СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОКИСЛЕННЫХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК C22B3/08 C22B13/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к извлечению свинца и сопутствующих металлов (цинка, меди, серебра) из окисленных полиметаллических руд и промпродуктов, содержащих плюмбоярозит, гидрометаллургическими методами.

Известен способ переработки сложных окисленных и смешанных полиметаллических руд с использованием процесса сульфидирования оксидных соединений цинка и свинца пиритным материалом в непрерывном режиме в трубчатой или печи КС с получением сульфидных соединений цинка и свинца, обладающих высокими флотационными свойствами и хорошо извлекаемых в самостоятельные флотоконцентраты. Переработка полученных цинковых и свинцовых концентратов возможна пиро- и гидрометаллургическими способами (плавкой, в том числе и автогенной; солевым и кислотным выщелачиванием, обжигом и др.), по стандартной технологии (Комбинированная технология и переработки трудообогатимых руд с предварительным сульфидизирующим обжигом. В.А.Луганов, Н.Е.Раимбеков, М.Ж.Садыков, Т.К.Ищанов. Комбинир. малоотход. процессы комплекс. перераб. труднообогатим. руд и продуктов тяж. цв. мет. М. 1990, с. 50-53).

Процесс сульфидирования в трубчатой или печи КС требует большого количества дополнительного пыле- и газоулавливающего оборудования, что по производственным площадям во много раз превосходит ту же печь КС. С ростом экологических требований такой способ становится неконкурентоспособным гидрометаллургическим приемом.

Известен способ гидрометаллургической обработки сырья, содержащего серебро и свинец, а также их соединений, в частности кеков, получаемых при выщелачивании меди из сульфидных концентратов, предусматривающий выщелачивание свинца и серебра из исходного материала в растворе, содержащем более 3 г/л хлорида аммония при температуре 50-90^oC и рН около 7,5. Из конечного раствора, содержащего примерно 30 г/л свинца и 3 г/л серебра, выделяют серебро цементацией на свинце. После чего химическим растворением цементного осадка извлекают свинец, возвращая фильтрат в голову процесса выщелачивания (Патент ПНР N 97320, кл. C 22 B 7/00, 1978). Из сложных же комплексов типа ярозита свинец по указанному способу практически не извлекается, что препятствует его использованию для данного вида сырья.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ извлечения свинца и серебра из промпродуктов гидрометаллургического производства цинка, содержащих двухвалентный свинец, серебро и в небольших количествах примеси цинка и железа.

По способу, после обработки исходного материала серной кислотой:
переводят в раствор свинец и серебро в форме хлоридов выщелачиванием хлоридом кальция при температуре выше 90^oC и pH=1,2
в отделенном фильтре хлоридов восстанавливают железо до двухвалентного, доводят pH раствора до 2 известковым молоком;
восстанавливают серебро и свинец цементацией на порошковом алюминии последовательно: при температуре выше 65^oC серебро (вместе с золотом), ниже 60^oC цементируют свинец;
фильтр после цементации подогревают до температуры более 70^oC, доводят pH до значений, превышающих 5,5, добавляя известь для осаждения примесей металлов в виде гидроокисей. Оставшийся раствор хлорида кальция используют для последующих операций выщелачивания (Заявка Франции N 2495640, кл. С 22 В 3/00, 1982).

Недостаток способа заключается в том, что он не всегда может быть эффективным, так как окисленные полупродукты и рудное сырье часто в значительном количестве содержат плюмбоярозит, который в заданных условиях практически не вскрывается.

В основу изобретения положена задача разработать такой способ переработки окисления полиметаллических материалов, который позволил бы извлекать свинец из плюмбоярозита.

Это достигается тем, что в известном способе, включающем сернокислотное выщелачивание меди и цинка, их последовательное выделение из фильтра с одновременной регенерацией растворителя, выщелачивание из кека свинца подкисленными хлоридными растворами, выделение из фильтра серебра и свинца в селективные продукты, согласно изобретению, на стадии выщелачивания свинца используются растворы, содержащие не менее 200 г/л хлорида натрия при кислотности 30-100 г/л.

