СПОСОБ ОБЕЗМЕЖИВАНИЯ НИКЕЛЕВОГО ИЛИ НИКЕЛЬ-КОБАЛЬТОВОГО ФАЙНШТЕЙНА Российский патент 2005 года по МПК C22B23/02 

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии никеля и кобальта.

Известен способ обезмеживания никелевого или никель-кобальтового файнштейна, заключающийся в переводе сульфида и оксида меди при обжиге в легкорастворимые в воде хлориды и сульфаты и включающий первичный обжиг файнштейна до остаточной массовой доли серы от 1,5 до 2,5%, сульфатно-хлорирующий обжиг огарка при температуре от 600 до 750°С в присутствии хлорсодержащего реагента и кислорода, выщелачивание из хлорированного огарка водорастворимых соединений меди раствором серной кислоты [1, 2].

Недостатком этого способа является низкая селективность хлорирования меди, обусловленная тем, что сульфиды никеля и кобальта хлорируются лучше, чем сульфид меди:

Ni₃S₂+6NaCl+5O₂+SO₂=3NiCl₂+3Na₂SO₄-515,46 кал/моль

CoS+2NaCl+2O₂=CoCl₂+Na₂SO₄-195,7 кал/моль

Cu₂S+2NaCl+2O₂=2CuCl+Na2SO₄-183,1 кал/моль

Наряду с медью в раствор при выщелачивании переходит значительное количество никеля (отношение никеля к меди в растворе в среднем 0,57:1). Это приводит к увеличению затрат на извлечение никеля из раствора, увеличению потерь никеля на последующих переделах, снижению извлечения никеля в готовую продукцию.

Техническим результатом изобретения является повышение селективности хлорирования меди, снижение извлечения никеля в раствор при выщелачивании хлорированного огарка, снижение потерь никеля, повышение извлечения его в готовую продукцию.

Технический результат достигается при использовании способа обезмеживания никелевого или никель-кобальтового файнштейна, включающего первичный обжиг до остаточной массовой доли серы не более 0,3%, сульфатно-хлорирующий обжиг огарка в присутствии хлорирующего реагента, кислорода и элементарной серы и выщелачивание хлорированного огарка раствором серной кислоты.

Элементарную серу в реактор хлорирования огарка вводят в количестве от 50 до 100% к массе меди в огарке.

Селективность хлорирования меди достигается в результате того, что оксид меди хлорируется лучше, чем оксиды никеля и кобальта:

Cu₂O+1/2S₂+1¹/₂O₂+2NaCl=2CuCl₂+Na₂SO₄-162,7 кал/моль

NiO+¹/₂S₂+1¹/₂O₂+2NaCl=NiCl₂+Na₂SO₄-153,8 кал/моль

CoO+2NaCl+¹/₂S₂+l¹/₂O₂=CoCl₂+Na₂SO₄-88,06 кал/моль

Повышение остаточной массовой доли серы в огарке после первичного обжига выше 0,3% приводит к снижению селективности хлорирования меди и повышению извлечения никеля в раствор при выщелачивании.

К такому же результату приводит снижение соотношения массы элементарной серы к массе меди в огарке при сульфатно-хлорирующем обжиге ниже 0,5:1 и повышение этого соотношения выше 1:1. Кроме того, повышение соотношения массы элементарной серы к массе меди в огарке приводит к увеличению материальных затрат.

Использование предлагаемого способа позволяет получить при выщелачивании хлорированного огарка раствор с соотношением никеля к меди от 0,119:1 до 0,25:1 (в способе-прототипе от 0,3:1 до 0,848:1).

Пример 1.

