СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ОКСИДА СЕРЫ (IV) ПРИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ КОНЦЕНТРАТОВ СУЛЬФИДНЫХ РУД ЦВЕТНЫХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2000 года по МПК C22B11/00 C22B1/04 C22B7/04 C22B3/00 

Способ относится к технологии переработки концентратов сульфидных руд цветных и благородных металлов с утилизацией образующегося при этом оксида серы (IV).

Известен контактный способ утилизации оксида серы (IV) путем окисления его до оксида серы (VI) с помощью ванадиевых катализаторов (1).

Недостатком этого способа является необходимость предварительной глубокой очистки оксида серы (IV) от контактных ядов, в частности, примесей соединений мышьяка, а также от взвешенных частиц для предотвращения "отравления" катализаторов. Очистку осуществляют в специальных башнях мокрой и сухой электрофильтрацией.

Известен способ утилизации оксида серы (IV) путем окисления его с помощью нитрозных газов (2, ближайший аналог).

Недостатками этого способа являются: сложность процесса, включающего в себя обжиг сульфидов с трехстадийным окислением образующегося сульфида серы (IV) при подогреве на первой стадии смеси воздуха и оксида до 100^oC; участие в процессе нитрозилсерной кислоты, которую получают заранее; необходимость ввода в процесс азотной кислоты для восполнения потерь нитрозных газов; громоздкость промышленного оборудования, неприемлемого для переработки сравнительно небольших количеств концентратов.

Техническим результатом изобретения является устранение отмеченных недостатков и повышение технологической, экономической и экологической эффективности процесса утилизации оксида серы (IV) при выщелачивании концентратов сульфидных руд цветных и благородных металлов - меди, цинка, никеля, золота, серебра, платиноидов.

Указанный результат достигается тем, что получающийся при обжиге сульфидного концентрата оксид серы (IV) окисляют с помощью перекиси водорода:
SO₂+ H₂O₂ = H₂SO₄.

Для этого оксид серы (IV) пропускают в диспергированном виде через раствор перекиси водорода. Одновременно с окислением оксида серы образуется серная кислота, растворяющаяся в воде, в которой была растворена перекись водорода.

Вновь образованную серную кислоту используют для кислотного выщелачивания цветных металлов и железа из сульфидных огарков:
CuO + H₂SO₄=CuSO₄ + H₂O,
ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O
Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3 H₂O.

Раствор сульфатов цветных металлов после очистки от железа направляют на электролиз или сорбцию.

Нерастворенный осадок огарков, содержащий благородные металлы и примеси цветных металлов и железа, подвергают цианированию для перевода их в раствор. Из цианидного раствора благородные металлы извлекают, а хвостовой раствор, содержащий цианиды цветных металлов, железа и остатки непрореагировавшего реагента, обрабатывают полученной серной кислотой для вытеснения (регенерации) цианистого водорода:



Остатки сульфатов цветных металлов после регенерации цианистого водорода обезвреживают и сбрасывают.

Выделившийся цианистый водород направляют в аппарат с раствором гидрата щелочного металла и получают реагент, который используют для выщелачивания благородных металлов из огарков.

Принципиальная схема процесса показана на чертеже. Сульфидный концентрат загружают в обжиговый аппарат (1), в котором выжигают серу из сульфидов с образованием оксида серы (IV) и огарков, содержащих окислы цветных металлов, железа, и благородные металлы. Оксид серы (IV) направляют в аппарат (2), наполненный раствором перекиси водорода. Здесь он диспергируется и окисляется до оксида серы (VI), который с водой образует серную кислоту. Вновь образованная серная кислота из аппарата (2) направляется в реактор (3) для выщелачивания из огарков меди, цинка, железа и других металлов с образованием сернокислых солей. Обработанные серной кислотой огарки поступают в аппарат "торнадо" (4) для выщелачивания благородных металлов раствором цианида щелочного металла. Насыщенный цианидный раствор направляют в электролизер (5), где драгоценные металлы концентрируются в катодном осадке, идущем на аффинаж (6). Хвостовой же раствор, пополненный реагентом до кондиции, вновь возвращается в аппарат "торнадо". После нескольких оборотов этот раствор направляют в аппарат (7) на регенерацию цианистого водорода с помощью вновь образованной серной кислоты из аппарата (2). Цианистый водород поступает в аппарат (8) с раствором гидрата щелочного металла, реагирует с ним и превращается в реагент, направляемый в процесс в аппарат "торнадо". Остаточный раствор после регенерации цианистого водорода идет в нейтрализатор (10), обезвреживается и сбрасывается. Сульфатные растворы из реактора (3) направляют на электролиз или сорбцию (9), после чего обезвреживают вместе с хвостовыми растворами регенерации цианистого водорода.

Количества образующейся серной кислоты достаточно как для выщелачивания огарков, так и для регенерации цианистого водорода.

Как видно из описанной схемы, ни на одном этапе процесса утилизации оксида серы (IV) в окружающую среду не поступает никаких веществ, представляющих опасность, - все они закольцованы в процессе. В этом состоит экологический эффект изобретения. Технический и экономический эффект заключается в простоте применяемого оборудования и аппаратов, в отсутствии этапов и стадий применения высоких температур и давлений, в повторном использовании дорогостоящего реагента - цианида щелочного металла и в самообеспечении процесса образующейся в ходе его серной кислотой.

Источники информации
1. Н. А. Бутримова, В.А. Таранушич Технологические схемы и оборудование в производстве серной кислоты. Новочеркасск, 1984, стр. 7-41.

2. Б. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер и др. Химия. Справ, изд. Перев. с нем. Изд. "Химия". 1989, стр. 371-372.

Способ может быть использован для переработки концентратов сульфидных руд, содержащих цветные и благородные металлы. Предложено утилизацию получаемого при обжиге этих концентратов оксида серы (IV) производить путем окисления его до оксида (VI) с помощью перекиси водорода. Образующаяся серная кислота используется для выщелачивания из огарков цветных металлов. Остающиеся в огарках благородные металлы извлекаются цианированием. Часть вновь образованной серной кислоты направляется на регенерацию выщелачивающего благородные металлы реагента - цианида щелочного металла путем кислотного вытеснения из хвостовых цианидных растворов цианистого водорода и пропуска его через раствор гидрата щелочного металла. Способ позволяет повысить технологическую, экономическую и экологическую эффективность процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ утилизации оксида серы (IY) при выщелачивании концентратов сульфидных руд цветных и благородных металлов, включающий обжиг концентрата, окисление оксида серы (IY), кислотную обработку огарков, регенерацию выщелачивающего благородные металлы реагента, отличающийся тем, что окисление оксида серы (IY) до оксида серы с одновременным образованием серной кислоты производят перекисью водорода. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученную серную кислоту используют для выщелачивания цветных металлов из огарков сульфидного концентрата и для регенерации выщелачивающего благородные металлы реагента-цианида щелочного металла.