Осуществление патентуемого способа обеспечивает:
1. Вскрытие свинца из содержащих плюмбоярозит руд и материалов и повышение его суммарного извлечения с использованием обычной баковой аппаратуры и доступных реагентов.

Это достигается выщелачиванием раствором, содержащим не менее 200 г/л хлорида натрия при кислотности 30-100 г/л по соляной кислоте. Основу выщелачивающего раствора составляет хлорид натрия с концентрацией не ниже 200 г/л и кислотностью 30-100 г/л. Именно в таком концентрационном режиме обеспечивается образование растворимых хлоридных комплексов свинца и серебра с максимально возможным их извлечением.

Для интенсификации растворимости окисленных минералов выщелачивающий раствор подкисляют серной или соляной кислотой. Они наиболее приемлемы по своей доступности и отсутствию окислительных свойств, а замена соляной кислоты на серную в растворах, содержащих более 200 г/л хлорида натрия, правомерна. Кислота вводится с таким расчетом, чтобы в ходе процесса выщелачивания поддерживалась концентрация ее 30-100 г/л. Снижение содержания кислоты в пульпе меньше 30 г/л приводит к резкому снижению степени извлечения свинца из-за незначительного вскрытия ярозита. Повышение кислотности до значений, превышающих 100 г/л, себя не оправдывает как по технологическим соображениям (повышение степени извлечения свинца незначительно, ухудшение фильтрации вследствие образования кремневой кислоты), так и по экономическим (увеличение расхода кислоты).

2. Высокие показатели извлечения по свинцу.

Способ осуществляется следующим образом.

Окисленный полиметаллический материал, например руду, содержащую, свинца 2-10 (91-96% свинца в окислительной форме, в том числе 66-79% плюмбоярозитного); меди 1-7; цинка 1-5, железа 10-11; серебра 40-100 г/т; золота 0-1 г/т, подвергают обработке раствором, содержащим 40-60 г/л серной кислоты при 50-60^oC. В результате в раствор переходит цинк, медь и частично железо, свинец и серебро полностью остаются в кеке. Последний выщелачивают в растворе, содержащем не менее 200 г/л хлорида натрия и 30-100 г/л кислоты -соляной или серной при температуре 75-80^oC и Ж:Т=3:1.

Подкисление выщелачиваемого раствора осуществляют так, чтобы в процессе выщелачивания поддерживалась кислотность 30-100 г/л. Выбор соотношения Ж:Т диктуется растворимостью хлорида свинца в выбранных условиях и зависит от содержания свинца в исходном продукте. Температура 75-80^oC необходима для повышения растворимости образующегося в ходе процесса хлорида свинца. Операцию проводят достаточно эффективно за два часа в обычном, футерованном кислотостойким кирпичном агитаторе.

После фильтрации получают раствор, в который перешел почти весь свинец и около половины серебра и как на основе двуокиси кремния содержащий металлы в незначительных количествах.

Так, в результате гидрометаллургической обработки окисленной, содержащей плюмбоярозит, полиметаллической руды последовательным выщелачиванием с серной кислотой и подкисленным раствором хлорида натрия получаются кеки с довольно низким содержанием металлов и две партии растворов, в которые перешли с хорошим извлечением цинк, медь, свинец и серебро. Эти растворы сульфатные, содержащие медь и цинк, и хлоридные, обогащенные свинцом, могут быть переработаны известными способами, например обработкой хлоридного раствора металлом-цементатором с получением цементного серебросодержащего осадка и осадка хлорида свинца при охлаждении фильтрата от цементации. При этом регенерируется практически без изменения концентрации раствор хлорида натрия, который возвращается на выщелачивание, обеспечивая работу схемы в замкнутом цикле.

Сульфатный раствор, содержащий медь и цинк, обрабатывают последовательно известковым молоком и содой с получением одноименных селективных продуктов: медного с 80-85%-ным извлечением меди от руды и цинкового также с 80-85-ным извлечением.

Возможны другие известные способы переработки сульфатного, цинк- и медьсодержащего, и хлоридного, содержащего свинец, растворов.

Для лучшего понимания изобретения проводили следующие примеры его осуществления.