Никель-кобальтовый файнштейн подвергали обработке по способу-прототипу. Остаточную массовую долю серы при первичном обжиге варьировали от 1,3 до 2,7%. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1.Остаточная массовая доля серы в огарке, %Объем раствора, м³Никель концентрация, г/дм³/масса, тКобальт концентрация, г/дм³/масса, тМедь концентрация, г/дм³/масса, тСоотношение в растворе Ni:Cu1,316372,44/4,00,637/1,0423,3/5,40,740:11,619361,08/2,10,45/0,8643,1/6,00,350:11,95382,60/1,41,070/0,5748,7/4,70,300:12,218471,52/2,80.545/1,0072,9/5,30,528:12,520132,58/5,20,738/1,4865,5/9,00,578:12,718653,00/5,60,745/1,3893,5/6,60,848:1

Пример 2. Никель-кобальтовый файнштейн подвергали первичному обжигу до остаточной массовой доли серы 0,25%, в реактор сульфатно-хлорирующего обжига вводили серу в количестве от 30 до 130% к массе меди в огарке. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2Масса серы в % к массе меди в огаркеОбъем раствора, м³Никель концентрация, г/дм³/масса, тКобальт концентрация, г/дм³/масса, тМедь концентрация, г/дм³/масса, тСоотношение в растворе Ni:Cu3021870,78/1,70,383/0,8373,4/7,50,227:15027560,44/1,20,220/0,6063,3/9,10,132:18022700,31/0,70,141/0,3192,6/5,90,119:110020370,59/1,20,291/0,5924,0/8,20,146:113024150,83/2,00,359/0,8673,8/9,50,210:1

Пример 3. Никель-кобальтовый файнштейн подвергали первичному обжигу, варьируя остаточную массовую долю серы от 0,2 до 1,0%. В реактор сульфатно-хлорирующего обжига вводили элементарную серу в количестве 80% от массы меди в огарке. Результаты приведены в таблице 3.

Таблица 3Остаточная массовая доля серы в огарке, %Объем раствора, м³Никель концентрация, г/дм³/масса, тКобальт концентрация, г/дм³/масса, тМедь концентрация, г/дм³/масса, тСоотношение в растворе Ni:Cu0,224680,69/1,70,280/0,6914,4/10,90,156:10,322720,70/1,60,10/0,7384,1/9,30,172:10,825360,67/1,70,125/0,3193,9/9,90,172:11,022510,98/2,20,416/0,9363,9/8,70,253:1

Источники информации

1. В.И.Смирнов, А.А.Цейдлер, И.Ф.Худяков, А.И.Тихонов. Металлургия меди, никеля и кобальта, часть II. - М.: Металлургия, 1966.

2. Технологическая инструкция по производству никеля из окисленных никелевых руд огневым способом ТИ 00194547-173-232-01-01. - ОАО Комбинат Южуралникель, г.Орск, 2001.

Изобретение относится к металлургической промышленности, преимущественно к металлургии никеля и кобальта. Способ обезмеживания никелевого или никель-кобальтового файнштейна включает первичный обжиг файнштейна до остаточной массовой доли серы от 1,5 до 2,5%, сульфатно-хлорирующий обжиг огарка при температуре от 600 до 750°С в присутствии хлорсодержащего реагента и кислорода, выщелачивание из хлорированного огарка водорастворимых соединений меди раствором серной кислоты, причем первичный обжиг файнштейна ведут до остаточной массовой доли серы не более 0,3%, а сульфатно-хлорирующий обжиг огарка ведут в присутствии хлорсодержащего реагента, кислорода и элементарной серы. Элементарную серу в реактор хлорирования огарка вводят в количестве от 50 до 100% к массе меди в огарке, при этом достигается селективность хлорирования меди, так как оксид меди хлорируется лучше, чем оксиды никеля и кобальта, а соотношение никеля к меди в растворе от последующего выщелачивания хлорированного огарка в растворе серной кислоты в три раза ниже, чем в способе ближайшего аналога. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ обезмеживания никелевого или никель-кобальтового файнштейна, включающий первичный обжиг файнштейна, сульфатно-хлорирующий обжиг полученного огарка в присутствии хлорирующего реагента и кислорода, выщелачивание водорастворимых соединений в растворе серной кислоты, отличающийся тем, что первичный обжиг файнштейна ведут до остаточной массовой доли серы не более 0,3%, а в реактор для хлорирования огарка вводят элементарную серу.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что элементарную серу вводят в количестве от 50 до 100% к массе меди в огарке.