СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ РУД Российский патент 2008 года по МПК C22B3/08 C22B15/00 

Описание патента на изобретение RU2337154C1

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к гидрометаллургической переработке руд, отвалов, шлаков, содержащих сульфиды металлов, кучным способом.

Минеральное сырье, в состав которого входят сульфиды металлов, являются упорным и перерабатывается в основном пирометаллургическим способом, а также гидрометаллургическим способом с использованием агрессивных реагентов - азотной или соляной кислоты, и другими соединениями азота и хлора, аммиачными растворами, выщелачиванием трехвалентным железом в сернокислой среде с регенерацией железа бактериями и аэрацией кислородсодержащим газом при атмосферном давлении или автоклавным способом в растворе серной кислоты и при участии кислорода.

Выщелачивание сульфидных металлов в сернокислой среде трехвалентным железом является малозатратным способом, так как в составе руд и продуктов, содержащих сульфиды металлов, присутствуют соединения, при окислении которых в растворе образуются необходимые для осуществления выщелачивания серная кислота и ионы железа.

Известен способ выщелачивания минерального сырья трехвалентным железом в сернокислой среде с регенерацией окислителя железоокисляющими мезофильными бактериями при температуре 28-35°С (СА 2282848, С22В 3/18, опубл. 20.03.2001) или термофильными бактериями при температуре от 45 до 68°С (WO 0071763, С22В 3/18, опубл. 30.11.2000).

Основными недостатками способа являются низкая скорость извлечения металлов в раствор (время чанового выщелачивания составляет 75-120 часов) и сложность управления процессами, протекающими с участием живых микроорганизмов. Технологические параметры процесса ограничены условиями, необходимыми для поддержания окислительной активности бактерий. Недостаточно высокая технологичность способа.

Известен также способ получения золота из упорных руд, преимущественно углеродсодержащих и арсенопиритных (US 3764650, С22В 11/04, опубл. 09.10.1973), заключается в выщелачивании в течение 4-16 часов в растворе кислоты с рН 0,5-1,8 озоном в присутствии соли хлорида с извлечением золота в виде комплекса хлорида и позволяет извлекать золото в один этап - вскрытие минералов, в которых находится золото, и его растворение.

К недостаткам данного изобретения относится накопление в растворе выщелачивания ионов соли хлорида, ограничивающее повторное его использование, утилизацию раствора выщелачивания и выделение золота из раствора, что в свою очередь понижает технологичность способа, высокие требования к оборудованию для проведения процесса и соответственно стоимость оборудования, вредное воздействие хлоридов на организм людей и окружающую среду.

Наиболее близким по технической сути к заявленному способу является способ переработки продуктов, содержащих сульфиды металлов (RU 2245380, С22В 3/08, опубл. 27.01.2005), заключающийся в выщелачивании продуктов, содержащих сульфиды металлов, в сернокислом растворе концентрацией от 1,8 до 35 г/дм3 в присутствии ионов трехвалентного железа при его концентрации более 1 г/дм3 и регенерации трехвалентного железа, осуществляемой соединениями элементов, потенциалы перехода которых из высших степеней валентности в низшие выше, чем у железа.

Преимуществами способа является высокая степень разложения сульфидов и извлечения металлов раствора, небольшое время выщелачивания.

Основным недостатком способа является отсутствие условий для осуществления эффективного процесса кучного выщелачивания, полной схемы переработки кучного выщелачивания сульфидного минерального сырья.

Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения металлов и разложения сульфидов при сокращении времени выщелачивания.

Дополнительным результатом является простота и низкая стоимость реализации способа, а также экологичность реализации технологии процесса.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

В способе извлечения металлов из сульфидсодержащих руд кучным выщелачиванием сульфидсодержащих руд на дробленую руду, сложенную на водонепроницаемом основании в кучу, подается на первом этапе водный раствор серной кислоты до получения в растворе после выщелачивания концентрации серной кислоты не менее 2,0 г/дм3, на втором этапе водный раствор серной кислоты, содержащий ионы трехвалентного железа концентрацией более 3 г/дм3. Вытекающий из кучи продуктивный раствор собирают и отстаивают. При этом в продуктивном растворе проводят окисление двухвалентного железа с помощью соединений активного кислорода. Из продуктивного раствора извлекают металлы и после этого оставшийся раствор возвращают на выщелачивание руды.