Пример 1. Проводили переработку окисленной полиметаллической ярозитсодержащей руды состава, свинец 5,84 (79% свинца в плюмбоярозите); цинк 2,84; медь 4,28; железо 10,6; серебро 70 г/т по патентуемому способу при различных значениях кислотности на стадии выщелачивания свинца.

200 г руды крупностью 1 мм обрабатывали раствором, содержащим 50 г/л серной кислоты при Ж:Т=3:1, температуре 60^oC в течение 2 часов до конечной кислотности 10-20 г/л и почти полного перевода меди и цинка в раствор. Отфильтрованный кек распульповывали при Ж:Т=3:1, температуре 80^oC в течение 2 часов в растворе, содержащем 250 г/л хлорида натрия, фильтровали. Кек и фильтрат подвергали анализу.

Полученные результаты хлоридного выщелачивания приведены в табл. 1.

Из табл. видно, что оптимальными значениями кислотности при достаточно высокой степени извлечения свинца из плюмбоярозита в раствор и расходе небольшого количества соляной кислоты является область, отвечающая ее содержанию в выщелачивающем растворе 30-100 г/л.

Пример 2. Проводили переработку окисленной, содержащей плюмбоярозит, полиметаллической руды по патентуемому способу при различном содержании хлорида натрия на операции выщелачивания свинца.

Ярозитсодержащий кек, полученный сернокислотным выщелачиванием 200 г руды аналогично примеру 1 (состав руды указан там же), выщелачиватели при Ж:Т= 3:1, температуре 80^oC, кислотности 50 г/л в течение двух часов варьируя концентрацию хлорида натрия в выщелачиваемом растворе.

Полученные результаты приведены в табл. 2.

Данные таблицы говорят о том, что выщелачивание целесообразно проводить при концентрации хлорида натрия не менее 200 г/л. Именно в этих пределах наблюдается довольно высокое извлечение свинца в раствор.

Пример 3. Проводили переработку окисленной руды указанного выше состава по предлагаемому способу.

200 г руды выщелачивали серной кислотой, как описано в примере 1. Кек выщелачивания обрабатывали раствором, содержащим 250 г/л хлорида натрия и 60 г/л соляной кислоты при Ж:Т=3:1, температуре 80^oC в течение двух часов. Из хлоридного раствора цементировали серебро, а затем кристаллизовали хлорид свинца. Из оставшегося после отделения серебросодержащего кека и кристаллов хлорида свинца осаждали железо нейтрализацией до pH=3-4 углекислым кальцием, цинк и медь известковым молоком. Фильтрат от этой операции возвращают на хлоридное выщелачивание, а гидратный кек, содержащий медь и цинк, перерабатывают с раствором от сернокислотного выщелачивания, в результате чего получают селективные медный и цинковый продукты. Конечный фильтрат направляют в голову процесса на сернокислотное выщелачивание.

Результаты представлены в табл. 3.

Таким образом, переработка окисленной полиметаллической руды по предлагаемому способу дает возможность извлекать из нее свинец (в том числе и плюмбоярозитный), медь, цинк с хорошим выходом и переводить их в товарно значимые промпродукты.

Использование: цветная металлургия, для переработки оксиальных полиметаллических материалов, содержащих плюмбоярозит. Сущность: при переработке окисленных полиметаллических материалов проводят сернокислотное выщелачивание меди и цинка, их последовательное выделение из фильтра с одновременной регенерацией растворителя, выщелачивание из кека свинца подкисленных хлоридными растворами, содержащими не менее 200 г/л хлорида натрия при кислотности 30-100 г/л. При реализации способа достигают повышения извлечения свинца из окисленных полиметаллических материалов, содержащих плюмбоярозит. 3 табл.

Способ переработки окисленных полиметаллических материалов, включающий обработку их серной кислотой, выщелачивание свинца из полученного кека подкисленными хлоридными растворами, выделение свинца и серебра в селективные продукты, отличающийся тем, что при выщелачивании свинца используют растворы, содержащие хлорид натрия при концентрации не менее 200 г/л и содержании кислоты 30 100 г/л.