СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ Российский патент 1995 года по МПК C22B3/04 C22B30/04 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для очистки от мышьяка медных флотационных концентратов.

Известен способ переработки мышьяксодержащих сульфидных концентратов путем их окислительного обжига (Основы металлургии, т. V. М. Металлургия, 1968, с. 529-533).

Недостатком его является удаление мышьяка в виде летучего высокотоксичного триоксида, что затрудняет создание безопасных условий труда и приводит к загрязнению окружающей среды.

Известен способ переработки мышьяковистых сульфидных концентратов путем автоклавного окислительного выщелачивания в щелочной среде [1]
Недостатком его является высокий расход дорогостоящего едкого натра. Кроме того, по этому способу из концентрата удаляется не только мышьяк, но и сера, что делает невозможным последующую переработку получаемого продукта традиционными пирометаллургическими способами (плавкой и штейн).

При автоклавном выщелачивании происходит практически полное окисление арсенопирита, при этом основная масса мышьяка остается в нерастворимом остатке в виде тонкодисперсного арсената железа. Так как процесс ведется при относительно низкой температуре (100-110^оС), другие, химически более стойкие сульфиды (халькопирит, пирит), окисляются в незначительной степени и в неизменном виде остаются в твердом остатке. В твердом остатке присутствует некоторое количество (до 30%) элементарной серы, которая образуется в результате окисления сульфидов.

При последующем нагреве полученной пульпы до температуры не менее 115^оС (без кислорода) элементарная сера плавится и селективно смачивает частицы неокислившихся сульфидов. В результате при охлаждении пульпы образуются серо-сульфидные гранулы диаметром 0,5-5 мм. Так как арсенат железа не смачивается серой, то содержание мышьяка в гранулах невелико (обычно менее 0,5%). Отделение гранул от тонкодисперсного мышьяковистого остатка легко осуществляется пропусканием пульпы через сетку с размером ячейки 0,5-1 мм или классификацией.

Образование гранул происходит только при температурах выше температуры плавления серы (112^оС). При температуре менее 115^оС образуются мелкие гранулы, отделение которых грохочением или классификацией затруднено. Поэтому температура нагрева должна быть не мене 115^оС, предпочтительно 120-140^оС. С повышением температуры размер гранул несколько возрастает, что можно использовать для регулирования крупности серосульфидного концентрата. Т.о. нагрев полученной при выщелачивании пульпы позволяет повысить степень удаления мышьяка, снизить расход реагентов, упростить процесс.

Предложенный способ может найти применение для очистки от мышьяка медных концентратов перед направлением их в основное металлургическое производство.

П р и м е р. Медный концентрат, содержащий 14,0% меди, 27,8% серы, 29,5% железа, 10,1% мышьяка, подвергали автоклавному выщелачиванию в течение 3 ч при 110^оС, Т:Ж 1:3 и парциальном давлении кислорода 0,6 МПа. Полученную пульпу, не фильтруя, нагревали до заданной температуры и перемешивали при этой температуре в течение 1,5 ч (без кислорода). После охлаждения до 70-80^оС пульпу пропускали через грохот с размером ячейки 0,8 мм для выделения гранул и затем фильтровали для отделения тонкой мышьяковистой фракции.

Полученные результаты показывают (таблица), что способ обеспечивает высокую степень удаления мышьяка (свыше 98%). В конечном медном концентрате (гранулах) содержание мышьяка составляет 0,27-0,48% что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к медным концентратам. Видно также, что температура нагрева выщелоченной пульпы должна быть не менее 115^оС. Оптимальная кислотность раствора составляет 5-40 г/л, при более низкой кислотности резко возрастают потери меди с тонкой фракцией. На степень удаления мышьяка из концентрата кислотность существенного влияния не оказывает. Расхода реагентов на выделение мышьяка из твердого продукта не требуется.

Для сравнения провели обработку по прототипу. Твердый остаток, полученный в результате автоклавного выщелачивания концентрата при температуре 110^оС и парциальном давлении кислорода 0,6 МПа, подвергли выщелачиванию раствором серной кислоты концентрацией 100 г/л при 80^оС, Т:Ж 1:2 в течение 2 ч при пропускании через пульпу сернистого газа. Полученный продукт (медный концентрат) имел содержание мышьяка 0,65% (степень удаления 96,2%). Для нейтрализации и обезвреживания раствора, полученного в результате этой операции расход известняка составит 0,2-0,25 т на 1 т исходного концентрата (или 0,12-0,14 т извести).

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый способ позволяет обеспечить более высокую степень удаления мышьяка (до 98%); упростить процесс за счет устранения таких операций, как выщелачивание мышьяка в присутствии сернистого газа, получение сернистого газа и нейтрализация мышьяковистых растворов, а также за счет сокращения числа фильтраций; уменьшить или полностью устранить расход таких реагентов, как серная кислота, сернистый газ, сернистый газ, известняк, известь.

Использование: металлургия цветных металлов, конкретно очистка от мышьяка медных флотационных концентратов. При переработке мышьяксодержащих сульфидных концентратов проводят автоклавное окислительное выщелачивание при повышенном давлении кислорода и выделение мышьяка из твердого продукта, которое осуществляют нагревом выщелоченной пульпы до температуры не менее 1150°С, после чего гранулированный концентрат отделяют от мелкой мышьяксодержащей фракции грохочением или гидравлической классификацией. 1 табл.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий автоклавное окислительное выщелачивание при повышенном давлении кислорода и выделение мышьяка из твердого продукта, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода реагентов и повышения степени удаления мышьяка, выделение мышьяка из твердого продукта осуществляют нагревом выщелоченной пульпы до температуры не менее 115^oС с последующим отделением гранулированного концентрата от мелкой мышьяксодержащей фракции грохочением или гидравлической классификацией.