При этом выщелачиваемая руда имеет крупность не менее 3 мм.

Кроме того, концентрация серной кислоты в растворах, подающихся на выщелачивание, составляет не менее 2,0 г/дм3.

Также в качестве соединений активного кислорода используют озон и/или пероксид водорода.

Кроме того, извлечение металлов из продуктивного раствора производят методом жидкостной экстракции - электроэкстракции.

При этом в раствор, возвращаемый на выщелачивание после окисления железа, добавляют серную кислоту до концентрации не менее 2,0 г/дм3.

Кроме того, подачу выщелачивающего раствора осуществляют орошением кучи.

Также подачу выщелачивающего раствора осуществляют затоплением кучи.

Кроме того, извлечение металлов осуществляют при накоплении металла в продуктивном растворе концентрацией не менее 2 г/дм3.

При этом водонепроницаемое основание, на которое сложена руда, располагают под уклоном и кучу руды формируют в форме усеченной пирамиды.

Медные руды и продукты содержат кислотопоглощающие вещества. Окислителем сульфидов в данном способе выщелачивания являются ионы трехвалентного железа, которые находятся в растворе серной кислоты. При концентрации серной кислоты более 2 г/дм3 ионы трехвалентного железа выпадают в осадок и окислительное действие прекращается. Это может произойти внутри кучи, когда серная кислота расходуется, поэтому для эффективного разложения сульфидов необходимо подавать раствор для выщелачивания, содержащий такое количество кислоты, чтобы после прохождения через слой кучи концентрация не снижалась ниже 2 г/дм3. С этой же целью необходимо поддерживать концентрацию серной кислоты в растворе, подаваемом на выщелачивание не менее 2 г/дм3.

С увеличением концентрации железа при выщелачивании скорость выщелачивания возрастает, но для эффективного извлечения в раствор металлов из бедного минерального сырья, которое обычно используют для кучного выщелачивания и в котором количество металлов и сульфидных минералов невысоко, достаточно применять раствор с концентрацией не менее 3 г/дм3. Большинство сульфидных руд металлов содержат в составе минералы железа - кислоторастворимые или растворимые применяемым в изобретении раствором, содержащим ионы трехвалентного железа в серной кислоте. В результате выщелачивания железо из руды переходит в раствор и концентрация его увеличивается, окислительное воздействие повышается.

Крупность руды является существенным параметром, определяющим степень извлечения металлов и время выщелачивания - чем меньше крупность руды, тем более интенсивно идет процесс извлечения. Однако при снижении крупности руды менее 3 мм просачивание раствора через слой руды прекращается, раствор из кучи не вытекает и процесс останавливается.

Водопроницаемое основание, а также его уклон служат для обеспечения сбора всего продуктивного раствора, содержащего металлы.

После воздействия на сульфидные минералы трехвалентное железо переходит в двухвалентную форму и перестает действовать на сульфидные минералы. Окисление двухвалентного железа безвредными кислородсодержащими реагентами - озоном и/или пероксидом водорода, позволяет регенерировать окислительные свойства железа.

Извлечение металлов из продуктивного раствора может производиться различными способами. Метод жидкостной экстракции селективным органическим экстрагентом с последующей электроэкстракцией позволяет извлекать из растворов только нужные металлы и получать катоды высшего качества.

Подача раствора на выщелачивание может производиться различными способами, наиболее экономным является способ орошения, когда раствор разбрызгивается на верхней части кучи. Способ затопления верхней части кучи раствором для выщелачивания позволяет увеличить площадь контакта минералов с раствором по сравнению с орошением и повысить извлечение металлов.

