СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФИДНО-ОКИСЛЕННЫХ МЕДНЫХ РУД Российский патент 2008 года по МПК C22B15/00 C22B3/08 

Изобретение относится к металлургии меди, также металлургии других цветных металлов, а именно к способам переработки сульфидно-окисленных медных руд, а также промпродуктов, хвостов и шлаков, содержащих окисленные и сульфидные минералы цветных металлов.

Мировая практика переработки медных руд показывает, что степень их окисленности является главным фактором, влияющим на выбор технологических схем и определяющим технологические и технико-экономические показатели переработки руды. Переработка медных руд ведется либо по чисто гидрометаллургической технологии (процесс выщелачивания), либо по флотационной технологии, либо по комбинированным схемам.

Для переработки сульфидно-окисленных руд разработаны и применяются технологические схемы, различающиеся используемыми методами извлечения металла из руды, методами извлечения металла из растворов выщелачивания, последовательностью методов извлечения, способами разделения твердой и жидкой фаз, организацией потоков фаз и правилами компоновки операций. Совокупность и последовательность методов в технологической схеме определяется в каждом конкретном случае и зависит, в первую очередь, от минеральных форм нахождения меди в руде, содержания меди в руде, состава и природы вмещающих минералов и пород руды.

Известен способ извлечения меди (SU 45572, В03В 7/00, 31.01.36), заключающийся в сухом дроблении руды до крупности 2, 4, 6 мм, выщелачивании с гидравлической классификацией, последующей флотацией зернистой части руды и осаждением шламового медного концентрата губчатым железом из шламовой части руды, идущий на дальнейшую обработку вместе с флотационным медным концентратом, полученным после обработки отделенных при гидравлической классификации руды песков.

Недостатком способа является неполное извлечение меди и использование губчатого железа, что делает процесс дорогим и приводит к получению продуктов низкого качества.

Известен способ получения металлов, заключающийся в измельчении исходного материала до крупности фракций, превышающей крупность фракций, необходимую для флотации, выщелачивание серной кислотой в присутствии железного скарба с последующим направлением твердых остатков для флотации осажденной на железных телах меди (см. DE 2602849 В1, С22В 3/02, 30.12.80).

Недостатком способа является его высокая стоимость реализации в связи с использованием железного скарба, который вступает в реакцию с серной кислотой, при этом увеличивается расход как серной кислоты, так и железного скарба.

Наиболее близким по технической сути к заявленному способу является способ переработки медьсодержащих продуктов (RU 2179589, С22В 3/00, опублик. 20.02.2002), включающий дробление и измельчение исходного продукта до крупности фракций, превышающей крупность фракций, необходимую для флотации, выщелачивание, разделение твердой и жидкой фаз продукта выщелачивания с одновременной промывкой твердой фазы частью рафината экстракции и водой, доизмельчение твердой фазы продукта с последующей флотацией, а жидкую фазу продукта подвергают экстракции с выделением рафината и медьсодержащего раствора экстрагента, при этом рафинат неоднократно используют при выщелачивании и промывке.

Недостатками способа являются большой расход серной кислоты, не достаточно высокое качество катодной меди из-за отсутствия операции осветления или фильтрования жидкой фазы перед экстракцией органическим экстрагентом.

В изобретении достигается следующий технический результат: снижение расхода серной кислоты на переработку, повышение извлечения меди из руды, повышение качества товарных продуктов - сульфидного медного концентрата и катодной меди, снижение расхода воды на переработку.

Указанный технический результат достигается следующим.

Способ переработки сульфидно-окисленных медных руд включает сухое дробление руды до крупности не более 1,0-4,0 мм, выщелачивание руды при перемешивании, содержании твердой фазы 50-70% раствором серной кислоты концентрацией от 10,0 до 40 г/дм³ в течение 0,5-2,0 часов. После выщелачивания кек обезвоживается, промывается, нейтрализуется и измельчается до крупности 60-95% класса - 0,074 мм. Далее из кека выщелачивания производится флотация медных минералов с получением флотационного концентрата. Раствор жидкой фазы выщелачивания руды и промывные воды кека выщелачивания руды объединяются, освобождаются от твердых взвесей и затем производится экстракция меди из медьсодержащих растворов с получением катодной меди.

При этом обезвоживание кеков выщелачивания можно осуществлять фильтрованием.

Кроме того, промывку кеков выщелачивания осуществляют на фильтре одновременно с обезвоживанием.

Также флотацию минералов меди осуществляют при значении рН 8,0-11,0.

Кроме того, объединенные медьсодержащие растворы освобождаются от твердых взвесей перед экстракцией осветлением и/или фильтрованием.

Также экстракцию меди проводят методом жидкостная экстракция - электроэкстракция, в этом случае образующийся рафинат экстракции используют для выщелачивания и промывки кека выщелачивания.

В сульфидно-окисленных медных рудах присутствуют окисленные минералы меди, например малахит, брошантит, азурит, и сульфидные минералы меди - халькопирит, халькозин, борнит, ковелин, а также пустая порода.

