концентрацией Нз504 5 — 25% на магнитном катоде при плотности тока 100—

2500 А/м, напряжении 0,5 — 2В и температуре 20 — 90 С.

Процесс основан на электрохимическом восстановлении огарка на магнитном катоде (одновременная магнитная сепарация обогащенного пир итного огарка) и количественном выделении в газовую фазу мышьяка в виде арсина. Восстановление пиритного огарка осуществляется в реакторе с разделенными анодным и катодным пространствами керамической (либо какой другой) диафрагмой из суспензии огарка в растворе серной кислоты. На магнитном

644872

Составитель А.

Вагина

Корректор Л. Котова

Редактор А. Соловьева

Техред А.

Камышникова

Подписное

Изд. М 103

Тираж 726

Заказ 2460 17

Типографии, пр. Сапунова, 2 катоде происходит восстановление различных форм окислов железа до металлического железа и окислов >келсза с более низкой степенью окисления. Одновременно идет выделение водорода и восстановление соединений мышьяка до арсина (AsH3), который выделяется в газовую фазу иутилизируется пиролизом с получением металлического мышьяка и водорода, Осаждающаяся на магнитном катоде смесь низших окислов железа (обогащенный концентрат) содержит порядка 70 — 75 /, железа, следы серы (0,001 /о) и мышьяка (0,01 — 0,005о/о) и после промывки от электролита может сразу направляться на окомкование и в металлургическое производство. Сульфиды цветных металлов, а также большая часть кремнезема остается в осадке как немагнитная и слаборастворимая часть пиритного огарка. В осадке находится и выделяющаяся в процессе восстановления сульфатной серы элементарная серы.

В анодном пространстве идет выделение кислорода и происходит концентрирование серной кислоты (за счет разложения воды и перемещения через диафрагму из катодного пространства ионов HSO4 и SO4 ), которая возвращается в цикл переработки огарка. Разлагающаяся в процессе электролиза вода пополняется за счет промывки полученного концентрата от раствора электролита.

Процесс электролиза может проводиться при следующих параметрах:

Температура, С 20 — 90

Концентрация серной кислоты, /о 5 — 25

Плотность тока на на катоде, А/м 100 — 2500

Напряжение, В 0,5 — 2

Более низкая концентрация серной кислоты в элеКтролите нецелесообразна из-за понижения электропроводности.

В качестве электролита может быть использована промывная серная кислотасернокислотного производства, содер>кащая порядка 150 — 250 г/л серной кислоты, до

0,05о/о мышьяка и взвеси пиритного огарка. Оптимальные условия ведения электролитического восстановления огарка будут зависеть от конструктивного решения аппарата для электролиза. Анод — нерастворимый.

Пр имер 1. В реактор загружают 60 мл

10о/о-ного раствора серной кислоты и 2,5 г пир итного огарка (содержание основных компонентов, : железо 55; мышьяк 0,14; общая сера 2,82; нерастворимый осадок

12,5) .

Параметры электролиза:

Температура, С 25

5 Величина тока, А 0,1

Площадь катода, см 4

Напряжение, В 0,72

Время опыта ч 6

Получают 0,872 г концентрата с содер10 жанием, /о, железо 69; мышьяк 0,007; общая сера — менее 0,001; нерастворимый осадок 6,7.

Выделяют 2,7 мг мышьяка.

В анодном пространстве (V= 10 мл) кон15 центр ация серной кислоты составляет

12 7о/о (136 г/л).

Пр имер 2. В реактор загружают60 мл промывной серной кислоты (серной кислоты — 208 г/л, мышьяка — 0,42 г/л, желе20 за — 2,5 г/л) и 2,5 г пиритного огарка (содержание компонентов по примеру 1).

Параметры электролиза:

Температура, С 85 — 90

Величина тока, А 1

25 Площадь катода, см 4

Напряжение, В 2,1

Время опыта, ч 1

Получают 0,673 г концентрата с содержанием, о/о. железо 74,3; мышьяк 0,010; об68 щая сера — менее 0,001; нерастворимый осадок 5,8.

Выделяют 28.5 мг мышьяка.

В анодном пространстве (V=10 мл) концентрация серной кислоты составила

35 23 4о/о (271 г/л).

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс, снизить капитальные затраты и повысить качество концентрата, получая концентраты с содержанием железа

46 70 — 75""/;.

Формула изобретения

Способ комплексной переработки пиритпых огарков путем восстановления с полу45 чением железосодержащего концентрата, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, снижения капитальных затрат и повышения качества концентрата, переработку ведут электролизом из суспен53 зии огарка в сернокислом электролите с концентрацией H2SO4 5 — 25% на магнитном катоде при плотности тока 100—

2500 А/м, напря>кении 0,5 — 2В и температуре 20 — 90 С.

55 . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент Великобритании К 1242938, С 1 А, 1971.