Оптимальным для извлечения металлов методом жидкостной экстракции - электроэкстракции является концентрация не менее 2 г/дм3. Экстракция из растворов концентрацией металла менее 2 г/дм3 ведет к дополнительному расходу реагентов - органического экстрагента и электроэнергии для электролиза. Экстракция из растворов концентрацией металла более 10 г/дм3 приводит к ухудшению технологических показателей экстракции.

Примеры реализации способа.

Пример 1.

Извлечение меди из смешанной медной руды Удоканского месторождения степенью окисленности 50%, содержащей 1,2% меди, включающее орошение руды крупностью 3,0 мм, размещенной на водонепроницаемое основание с уклоном 7° в виде кучи, водным раствором, содержащим серную кислоту при концентрации 10 г/дм3 и сернокислое окисное железо при концентрации ионов трехвалентного железа 5 г/дм3, при температуре 20°С. В продуктивный раствор, вытекающий после просачивания через руду, добавляется пероксид водорода до полного окисления двухвалентного железа до трехвалентного и серная кислота до концентрации 10 г/дм3, после этого раствором производится орошение кучи. При концентрации меди в растворе выщелачивания более 2 г/дм3 из раствора производится извлечение металлов методом жидкостной экстракцией и электроэкстракцией. Концентрация железа в растворе выщелачивания возрастает до 12 г/дм3. За 125 дней выщелачивания руды общее извлечение меди составило 93%.

Пример 2.

Извлечение никеля из отвалов бедных медно-никелевых руд, содержащих 0,7% никеля и 0,2% меди крупностью 15,0 мм, включающее затопление руды, сложенной в кучу в виде усеченного конуса, водным раствором серной кислоты концентрацией 10 г/дм3, содержащим сернокислое окисное железо концентрацией ионов трехвалентного железа 8 г/дм3. В продуктивный раствор, собранный после выщелачивания, в отдельном аппарате подается озон, после этого раствор подается на поверхность кучи. При концентрации никеля в растворе выщелачивания более 2 г/дм3 из раствора производится извлечение металлов. За 156 дней выщелачивания руды общее извлечение никеля составляет 68%, меди составило 81%.

Похожие патенты RU2337154C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ 2007
  • Панин Виктор Васильевич
  • Крылова Любовь Николаевна
  • Каравайко Григорий Иванович
  • Пивоварова Татьяна Александровна
RU2337155C1
СПОСОБ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ 2007
  • Крылова Любовь Николаевна
  • Панин Виктор Васильевич
  • Воронин Дмитрий Юрьевич
RU2339707C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ КОМПЛЕКСНЫХ РУД, СОДЕРЖАЩИХ БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ 2007
  • Крылова Любовь Николаевна
  • Панин Виктор Васильевич
RU2336343C1
СПОСОБ КУЧНОГО БАКТЕРИАЛЬНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ 2007
  • Панин Виктор Васильевич
  • Адамов Эдуард Владимирович
  • Крылова Любовь Николаевна
  • Каравайко Григорий Иванович
RU2339709C1
СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ 2007
  • Крылова Любовь Николаевна
  • Саруханов Рубен Григорьевич
  • Панин Виктор Васильевич
RU2336340C1
СПОСОБ КУЧНОГО БАКТЕРИАЛЬНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ 2007
  • Крылова Любовь Николаевна
  • Панин Виктор Васильевич
RU2336341C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДЫ МЕТАЛЛОВ 2003
  • Карабасов Ю.С.
  • Панин В.В.
  • Воронин Д.Ю.
  • Крылова Л.Н.
  • Самосий Д.А.
RU2245380C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩЕЙ РУДЫ 2011
  • Теляков Наиль Михайлович
  • Салтыкова Светлана Николаевна
  • Пурэвдаш Мунхтуяа
RU2471006C1
СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУД 1997
  • Канцель А.В.
  • Лаверов Н.П.
  • Нестеров Ю.В.
  • Новосельцев В.В.
  • Волькинштейн М.Я.
  • Николайченков Ю.С.
  • Хитрик М.С.
RU2124632C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНЫХ РУД И ПИРРОТИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2008
  • Суханова Марина Александровна
  • Пивоварова Татьяна Александровна
  • Меламуд Виталий Самуилович
RU2367691C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ СУЛЬФИДСОДЕРЖАЩИХ РУД