Сухое дробление руды до крупности - 1-4 мм снижает расход воды и электроэнергии на рудоподготовку, позволяет экономить серную кислоту для последующего выщелачивания, снижает размеры хвостохранилища.

Крупность руды - 1-4 мм достаточна для выщелачивания большей части окисленных минералов, в то же время большая часть кислотопоглощающих минералов пустой породы не потребляет кислоту. Дробленая руда до крупности - 1,0-4 мм после выщелачивания обезвоживается с хорошими кинетическими показателями.

Выщелачивание раствором серной кислоты концентрацией 10-40 г/дм³ позволяет получить высокое извлечение меди из окисленных минералов в течение 0,5-2 часов. Выщелачивание дробленой руды с содержанием твердой фазы 50-70% хорошо перемешивается, позволяет обеспечить самостирание и уменьшить объем аппаратов для реализации процесса. Через 5-10 минут выщелачивания медная руда переходит в технологический сорт сульфидная, т.е. содержание окисленных минералов в руде снижается до менее 30%.

Для дальнейшей переработки продуктов выщелачивания производится обезвоживание кека. Наиболее эффективным способом является обезвоживание фильтрованием, в частности на ленточных фильтрах.

Для обезвоживания шламов и продуктов обогащения минерального сырья (руд, концентратов, углей и т.д.) применяется разнообразное фильтровальное оборудование, а также центрифуги (фильтрующие и осадительные), обезвоживающие грохоты, дуговые сита и т.д. Продукты с крупностью 1,0-4,0 мм обезвоживаются на грохотах, фильтрующих центрифугах и ленточных вакуум-фильтрах.

Для наиболее полного извлечения меди кек выщелачивания промывается водной фазой. Промывка может осуществляться одновременно с обезвоживанием кека выщелачивания, в частности на фильтрах.

Совместная (коллективная) флотация окисленных и сульфидных минералов с предварительной сульфидизацией поверхности окисленных минералов проводится только при незначительной степени окисления руды, при содержании окисленных минералов в руде до 30%, в этом случае руда относится к технологическому типу сульфидная. Использование коллективной флотации для смешанных руд (содержание окисленных минералов от 30% до 70%) приводит к получению коллективного концентрата низкого качества, проблемам при переработке коллективного концентрата, усложнению схем флотации и невысокому извлечению. Низкие технологические результаты коллективной флотации определяются различными флотационными свойствами окисленных и сульфидных минералов меди и, соответственно, невозможностью сочетания одновременно оптимальных условий флотации окисленных и сульфидных минералов меди для получения качественного концентрата. В известных примерах применения коллективной флотации содержание окисленных минералов меди в продуктах, поступающих на флотацию, небольшое (сульфидный технологический тип руды).

Использование коллективной флотации для переработки смешанных руд Удоканского месторождения дает извлечение меди 75%. Кроме того, вследствие нестабильности содержания окисленных минералов в Удоканских рудах, возникают серьезные сложности с управлением подачей сульфидизатора - сернистого натрия, избыток или недостаток которого приводит к значительному ухудшению флотируемости минералов меди и к потерям не только окисленной, но и сульфидной меди.

Выделение из кека выщелачивания минералов меди производится флотационным обогащением. Для обеспечения наилучших условий флотационного обогащения производится нейтрализации кека выщелачивания и измельчение до крупности 60-95% класса - 0,074 мм. Флотация медных минералов проводится при значении рН 8,0-11,0 с получением медного концентрата и отвальных хвостов.

Раствор жидкой фазы выщелачивания руды и промывные воды кека выщелачивания руды для извлечения находящейся в них меди объединяются и освобождаются от твердых взвесей, которые ухудшают условия экстракции меди и снижают качество получаемой катодной меди, особенно при использовании процесса жидкостной экстракции органическим экстрагентом. Освобождение от взвесей может производиться наиболее простым способом - осветлением, а также дополнительным фильтрованием.

Из объединенных растворов производится экстракция меди из медьсодержащих растворов с получением катодной меди.

Современным методом извлечения меди из растворов является метод жидкостной экстракции органическим катионообменным экстрагентом. Использование этого метода позволяет селективно извлекать и концентрировать медь. После реэкстракции меди из органического экстрагента производится электроэкстракция с получением катодной меди.

Образующийся при экстракции меди из сернокислых растворов рафинат содержит серную кислоту и остаточное количество меди. Для рационального использования жидкой фазы и снижения потерь меди рафинат экстракции используют для выщелачивания и промывки кека выщелачивания.

Примеры реализации способа.

Пример 1.

Медная сульфидно-окисленная руда Удоканского месторождения, содержащая 1,8% меди, в которых 60% меди находятся в окисленных минералах, дробилась сухим способом до крупности 2,5 мм, выщелачивалась в чане с перемешиванием при содержании твердой фазы 50%, концентрации серной кислоты 20 г/дм³. За 2 часа выщелачивания в раствор перешло 79% окисленных минералов меди и 18% вторичных сульфидных минералов, выход кека выщелачивания составил 95%. Пульпа выщелачивания обезвоживалась на вакуумном фильтре и промывалась на фильтре сначала одним объемом сернокислого рафината экстракции, затем двумя объемами воды. Кек выщелачивания измельчался в мельнице до крупности 70% класса - 0,074 мм. В мельницу для нейтрализации добавляли кальцинированную соду. Далее во флотационной машине проводили обогащение при рН 9,0 с использованием флотореагентов - сульфитизатора, вспенивателя и собирателя. В результате получен сульфидный медный концентрат с содержанием меди 31,4%, из которого 5% находится в окисленных минералах меди, и отвальных хвостов с содержанием меди 0,13%.