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к гидрометаллургической переработке руд, отвалов, шлаков, содержащих сульфиды металлов, и может быть использовано для получения металлов из упорного сульфидного рудного сырья кучным выщелачиванием. Техническим результатом является повышение степени разложения сульфидов и извлечения металлов, сокращение времени выщелачивания. Дополнительным результатом является простота и низкая стоимость реализации способа и экологичность реализации технологии процесса. Способ извлечения металлов из сульфидсодержащих руд включает подачу на дробленую руду, сложенную на водонепроницаемом основании в кучу, на первом этапе водного раствора серной кислоты до получения в растворе после выщелачивания концентрации не менее 2,0 г/дм3, на втором этапе водного раствора серной кислоты, содержащего ионы трехвалентного железа концентрацией более 3 г/дм3. Затем проводят сбор и отстаивание вытекающих из кучи продуктивных растворов и окисляют в них двухвалентное железо соединениями активного кислорода. После извлечения из продуктивных растворов металлов их возвращают на выщелачивание руды. 9 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 337 154 C1

1. Способ извлечения металлов из сульфидсодержащих руд, заключающийся в кучном выщелачивании сульфидсодержащих руд подачей на дробленную руду, сложенную на водонепроницаемом основании в кучу, на первом этапе водного раствора серной кислоты до получения в растворе после выщелачивания концентрации не менее 2,0 г/дм3, на втором этапе водного раствора серной кислоты, содержащего ионы трехвалентного железа концентрацией более 3 г/дм3, сборе и отстаивании вытекающих из кучи продуктивных растворов, окислении в продуктивных растворах двухвалентного железа соединениями активного кислорода, извлечении из продуктивных растворов металлов и возврате раствора на выщелачивание руды.2. Способ по п.1, в котором выщелачиваемая руда имеет крупность не менее 3 мм.3. Способ по п.1, в котором концентрация серной кислоты в растворах, подающихся на выщелачивание составляет не менее 2,0 г/дм3.4. Способ по п.1, в котором в качестве соединений активного кислорода используют озон и/или пероксид водорода.5. Способ по п.1, в котором извлечение металлов из продуктивного раствора производят методом жидкостной экстракции - электроэкстракции.6. Способ по п.1, в котором в раствор, возвращаемый на выщелачивание после окисления железа, добавляют серную кислоту до концентрации не менее 2,0 г/дм3.7. Способ по п.1, в котором подачу выщелачивающего раствора осуществляют орошением кучи.8. Способ по п.1, в котором подачу выщелачивающего раствора осуществляют затоплением кучи.9. Способ по п.1, в котором извлечение металлов осуществляют при накоплении металлов в продуктивном растворе концентрацией более 2 г/дм3.10. Способ по п.1, в котором водонепроницаемое основание, на которое сложена руда, располагают под уклоном и кучу руды формируют в форме усеченной пирамиды.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2337154C1

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФИДЫ МЕТАЛЛОВ 2003
  • Карабасов Ю.С.
  • Панин В.В.
  • Воронин Д.Ю.
  • Крылова Л.Н.
  • Самосий Д.А.
RU2245380C1
US 2003041692 А, 06.03.2003
ТОРМОЗНАЯ НАКЛАДКА 2003
  • Шамков Ю.В.
  • Никулин С.А.
  • Зайцев Н.М.
  • Левит М.З.
  • Крайнова Н.А.
  • Пивень Е.Г.
  • Голкин В.Б.
RU2240450C1
US 4571262 А, 18.02.1986
Устройство для отбора данныхпРОб 1979
  • Калинин Олег Иванович
  • Чумаров Рудольф Иванович
  • Арутюнян Томас Врамович
  • Елисеев Борис Владимирович
  • Черпин Владимир Алексеевич
SU815270A1

RU 2 337 154 C1

Авторы

Панин Виктор Васильевич

Крылова Любовь Николаевна

Воронин Дмитрий Юрьевич

Даты

2008-10-27Публикация

2007-04-16Подача