Жидкая фаза выщелачивания и промывные воды объединялись и осветлялись. Объединенная жидкая фаза имела концентрацию меди 1,7 г/дм³, значение рН 2,1. Экстракцию меди из растворов проводили перемешиванием с раствором органического экстрагента Ликс, реэкстракцией в раствор серной кислоты, электроэкстракции меди из медьсодержащего раствора кислоты с получением катодной меди. Сквозное извлечение меди из руды по способу составило 91%.

Пример 2.

Медная руда Чинейского месторождения, содержащая 1,4% меди, в которых 50% меди находятся в окисленных минералах, дробилась сухим способом до крупности 3 мм, выщелачивалась в чане с перемешиванием при содержании твердой фазы 70%, концентрации серной кислоты 40 г/дм³. За 1 час выщелачивания в раствор перешло 75% окисленных минералов меди и 19% вторичных сульфидных минералов, выход кека выщелачивания составил 96%. Пульпа выщелачивания обезвоживалась на вакуумном фильтре и промывалась на фильтре сначала одним объемом сернокислого рафината экстракции, затем двумя объемами воды. Кек выщелачивания измельчался в мельнице до крупности 60% класса - 0,074 мм. В мельницу для нейтрализации добавляли известь. Далее во флотационной машине проводили обогащение при рН 8,5 с использованием флотореагентов - сульфитизатора, вспенивателя и собирателя. В результате получен сульфидный медный концентрат с содержанием меди 29,5%, из которого 3,9% находится в окисленных минералах меди, и отвальных хвостов с содержанием меди 0,11%.

Жидкая фаза выщелачивания и промывные воды объединялись и осветлялись. Объединенная жидкая фаза имела концентрацию меди 1,4 г/дм³, значение рН 1,7. Экстракцию меди из растворов проводили перемешиванием с раствором органического экстрагента Ликс, реэкстракцией в раствор серной кислоты, электроэкстракции меди из медьсодержащего раствора кислоты с получением катодной меди. Сквозное извлечение меди из руды в товарные продукты составило 92%.

Изобретение относится к металлургии меди, также металлургии других цветных металлов, а именно к способам переработки сульфидно-окисленных медных руд, а также промпродуктов, хвостов. Техническим результатом является снижение расхода серной кислоты на переработку, повышение извлечения меди из руды, повышение качества товарных продуктов - сульфидного медного концентрата и катодной меди, снижение расхода воды на переработку. Способ включает сухое дробление и измельчение руды до крупности не более 1,0-4,0 мм, ее выщелачивание при перемешивании и содержании твердой фазы 50-70% раствором серной кислоты концентрацией от 10,0 до 40 г/дм³ в течение 0,5-2,0 часов. После выщелачивания образовавшийся кек обезвоживают и промывают, подвергают нейтрализации и измельчению до крупности 60-95% класса - 0,074 мм. Из кека производят флотацию медных минералов с получением флотационного концентрата. Раствор после выщелачивания руды и промывные воды кека объединяют, освобождают от твердых взвесей и проводят из них экстракцию с получением катодной меди. 7 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки сульфидно-окисленных медных руд, заключающийся в сухом дроблении и измельчении руды до крупности не более 1,0-4,0 мм, выщелачивании руды при перемешивании, содержании твердой фазы 50-70% раствором серной кислоты концентрацией от 10,0 до 40 г/дм³ в течение 0,5-2,0 ч, обезвоживании и промывке кека выщелачивания руды, нейтрализации и измельчении кека выщелачивания до крупности 60-95% класса - 0,074 мм, флотации медных минералов из кека выщелачивания с получением флотационного концентрата, объединении жидкой фазы выщелачивания руды с промывными водами кека выщелачивания руды, освобождении от твердых взвесей и экстракции меди из медьсодержащих растворов с получением катодной меди.2. Способ по п.1, в котором обезвоживание кеков выщелачивания осуществляют фильтрованием.3. Способ по п.1, в котором промывку кеков выщелачивания осуществляют на фильтре одновременно с обезвоживанием.4. Способ по п.1, в котором флотацию минералов меди осуществляют при значении рН 8,0-11,0.5. Способ по п.1, в котором объединенные медьсодержащие растворы перед экстракцией освобождают от твердых взвесей осветлением и/или фильтрованием.6. Способ по п.1, в котором экстракцию меди проводят методом жидкостной экстракции - электроэкстракции.7. Способ по п.6, в котором рафинат, образующийся при жидкостной экстракции, используют для выщелачивания.8. Способ по п.6, в котором рафинат, образующийся при жидкостной экстракции, используют при промывке кека выщелачивания.